დაე, აურიონ ნ ქიმიურად არ ურთიერთქმედებს მათ შორის იდეალური გაზები. ვარაუდობენ, რომ ცნობილია ყველა კომპონენტის მდგომარეობის საწყისი თერმოდინამიკური პარამეტრები შერევამდე და შერევის პირობები (გარემოსთან ურთიერთქმედების პირობები). მოძებნა სურდა წონასწორობა აირების მდგომარეობის პარამეტრები შერევის შემდეგ.
მოდი განვიხილოთ შერევის ორი შემთხვევა, სიმარტივისთვის, თუკი ეს პროცესი ხდება გარემოსთან სითბოს გაცვლის გარეშე .
2.1. შერევა ზე W=კონსტ
ამ შემთხვევაში, შერევის პირობები ისეთია, რომ მიღებული ნარევის მოცულობა ვსმ უდრის ნარევის კომპონენტების საწყისი მოცულობების ჯამს W H i:
(არ დაბნეული W H iნაწილობრივი მოცულობებით ვი, განხილული პუნქტში 1.4.3.)
აღნიშნე:
P H i- საწყისი წნევა მეე გაზი;
T H i,t H i- საწყისი ტემპერატურა მეგაზი, შესაბამისად, 0-მდე რომან 0 თან.
იმიტომ რომ მთელი სისტემა ნაირები პირობებში შერევისას W=კონსტარ ასრულებს გარე სამუშაოს, მაშინ ამ შემთხვევისთვის თერმოდინამიკის პირველი კანონის შესაბამისად () შეგვიძლია დავწეროთ:
Აქ: Uსმ არის მასის მქონე აირების ნარევის შიდა ენერგია მსმ კილოგრამი
ტემპერატურასთან ერთად T 0 K;
U H i- შინაგანი ენერგია მე- აირის მასა მ იკილოგრამები
საწყისი ტემპერატურით T H i .
შემოვიღოთ აღნიშვნა:
uსმ არის აირების ნარევის სპეციფიკური შიდა ენერგია ტემპერატურაზე T 0 K;
u H i -სპეციფიკური შინაგანი ენერგია მე- გაზი საწყისი ტემპერატურით T H i .
შემდეგ განტოლება (2.1.1) იღებს შემდეგ ფორმას:
(2.1.2)
როგორც ცნობილია, იდეალური გაზისთვის du=C v dT, საიდანაც, შიდა ენერგიის დათვლისას 0 0 კშეიძლება დაიწეროს:
აქ: - საშუალო დიაპაზონში 0 T 0 Kაირის ნარევის მასის იზოქორული სითბოსუნარიანობა;
საშუალო დიაპაზონში 0 T H i 0 Kმასის იზოქორული სითბოს მოცულობა მეგაზი.
(2.1.3) (2.1.2) ჩანაცვლების შემდეგ მივიღებთ:
მაგრამ 1.4.10 პუნქტის შესაბამისად, აირების ნარევის ნამდვილი მასის სითბოსუნარიანობა გამოიხატება კომპონენტების მასის ფრაქციებში. გიდა მათი ნამდვილი სითბოს სიმძლავრე შემდეგნაირად:
ანალოგიურად, საშუალო დიაპაზონში 0 T 0 Kაირის ნარევის მასობრივი იზოქორული სითბოს სიმძლავრე განისაზღვრება როგორც:
ამ გამოხატვის ჩანაცვლებით განტოლების მარცხენა მხარეს (2.1.4) მივიღებთ:
საიდანაც (2.1.5)
იმიტომ რომ მდგომარეობის განტოლებიდან, შემდეგ ჩანაცვლების შემდეგ მ იგანტოლებაში (2.1.5) საბოლოოდ მივიღებთ ნარევის ტემპერატურის ფორმულას ნაირები:
როგორც ცნობილია, ფორმულა (2.1.6) შეიძლება დაიწეროს შემდეგი ფორმით:
(შეგახსენებთ, რომ პროდუქტი არის საშუალო დიაპაზონში 0- T H i 0 Kმოლარული იზოქორული სითბოს ტევადობა მეგაზი.)
საცნობარო ლიტერატურაში, სითბოს სიმძლავრის ემპირიული დამოკიდებულება ტემპერატურაზე ხშირად მოცემულია დიაპაზონისთვის 0 t 0 С .
(2.1.8) და (2.1.9) (2.1.2) განტოლებაში ჩანაცვლების შემდეგ მივიღებთ:
ჩანაცვლება მ იმისი მნიშვნელობა, საბოლოოდ მივიღებთ ფორმულას აირების ნარევის ტემპერატურისთვის გრადუსებში ცელსიუსი :
გამოხატავს რ იმოლეკულური წონის საშუალებით ვიღებთ სხვა ფორმულას:
(2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) და (2.1.11) ფორმულების მნიშვნელები შეიცავს საშუალო სითბოს სიმძლავრეებს, რისთვისაც ნარევის ტემპერატურა გამოიყენება საშუალო მნიშვნელობის ზედა ზღვარად ( ტან თ) იყო მონდომებული. ამის გამო განისაზღვრება ნარევის ტემპერატურა ამ ფორმულების მიხედვით თანმიმდევრული მიახლოების მეთოდი .
2.1.1. აირების შერევის განსაკუთრებული შემთხვევები ზე W=კონსტ
განვიხილოთ ფორმულების რამდენიმე განსაკუთრებული შემთხვევა (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) და (2.1.11).
1. აირები იყოს შერეული, რომლებშიც ადიაბატური მაჩვენებლის დამოკიდებულებაა კ იტემპერატურის უგულებელყოფა შეიძლება.
(Სინამდვილეში რომტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება, რადგან
სადაც ს ან რ , აარის ემპირიული დადებითი კოეფიციენტები.
ტექნიკური გამოთვლებისთვის 0-დან 2000 0 С-მდე დიაპაზონში შეგიძლიათ გამოიყენოთ შემდეგი ფორმულები:
ა) დიატომური აირებისთვის რომ 1,40 - 0,50 10 -4 ტ;
ბ) წვის პროდუქტებისთვის რომ 1,35 - 0,55 10 -4 ტ.
ამ ფორმულებიდან ჩანს, რომ ტემპერატურის გავლენა ადიაბატურ მაჩვენებელზე რომშესამჩნევი ხდება მხოლოდ ასობით გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურაზე.)
ამრიგად, თუ დავუშვებთ, რომ
შემდეგ ფორმულა (2.1.6) იღებს შემდეგ ფორმას:
ფორმულა (2.1.12) შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც პირველი მიახლოება ფორმულებისთვის (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) და (2.1.11)
2. მოდით აირი იყოს შერეული, რომლებშიც მოლური იზოქორული სითბური სიმძლავრეები ტოლია და ამ სითბოს სიმძლავრეების დამოკიდებულება ტემპერატურაზე შეიძლება უგულებელვყოთ, ე.ი.
შემდეგ განტოლება (2.1.7) იღებს ძალიან მარტივ ფორმას:
თუ გაზებს აქვთ თანაბარი მოლური იზოქორული სითბოს სიმძლავრე, მაშინ მაიერის განტოლების შესაბამისად
მოლური იზობარული სითბური სიმძლავრეები ერთმანეთის ტოლი უნდა იყოს და, შესაბამისად, ადიაბატური მაჩვენებლებიც ტოლი უნდა იყოს, ე.ი.
ამ პირობით განტოლება (2.1.12) იქცევა (2.1.13).
2.1.2. წნევა აირების შერევის შემდეგ ზე W=კონსტ
აირების შერევის შემდეგ დადგენილი წნევა შეიძლება განისაზღვროს ან 1.4.2 პუნქტის ფორმულებით, ან პირობით:
რსმ ვსმ = მსმ რსმ თ= მსმ თ.
შეუშვით ცალკე თერმოსტატული ჭურჭელი იმავე წნევის ქვეშ გვ არის გაზები მაგრამდა ATმიღებული იმოლის რაოდენობით. როდესაც ეს ჭურჭელი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, გაზების სპონტანური შერევა მოხდება მანამ, სანამ გაზის ნარევის ერთგვაროვანი შემადგენლობა ჩამოყალიბდება სისტემის მთელ მოცულობაში. ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ საწყისი აირები და მათი ნარევები ემორჩილება იდეალური აირების მდგომარეობის განტოლებებს. შემდეგ, გაზის მთლიანი წნევის მუდმივი შენარჩუნებისას გვ მიღებულ ნარევში გაზების ნაწილობრივი წნევა ტოლი იქნება
იდეალური გაზების შერევისას არ არსებობს თერმული ეფექტები, ამიტომ არ ხდება სითბოს გაცვლა გაზებსა და თერმოსტატს შორის და სისტემის ენტროპიის ცვლილება მთლიანად განისაზღვრება სისტემის შიგნით მიმდინარე პროცესების შეუქცევადობით.
ენტროპიის სასურველი ცვლილების საპოვნელად აუცილებელია აღწერილ სპონტანურ პროცესს დავუპირისპირდეთ გონებრივი წონასწორობის გადასვლით სისტემის იმავე საწყის და საბოლოო მდგომარეობებს შორის.
გაზების წონასწორული შერევისთვის ჩვენ ვიყენებთ სპეციალურ ჰიპოთეტურ მოწყობილობას, თერმოსტატის ანალოგიით, რომელსაც ეწოდება ქიმიოსტატი. . ეს მოწყობილობა შედგება თერმოსტატული კონტროლირებადი ცილინდრისგან, რომელიც აღჭურვილია დგუშით, რომელიც მოძრაობს ხახუნის გარეშე; ცილინდრის ძირში არის მემბრანა შერჩევითად გამტარი მხოლოდ მოცემული ინდივიდუალური ქიმიური ნივთიერებისთვის; ეს უკანასკნელი გამოყოფს ქიმიოსტატში ჩატვირთულ ინდივიდუალურ ნივთიერებას სხვა ჭურჭელში მდებარე ნივთიერებების შესწავლილი ნარევისაგან. თერმოსტატისგან განსხვავებით, რომელიც შექმნილია მასში ჩაძირული სხეულის მოცემული ტემპერატურის შესანარჩუნებლად, ან წონასწორობის რეჟიმში ამ უკანასკნელის გასათბობად ან გაგრილებისთვის, ქიმიოსტატის დახმარებით, მოცემული ინდივიდუალური ნივთიერების ქიმიური პოტენციალის გარკვეული მნიშვნელობა შენარჩუნებულია შესწავლილი ნივთიერებების ნარევი, ასევე წონასწორული მიწოდება და ნივთიერების ამოღება ნარევებიდან. ქიმიური პოტენციალი მე ქიმიოსტატის გოქიმიური კომპონენტი ცალსახად განისაზღვრება ტემპერატურით თდა წნევა დგუშზე. დგუშზე წნევის შეცვლით შესაძლებელია მოცემული კომპონენტის გადასვლის მიმართულების შეცვლა შერჩევითი მემბრანის მეშვეობით: თუ არის კომპონენტის ქიმიური პოტენციალი შესწავლილ ნარევში, მაშინ 1-ზე, ნივთიერება მიეწოდება ნარევი, ზე, ის ამოღებულ იქნება ნარევიდან და ზე, ქიმიური წონასწორობა შენარჩუნებულია ქიმიოსტატისა და ნარევს შორის. ნარევის შემადგენლობის კვაზი-ბალანსის ცვლილება შეესაბამება მემბრანის მეშვეობით ნივთიერების დიფუზიურ გადაცემას მემბრანის ორივე მხარეს ქიმიური პოტენციალის მნიშვნელობებში ძალიან მცირე განსხვავების მოქმედებით.
იდეალური გაზის ქიმიური პოტენციალი, იმისდა მიუხედავად, არის ეს აირი ცალკეულ მდგომარეობაში თუ სხვა იდეალურ აირებთან ნარევში, გამოიხატება მარტივი მიმართებით, სადაც გვ მეარის ან სუფთა აირის წნევა ან მისი ნაწილობრივი წნევა ნარევში. ამიტომ, როდესაც იდეალური გაზი გადადის ნახევრად გამტარი მემბრანის მეშვეობით, წონასწორობა ნარევსა და ქიმიოსტატის შორის ხასიათდება ქიმიოსტატის წნევის თანაბარი და ნარევში გაზის ნაწილობრივი წნევით.
ბრინჯი. 2.3. ორი აირის წონასწორული შერევა ქიმიოსტატის გამოყენებით: აარის სისტემის საწყისი მდგომარეობა; ბ- სისტემის მდგომარეობა გაზების იზოთერმული გაფართოების შემდეგ; in- საბოლოო მდგომარეობა მემბრანებში გაზების შერევის შემდეგ; 1 - ქიმიოსტატები ცალკეული გაზებისთვის A და B ; 2 - ნახევრად გამტარი გარსები; 3 - გაზების წონასწორული შერევის ჭურჭელი.
იდეალური აირების წონასწორული შერევა ადა ბგანხორციელდება თერმოსტატით კონტროლირებად სისტემაში, რომელიც შედგება ცალკეული კომპონენტების ორი ქიმიოსტატისგან ადა ბმესამე ჭურჭელთან დაკავშირებული - მიღებული ნარევის შემგროვებელი, აღჭურვილი, ქიმიოსტატების მსგავსად, მოძრავი დგუშით (ნახ. 2.3).
დაე, საწყის მომენტში ქიმიოსტატები შეიცავდეს, შესაბამისად, კომპონენტის მოლებს ადა კომპონენტის ხალები ბიგივე წნევის ქვეშ გვ
; ნარევის კოლექტორში დგუში არის ნულოვანი პოზიცია (დგუშის ქვეშ გაზის მოცულობა ნულის ტოლია). შერევის პროცესი ორ ეტაპად ტარდება. პირველ ეტაპზე ვასრულებთ გაზების შექცევად იზოთერმულ გაფართოებას ადა ბ; ხოლო წნევა აჩვენ ვამცირებთ დან გვ
დადგენილ წნევამდე და წნევამდე ბშესაბამისად გვ
ადრე . პირველ და მეორე ქიმიოსტატებში გაზების მიერ დაკავებული მოცულობა შეიცვლება შესაბამისად. პირველი ქიმიოსტატის გაფართოებული აირის მიერ შესრულებული სამუშაო არის 
; მეორეში 
. ამრიგად, პირველ ეტაპზე მთლიანი სამუშაო შესრულებულია ჩვენს ჰიპოთეტურ მოწყობილობაში. ვინაიდან იდეალური გაზის იზოთერმული გაფართოების დროს მისი შიდა ენერგია არ იცვლება, მითითებული სამუშაო ხორციელდება თერმოსტატის ექვივალენტური სითბოს მიწოდების გამო. ამრიგად, სისტემაში ენტროპიის შექცევადი ცვლილება ტოლი იქნება
პროცესის მეორე ეტაპზე (ფაქტობრივი შერევა) სამი დგუშის სინქრონიზებული მოძრაობით ჩვენ ქიმიოსტატის გაზებს შერჩევითი მემბრანების მეშვეობით გადავდივართ ნარევის კოლექტორში. ამავდროულად, მუდმივი წნევა შენარჩუნებულია თითოეულ დგუშზე, შესაბამისად, როგორც ქიმიოსტატებში, ასევე კოლექტორში, რაც უზრუნველყოფს აირების წონასწორობის გავლას მემბრანებში (უფრო ზუსტად, კოლექტორში იქმნება წნევა, რომელიც ოდნავ ნაკლები ვიდრე გვ , მემბრანებში დიფუზიისთვის არანულოვანი მამოძრავებელი ძალის შენარჩუნებისას). შერევის პროცესის შექცევადობა ამ შემთხვევაში უზრუნველყოფილია სამივე დგუშის მოძრაობის მიმართულების სინქრონული ცვლილების შესაძლებლობით, რაც გამოიწვევს ნარევის ცალკეულ კომპონენტებად დაყოფას. ოპერაციის დასრულების შემდეგ ნარევი აშკარად მიიღებს მოცულობას კოლექტორში.
ვინაიდან, იდეალური გაზების შემთხვევაში, შერევას არ ახლავს რაიმე თერმული ეფექტი, არ ხდება სითბოს გაცვლა ჩვენს მოწყობილობასა და თერმოსტატს შორის მუშაობის მეორე ეტაპზე. შესაბამისად, ამ ეტაპზე სისტემის ენტროპიის ცვლილება არ შეინიშნება.
სასარგებლოა პირდაპირი გაანგარიშებით გადამოწმება, რომ მეორე ეტაპზე გაზების მუშაობა ნულის ტოლია. მართლაც, სამუშაო იხარჯება ქიმიოსტატებში დგუშების მოძრავზე, ამავდროულად, კოლექტორში იგივე რაოდენობის სამუშაო იწარმოება გაზებით. აქედან.
ასე რომ, ენტროპიის მთლიანი ზრდა აირების შერევისას განისაზღვრება გამოხატულებით (2.9), . თუ შერევის წონასწორული ვარიანტის პირობებში, ეს ზრდა დაკავშირებულია სითბოს საპირისპირო მიწოდებასთან და სამუშაოს ექვივალენტური მოცულობის წარმოებასთან. 
, შემდეგ აირების პირდაპირი (შეუქცევადი) შერევით, ენტროპიის იგივე ზრდა ხდება სისტემის შიგნით მისი წარმოქმნის გამო; სისტემა არ მუშაობს.
ჩანაცვლების შემდეგ (2.8), გამოხატულება (2.9) შეიძლება გადაიწეროს როგორც
. (2.10)
ამ მიმართებას სავალდებულო ადგილი ეთმობა თერმოდინამიკის კურსებში მისი ერთი შეხედვით პარადოქსის გამო. აღსანიშნავია, რომ ენტროპიის ცვლილებისთვის (იდეალური აირების შერევისას!) არ აქვს მნიშვნელობა რაშია შერეული და ასევე რა წნევაზე და ტემპერატურაზე. არსებითად, აქ არის (2.10) არაფორმალური წარმოშობა.
შევავსოთ წარმოშობა (2.10) მისი სასარგებლო თანხლებით. კომპონენტების მოლური ფრაქციების გაცნობა 
და, ჩვენ ვიღებთ გამოხატულებას ენტროპიის ცვლილებისთვის მიღებული ნარევის 1 მოლზე:
. (2.11)
ამ ფუნქციის მაქსიმუმი მოდის აირების ეკვმოლარულ ნარევზე, 0,5.
ნივთიერებების ნარევების გამოყოფის თეორიის თვალსაზრისით, საინტერესოა ენტროპიის წარმოების ცვლილების თვალყურის დევნება, როდესაც ემატება კომპონენტის საკმარისად დიდი მოლი. ბკომპონენტის ერთ მოლზე ა. დაშვებით (2.10) და , მივიღებთ
(2.12) გამოყვანისას გამოვიყენეთ ლოგარითმული ფუნქციის მათემატიკური გამოსახულება
.
ფორმულა (2.12) გვიჩვენებს, რომ ნარევის თანმიმდევრული განზავება თან ახლავს ენტროპიის უსასრულო ზრდას მინარევის კომპონენტის მოლზე.
ფორმულა (2.10) იძლევა ენტროპიის ზრდის ინტეგრალურ მნიშვნელობას სასრული რაოდენობის გაზის შერევისას. სითბოს გადაცემისთვის (2.7) ფორმულის მსგავსი კომპაქტური დიფერენციალური გამოხატვის მისაღწევად, ჩვენ ვცვლით კომპონენტების შერევის მოდელს (იხ. ნახ. 2.4). ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ შერევა ხდება მემბრანის მეშვეობით, რომელიც გამტარია ორივე კომპონენტისთვის, ან საკმარისად ვიწრო სარქვლის გამყოფი ჭურჭლის მეშვეობით, რომლებიც სავსეა ნარევებით. ადა ბგანსხვავებული შემადგენლობა. სისტემა თერმოსტატული კონტროლდება და ორივე ჭურჭელში მუდმივი წნევა დგუშების საშუალებით ინარჩუნებს. გვ . შერევის შეზღუდული სიჩქარით, ნარევის შემადგენლობა თითოეულ ჭურჭელში შეიძლება ჩაითვალოს ერთგვაროვანი ჭურჭლის მოცულობით. ამრიგად, ეს სისტემა ჰგავს სითბოს გაცვლის სისტემას სუსტად გამტარ ბაფლით.
თავი 9. ზოგადი ინფორმაცია გაზების შერევის შესახებ.
თავის მიზნები და ამოცანები:
გაეცანით ხანძარსაწინააღმდეგო წესებს ჟანგბადთან მუშაობისას
გაეცანით ჟანგბადთან მუშაობისა და მუშაობის წესებს
შეიტყვეთ "40% წესის" გამოყენების შესახებ
შეიტყვეთ სხვადასხვა გაზის შერევის სისტემების შესახებ.
ახალი ტერმინები ამ თავში.
აალებადი (აალებადი) სამკუთხედი
ჟანგბადთან თავსებადი საპოხი
ადიაბატური გათბობა (დიზელის პროცესი)
ჟანგბადის გაწმენდა
40% წესი
ნაწილობრივი წნევის შერევა
მუდმივი ნაკადის შერევა
აბსორბცია შთამნთქმელის პერიოდული გაწმენდით
მემბრანის გამოყოფა.
როგორც მყვინთავმა, რომელიც იყენებს გამდიდრებულ ნარევებს თავის ჩაყვინთვისას, თქვენ უნდა შეძლოთ ამ ნარევების მიღება. თქვენ არ გჭირდებათ იცოდეთ როგორ მოამზადოთ ნიტროქსი, თუმცა, თქვენ უნდა გესმოდეთ, თუ როგორ მზადდება ისინი და იცოდეთ თქვენი აღჭურვილობის დასუფთავების მოთხოვნები, რომლებიც დაწესებულია ნიტროქსის გამოყენებით. ამ თავში განხილულია გამდიდრების ზოგიერთი ხშირად გამოყენებული მეთოდი და განხილულია მათი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. ნარევს, რომელსაც სუნთქავთ, უნდა ჰქონდეს ჟანგბადის სწორი შემცველობა.
1. ჟანგბადთან დამუშავება და მუშაობა.
ჟანგბადი საოცარი აირია. მას შეუძლია იყოს როგორც მეგობარი, ასევე მტერი. სკუბაში გამოსაყენებლად გაზების შერევისას ოპერატორმა უნდა მიიღოს მაღალი წნევის ნარევის შესაბამისი ჟანგბადის შემცველობა. ეს შეიძლება გაკეთდეს სუფთა ჟანგბადის აზოტთან ან ჰაერთან შერევით, ან ჰაერიდან აზოტის ნაწილის ამოღებით. მაღალი წნევის ჟანგბადის შერევის მთავარი პრობლემა ხანძრის საშიშროებაა. ყველაფერი, რაც ბოლომდე არ არის დაჟანგული - რაც პრაქტიკულად არაფერს ნიშნავს - დაიწვება მაღალი წნევის ჟანგბადში, როდესაც ანთების წყარო იქნება. არსებობს გარკვეული რისკი ნარევების დამუშავებისას, მაგრამ გაცილებით დიდი რისკია სუფთა შეკუმშული ჟანგბადის დამუშავებისას. მყვინთავმა, რომელიც იყენებს გამდიდრებულ ნარევებს, არ უნდა შეეძლოს სუფთა ჟანგბადის დამუშავება, მაგრამ მას გარკვეული უნდა ჰქონდეს დაკავშირებული რისკის ფაქტორების გაგება, რადგან ჟანგბადი გამოიყენება, რადგან მყვინთავის საქმიანობა უფრო რთული და ფართოვდება.
2. აალებადი (ცეცხლის საშიში) სამკუთხედი.
ხანძრის თავიდან ასაცილებლად აუცილებელია ვიცოდეთ, რომელი ინგრედიენტები იწვევენ და ხელს უწყობენ ხანძარს. ეს კომპონენტები ნაჩვენებია ფიგურაში.
ეგრეთ წოდებული „წვადი ან ხანძარსაწინააღმდეგო სამკუთხედის“ სახით. ცეცხლი არის სწრაფი ქიმიური რეაქცია საწვავსა და ჟანგბადს (ოქსიდიზატორი) შორის, რომელიც შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ანთების წყაროს (სითბოს) თანდასწრებით. დაჟანგვა შეიძლება გაგრძელდეს ანთების გარეშე, როგორც, მაგალითად, დაჟანგვის პროცესში. ხანძარი ჩნდება, როდესაც არის ანთების წყარო (სითბო). აალების შემდეგ, წვის ქიმიური რეაქციის დროს გამოიყოფა ენერგია (სითბო), რაც ხელს უწყობს შემდგომ წვას. თუ ერთ-ერთ კომპონენტს (საწვავს, ჟანგბადს, აალების წყაროს) ამოვიღებთ, ცეცხლი ვერ გაჩნდება. ამრიგად, თუ სამივე კომპონენტი ერთდროულად არ არის, აალება თავიდან აიცილება. თუ ალი უკვე არსებობს, ერთ-ერთი კომპონენტის ამოღება გამოიწვევს ალის ჩაქრობას. ეს არის ხანძარსაწინააღმდეგო თეორიის საფუძვლები. კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მომენტია, რომ ცეცხლი უნდა გავრცელდეს, რათა შენარჩუნდეს მისი არსებობა. ხანდახან ცეცხლის გავრცელების სურვილი ზემოაღნიშნული „სამკუთხედის“ კიდევ ერთ კომპონენტადაც კი ემატება.
3. ჟანგბადი.
ქვემოთ განხილულ სიტუაციებში, ჟანგბადი იმყოფება ჰაერში მის კონცენტრაციაზე მეტი კონცენტრაციით. ეს ნიშნავს, რომ ჟანგვის აგენტი "აალებადი სამკუთხედში" ყოველთვის არის ნაგულისხმევად და მისი ამოღება შეუძლებელია ამ "ცეცხლის ფორმულიდან". ყველამ იცის, რომ ატმოსფერულ ჟანგბადს, შესაბამის პირობებში, შეუძლია აქტიური მონაწილეობა მიიღოს წვის რეაქციაში, ამიტომ გასაკვირი არ უნდა იყოს, რომ მისმა კონცენტრაციამ მხოლოდ გაზარდოს რისკი. გარდა ამისა, უნდა გვახსოვდეს, რომ ჰაერში გაზრდილი ჟანგბადის შემცველობა ნიშნავს ინერტული აირის შემცირებულ შემცველობას. ამ და სხვა მიზეზების გამო, წვის ინტენსივობა არ არის ხაზოვანი დამოკიდებული ჟანგბადის პროცენტზე. ეს დამოკიდებულია როგორც ნარევში ჟანგბადის პროცენტულ (წილზე) და მის ნაწილობრივ წნევაზე და მნიშვნელოვნად იზრდება ამ პარამეტრების მატებასთან ერთად.
4. საწვავი.
ამ პარაგრაფში ვისაუბრებთ გაზის სისტემაში არსებულ საწვავზე, რომელიც უზრუნველყოფს გაზის გამოყენებას სუნთქვისთვის. ჟანგბადის მაღალი წნევის დროს, ხანძრის შემთხვევაში, სისტემა თავად შეიძლება გახდეს საწვავი ქიმიური რეაქციისთვის, მაგრამ ხანძრის გასაჩენად საჭიროა რაღაც უფრო ადვილად აალებადი. ეს შეიძლება იყოს სისტემის ცალკეული ნაწილი, გამხსნელი, ლუბრიკანტი, სისტემის რბილი კომპონენტები (რეზინი, პლასტმასი).
გაზის სისტემებში არსებული ზოგიერთი ტიპის საწვავი შეიძლება იყოს პრაქტიკულად აალებადი ნორმალურ პირობებში და ძალიან აალებადი ჟანგბადით გამდიდრებულ გარემოში. ამ ტიპის საწვავს მიეკუთვნება სილიკონის ცხიმი, სილიკონის რეზინი, ნეოპრენი, კომპრესორის საპოხი მასალები, პლასტმასის და ლითონის ჩიპები და ბურღები, ორგანული ნივთიერებები და მასალები, სხვადასხვა ხასიათის მტვერი, თუნდაც ცხიმი რგოლზე. ალბათ ყველაზე საშიში საწვავი საპოხი მასალებია. გავრცელებულია მცდარი მოსაზრება, რომ სილიკონი (ალბათ ეგზოტიკური სახელის გამო) უსაფრთხოა ჟანგბადთან გამოყენებისას. რეალურად ასე არ არის. არსებობს სპეციალური ჟანგბადთან თავსებადი საპოხი მასალები, როგორიცაა Christo-lube, Krytox, Halocarbon. სწორედ ეს თვითშეზეთვები უნდა იქნას გამოყენებული ჟანგბადით გამდიდრებულ გარემოში.
5. აალება.
აალების ზოგიერთი წყარო აშკარაა, თუმცა მათი უმეტესობა გაზის სისტემის გარეთაა და აქ არ განიხილება. სისტემის შიგნით აალების ორი ძირითადი წყაროა გაზის ხახუნა და შეკუმშვა სისტემაში გავლისას. ტერმინი „ხახუნი“ აქ გამოიყენება ზოგადი გაგებით: გაზის ნაკადში რაიმე ნაწილაკების არსებობის ან თავად გაზის ნაკადის მოძრაობის და გაზსადენების კუთხეებთან ან სხვა დაბრკოლებებთან მისი შეჯახების გაგებით. . კიდევ ერთი ფენომენი - იგივე, რაც იწვევს ცილინდრის გაცხელებას - ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი (თუ საკმარისი რაოდენობის სითბო გამოიყოფა). ეს არის იგივე ეფექტი, რომელიც ანთებს საწვავს დიზელის ძრავში სანთლის გარეშე. ამ ეფექტს ეწოდება "ადიაბატური გათბობა (დიზელის პროცესი)".
გაზის შეკუმშვის დროს ცილინდრის სარქვლის მოულოდნელმა გახსნამ და დახურვამ შეიძლება გამოიწვიოს ტემპერატურის მატება აალებამდე, ხოლო თუ გაზის ნაკადში დამაბინძურებლებია, თავად ანთება. ამიტომ, კომპრესორები არ იყენებენ სწრაფი გადასვლის სარქველებს („ბურთიანი სარქველები“).
6. ჟანგბადის სისტემების გამოყენება.
ამ თავში მნიშვნელოვანი პუნქტია ის, რომ ჟანგბადის დამუშავებისას რისკის შემცირება შესაძლებელია სისტემის დიზაინისა და დამუშავების გარკვეული წესების დაცვით. კერძოდ, მნიშვნელოვანია, რომ თავიდან იქნას აცილებული მკვეთრი კუთხეები და სწრაფი გადართვის სარქველები და გამოიყენოს შესაბამისი მასალები. ჰაერის სისტემების დასამზადებლად გამოყენებული ლითონები ასევე შესაფერისია ჟანგბადის სისტემების დასამზადებლად. რაც შეეხება „რბილ ნაწილებს“, როგორიცაა შუასადებები, მოქნილი სახსრები, დიაფრაგმები, ისინი აუცილებლად უნდა შეიცვალოს ჟანგბადთან თავსებადი. ზოგიერთ შემთხვევაში, მთავარი კრიტერიუმია ჟანგბადში ნაკლები აალებადი, მაგრამ უმეტეს შემთხვევაში ჟანგბადისადმი წინააღმდეგობის გაზრდილი მაღალი წნევის ქვეშ. სპეციალური კომპლექტები ხელმისაწვდომია საჰაერო აღჭურვილობის გადასაყვანად ნიტროქსის გამოსაყენებელ მოწყობილობად.
კერძოდ, აუცილებელია აღჭურვილობის სწორი გაწმენდა და აღჭურვილობის სისუფთავის შენარჩუნება, შესაბამისი საპოხი მასალების გამოყენება, გაზების დამუშავება ისე, რომ არ გამოიწვიოს ანთება, სარქველების გახსნა ნელა და შეუფერხებლად.
7. საწმენდი მოწყობილობა ჟანგბადით გამოსაყენებლად. ზოგიერთი მოსაზრება აღჭურვილობის გაწმენდასთან დაკავშირებით.
"ჟანგბადის გაწმენდის" კონცეფცია იწვევს გარკვეულ დაბნეულობას რეკრეაციული მყვინთავების რიგებში. მიზეზი ის არის, რომ ბოლომდე გაურკვეველია საჭიროებს თუ არა აღჭურვილობის გაწმენდას 21%-დან 40%-მდე ჟანგბადის შემცველი ნარევებით გამოსაყენებლად. ეს პრობლემა უფრო ღრმაა: არ არსებობს შემუშავებული და სტანდარტიზებული ინდუსტრიული პროცედურები ნარევების დასამუშავებლად, რომლებიც შეიცავს ჟანგბადის შუალედურ რაოდენობას 21% (ჰაერი) 100% (სუფთა ჟანგბადის) დიაპაზონში. სტანდარტები არსებობს მხოლოდ სუფთა ჟანგბადთან მუშაობისთვის; ამრიგად, ნებისმიერი ნარევი, რომელიც შეიცავს 21%-ზე მეტ ჟანგბადს, არსებული სტანდარტების მიხედვით, სუფთა ჟანგბადის ექვივალენტურია. ამიტომ, იმისათვის, რომ ყველა ოპერაცია შესრულდეს ინდუსტრიის სტანდარტების შესაბამისად, აუცილებელია ნებისმიერი გამდიდრებული ნარევი სუფთა ჟანგბადად მივიჩნიოთ.
შეკუმშული გაზის ასოციაცია (CGA), ხანძარსაწინააღმდეგო ეროვნული ასოციაცია (NFPA), NASA და მრავალი სხვა ორგანიზაცია გვირჩევენ, რომ კონცენტრაციებს შორის არსებული აირები განიხილებოდეს როგორც სუფთა ჟანგბადი. ეს არ ნიშნავს, რომ მათ ჩაატარეს კვლევები კონცენტრაციების ამ დიაპაზონში. ეს მხოლოდ იმაზე მეტყველებს, რომ არ არსებობს ინდუსტრიულად განვითარებული და მიღებული ნორმები და ეს ორგანიზაციები ამჯობინებენ კონსერვატიულ პოზიციას. მეორეს მხრივ, აშშ-ს საზღვაო ფლოტმა შეიმუშავა პროცედურები, სადაც ნათქვამია, რომ 40%-მდე ჟანგბადის ნარევები შეიძლება განიხილებოდეს როგორც ჰაერი დამუშავების მიზნით. არცერთი ტესტის შედეგი არ გამოქვეყნებულა, რომელიც მიუთითებს იმაზე, რომ ეს დასკვნა შეესაბამება სიმართლეს, თუმცა, ეს მიდგომა პრაქტიკაში მრავალი წელია გამოიყენება და ამ საკითხთან დაკავშირებული ინციდენტების შესახებ ინფორმაცია არ ყოფილა. NOAA-მ მიიღო ეს კონცენტრაციის ლიმიტი გამდიდრებულ ნარევებთან მუშაობისას; NAUI, ზოგადად, ასევე, თუმცა გარკვეული შეზღუდვებით.
სუფთა შეკუმშული ჰაერი.
კიდევ ერთი დაბნეულობა ჩნდება "სუფთა ჰაერის" კონცეფციასთან დაკავშირებით. სხვადასხვა ასოციაციებისა და ორგანიზაციების (CGA, აშშ-ს საზღვაო ფლოტი) მიერ გამოყენებული სუნთქვის გაზის სისუფთავის სხვადასხვა "ხარისხები" დამაბნეველია, როდესაც საქმე ეხება გამდიდრებულ გაზის სისუფთავეს. სტანდარტები საშუალებას იძლევა შეკუმშულ ჰაერში ზეთის ორთქლის (ნახშირწყალბადების) გარკვეული რაოდენობა (ჩვეულებრივ 5 მგ/მ3). ეს რაოდენობა უსაფრთხოა სუნთქვის თვალსაზრისით, მაგრამ შეიძლება საშიში იყოს ხანძრის თვალსაზრისით შეკუმშული ჟანგბადთან მუშაობისას.
ამრიგად, არ არსებობს ჰაერის სისუფთავის ზოგადად მიღებული და შეთანხმებული გრადაცია, რომელიც განსაზღვრავს მის ვარგისიანობას სუფთა ჟანგბადთან შერევისთვის. ინდუსტრიის სტანდარტების კანონმდებლები შეთანხმდნენ, რომ ნახშირწყალბადების დონე არის 0,1 მგ / კუბ. m შეიძლება ჩაითვალოს ჰაერისთვის მისაღები, რომელიც „უფრო მეტად უნდა იყოს შერეული ჟანგბადთან“. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, ფილტრის სისტემები (სურათზე) ხელმისაწვდომი გახდა შეკუმშული ჰაერის წარმოებისთვის, რომელიც აკმაყოფილებს ამ მოთხოვნებს. კომპრესორები, რომლებიც ხელს უშლიან ჰაერის ლუბრიკანტთან შეხებას, რა თქმა უნდა, უკეთეს საქმეს ასრულებენ, მაგრამ ისინი მნიშვნელოვნად უფრო ძვირია.ფორმალური მიდგომა ჟანგბადის გაწმენდის მიმართ.
ფრაზა "ჟანგბადის გაწმენდა" საშინლად ჟღერს ასევე იმ მიზეზით, რომ მისი სამრეწველო განხორციელება მოითხოვს საკმაოდ მკაცრი პროცედურების დაცვას. ეს პერიოდულად შესრულებული პროცედურები გამოქვეყნებულია CGA და სხვა ორგანიზაციების მიერ. ისინი შექმნილია უსაფრთხოების შესანარჩუნებლად შეკუმშული ჟანგბადთან მუშაობისას.
NAUI აცხადებს, რომ ნებისმიერი მოწყობილობა, რომელიც განკუთვნილია სუფთა ჟანგბადთან გამოსაყენებლად ან ნარევებით, რომლებიც შეიცავს 40%-ზე მეტ ჟანგბადს 200 psi (დაახლოებით 13 ატმ)-ზე მეტი წნევის დროს, უნდა იყოს ჟანგბადთან თავსებადი და გაწმენდილი ჟანგბადთან გამოსაყენებლად. უნდა გაიწმინდოს ბალონი, რეგულატორის პირველი ეტაპი და ყველა შლანგი. აღჭურვილობის ზოგიერთი ელემენტი შეიძლება გადაკეთდეს ამ ნარევებთან მუშაობისთვის სპეციალური ნაკრების კომპონენტების გამოყენებით.
8. ჟანგბადის გაწმენდის არაფორმალური მიდგომა: "40% წესი"
ფორმალური ტესტირების არარსებობის მიუხედავად, ე.წ „40%-იანი წესი“ საკმაოდ წარმატებით იქნა გამოყენებული დაივინგის ინდუსტრიაში და მის გამოყენებას არანაირი პრობლემა არ გამოუჩენია. მყვინთავის შერევის სისტემებში მრავალი ხანძარი გაჩნდა, მაგრამ გამოწვეული იყო ჟანგბადის მაღალი კონცენტრაციით.
NAUI ეთანხმება ამ წესს, მაგრამ მოითხოვს აღჭურვილობის ჟანგბადის გაწმენდას და ჟანგბადთან თავსებადი საპოხი მასალების გამოყენებას. ეს მიდგომა ნაკლებად მკაცრია, ვიდრე ფორმალური, თუმცა, როდესაც სწორად არის გაკეთებული, ძალიან ეფექტურია. დასუფთავება უნდა ჩატარდეს კვალიფიციური ტექნიკოსების მიერ.
მოწყობილობა უნდა გაიწმინდოს ყველა ხილული ჭუჭყისა და ცხიმისგან, შემდეგ გაიწმინდოს ან გაიწმინდოს ულტრაბგერითი ძლიერი საწმენდის გამოყენებით ცხელ წყალში. კარგი თხევადი საწმენდები სახლის გამოყენებისთვის, როგორიცაა Joy. სისუფთავე არ უნდა იყოს იმაზე უარესი, ვიდრე მოსალოდნელია თეფშებიდან და ვერცხლის დანაჩანგალიდან. გაშრობის შემდეგ, რბილი კომპონენტები უნდა შეიცვალოს ჟანგბადთან თავსებადი კომპონენტებით, რის შემდეგაც მოწყობილობა იპოხება ჟანგბადთან თავსებადი ლუბრიკანტით.
გაწმენდის შემდეგ, მოწყობილობა უნდა იქნას გამოყენებული მხოლოდ მდიდარი ნარევებისთვის და არ უნდა იქნას გამოყენებული შეკუმშული ჰაერით, წინააღმდეგ შემთხვევაში ის ხელახლა უნდა გაიწმინდოს.
9. გამდიდრებული ნარევების მომზადება.
გაზის შერევის სისტემის აშენების ტრადიციული სქემა ეფუძნება ჰაერში ჟანგბადის ამა თუ იმ გზით დამატებას. ახლახან შემუშავებული და ხელმისაწვდომი გახდა ორი ახალი მეთოდი, რომლებიც ამდიდრებენ ჰაერს სხვაგვარად - აზოტის მოცილებით. ამ პარაგრაფში განხილული იქნება ჟანგბადის დამატებით 3 მეთოდი: შერევა წონით, ნაწილობრივი წნევის შერევა, შერევა მუდმივ დინებაში; და 2 მეთოდი აზოტის მოცილებით: აბსორბცია შთამნთქმელის პერიოდული გაწმენდით, მემბრანის გამოყოფა (Ballantyne and Delp, 1996).
გამოყენებული გაზის შერევის სისტემის ტიპი მნიშვნელოვანია საბოლოო მომხმარებლისთვის, რადგან ის განსაზღვრავს ცილინდრის შევსების პროცედურებს და მიღებულ ნარევში ჟანგბადის შესაძლო კონცენტრაციის დიაპაზონს.
აირების შერევა წონის მიხედვით.
შემადგენლობით ზუსტი ნარევების მოპოვების უმარტივესი და საიმედო მეთოდია მზა ნარევების შეძენა. სამრეწველო გაზის მწარმოებლები ჩვეულებრივ ურევენ სუფთა ჟანგბადს და სუფთა აზოტს, ვიდრე სუფთა ჟანგბადს და ჰაერს.
აირები შერეულია წონის მიხედვით. ეს შესაძლებელს ხდის იგნორირებას ბევრი ანომალია აირის ქცევაში, რომელიც გამოწვეულია მათი განსხვავებებით იდეალურიდან და უზრუნველყოფს ნარევების ძალიან ზუსტ გაზის შემადგენლობას. შერევა შეიძლება გაკეთდეს ბოთლებში, ბოთლებში ან ტანკებში. აუცილებელია ზუსტი სასწორი, რომელიც ძალიან ძვირია, რადგან მათ უნდა შეეძლოთ მცირე ცვლილებების გაზომვა დიდი წონით. აირების შერევის ეს მეთოდი ყველაზე ზუსტია და მიღებული ნარევები საგულდაგულოდ გაანალიზებულია დეკლარირებულის რეალურ შემადგენლობასთან შესაბამისობისთვის. ასეთი ნარევების ფორმულირებისას, სამრეწველო კომპანია იძულებულია გამოიყენოს სუფთა ჟანგბადი, მაგრამ ნარევის საცალო ვაჭრობას შეუძლია ამის თავიდან აცილება. ეს მეთოდი საკმაოდ ძვირია და მისი ღირებულება იზრდება იმით, რომ ნარევების შესანახი კონტეინერები ეკუთვნის ნარევების მიმწოდებელს და, შესაბამისად, ქირავდება ნარევების გამყიდველის მიერ.
ნაწილობრივი წნევის შერევა.
როგორც მეთოდის სახელწოდება ამბობს, ის ემყარება ნაწილობრივი წნევის თანაფარდობას. ტექნიკოსი ავსებს ცილინდრს წინასწარ განსაზღვრული რაოდენობით ჟანგბადით (რომელიც იზომება წნევით), შემდეგ ავსებს მას ულტრასუფთა ჰაერით სასურველ საბოლოო წნევამდე. ჟანგბადის ამოტუმბვა პირველად ხდება მაშინ, როდესაც ბალონი ჯერ კიდევ ცარიელია, რაც ამცირებს პროცედურის ხანძრის საშიშროებას, ვინაიდან არ არის საჭირო ჟანგბადის მანიპულირება შევსებული ცილინდრის სრული წნევით. ვინაიდან სუფთა ჟანგბადი გამოიყენება, მთელი სისტემა, შევსებული ცილინდრის ჩათვლით, უნდა იყოს ჟანგბადთან თავსებადი და გაწმენდილი. ვინაიდან წნევა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და ბუშტი თბება შევსებისას, თქვენ ან უნდა დაუშვათ ბუშტი გაცივდეს ან გაითვალისწინოთ ტემპერატურის ეფექტი წნევის გაზომვისას. ვინაიდან კომპოზიციის საბოლოო კორექტირება ხშირად ხორციელდება ცილინდრის საბოლოო გაგრილების შემდეგ, ნარევის მომზადების მთელ პროცესს საკმაოდ დიდი დრო სჭირდება. ეს პროცესი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას კონტეინერის შესავსებად ცნობილი შემადგენლობის ნარევით იმავე ან განსხვავებული განსაზღვრული შემადგენლობის ნარევამდე.
კომპრესორი არ არის საჭირო ამ მეთოდით შერევისთვის, თუ ჰაერი მიეწოდება საკმარის წნევას, რათა შეავსოს საცურაო ავზები დამატებითი შეკუმშვის გარეშე. ბალონების შევსების ბანკის მაქსიმალურად გამოყენების მიზნით გამოიყენება ეგრეთ წოდებული „კასკადური ტექნოლოგია“, რომელიც გულისხმობს ჯერ ყველაზე დაბალი წნევით შემავსებელი ცილინდრის გამოყენებას, რის შემდეგაც გამოიყენება უმაღლესი წნევის მქონე ცილინდრი და ა.შ. . ზოგჯერ თავად მეთოდს უწოდებენ "კასკადური შერევის მეთოდს".
ამ მეთოდში ხშირად გამოიყენება კომპრესორებიც. მათ არ უნდა გამოიყენონ ზეთის შეზეთვა ან უნდა უზრუნველყონ ულტრა მაღალი სისუფთავის ჰაერი, რომელიც შესაფერისია ჟანგბადთან შერევისთვის. ცილინდრში ჰაერის ამოტუმბვის კიდევ ერთი გზაა პნევმატური ტუმბოს გამოყენება, რომელიც აკუმშავს ჰაერს სხვადასხვა დიამეტრის ცილინდრებში, რომელთა დგუშები დაკავშირებულია ერთ ამწე ლილვთან. ხანძარი ყველაზე პოპულარული მოდელები - Haskel.
ნაწილობრივი წნევის შერევა ძალიან პოპულარულია მყვინთავების ცენტრებში, რომლებიც ამზადებენ ბევრ სხვადასხვა ნარევს მცირე მოცულობებში სხვადასხვა რეკრეაციული და ტექნიკური მყვინთავისთვის, მათ შორის ნარევებს ჟანგბადის შემცველობით 40% -ზე მეტი. ამ შემთხვევაში, სისტემის ღირებულების მნიშვნელოვანი ნაწილი არის მაღალი სიზუსტის წნევის ლიანდაგი. ამ შემთხვევაში ძალიან ეფექტურია პნევმატური ტუმბოს გამოყენება. ეს მეთოდი გამოიყენება დისტანციურ დაივინგის ადგილებში. იმის გამო, რომ ჟანგბადს ემატება დაბალი წნევით, ზოგიერთი ტექნიკოსი არ ასუფთავებს ჟანგბადის ბალონებს. ეს პრაქტიკა თავიდან უნდა იქნას აცილებული: ცილინდრი ყოველთვის უნდა გაიწმინდოს ჟანგბადით გამოსაყენებლად.
10.შერევა მუდმივი ნაკადით.
ეს მეთოდი (ასევე უწოდებენ ატმოსფერული ჰაერის ჩატვირთვის მეთოდს) შეიქმნა NOAA-ს მიერ (1979, 1991) და არის ყველაზე მოსახერხებელი მეთოდი (ნახ. 9-7). ამ მეთოდით, დაბალი წნევის დროს ჟანგბადი ემატება შემავალი ჰაერის ნაკადს, რომელიც შედის კომპრესორში ზეთის ორთქლის მოცილების მაღალი ხარისხით. გამომავალი ნაკადი განუწყვეტლივ ანალიზდება შემადგენლობისთვის და ამ ანალიზის შედეგი გამოიყენება ჟანგბადის დანამატის შესაყვან ნაკადთან შესაბამისად დასარეგულირებლად. გამოსასვლელმა ნაკადმა შეიძლება გადალახოს ცილინდრების შევსების ნაპირი ნარევის რეგულირებისას. მას შემდეგ, რაც ნარევი შევსება შევსების ცილინდრებში, ის შეიძლება გადავიდეს სკუბა ცილინდრებში შემოვლითი გზით ან ჰაერის ტუმბოს გამოყენებით. მუდმივი ნაკადის ქარხანაში, შთანთქმის ქვესისტემა PSA შთამნთქმელის პერიოდული გაწმენდით, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ჟანგბადის წყარო.
არსებობს მუდმივი ნაკადის დანადგარების სხვა კლასი, რომლებიც ჰაერს აწვდიან კომერციულ მყვინთავს ჰაერის მიწოდების შლანგის მეშვეობით. ასეთ დანადგარებს აქვთ ნარევის შემადგენლობის მუდმივობის მონიტორინგის საშუალებები - სხვადასხვა ნაკადის მრიცხველები და რეგულატორები. მათი გამომავალი წნევა ჩვეულებრივ არის 200 psi (13 ატმ) ნაკლებ რეგიონში.
11. აბსორბცია შთამნთქმელის (PSA) პერიოდული გაწმენდით.
ეს მეთოდი ეფუძნება მასალის გამოყენებას, სახელწოდებით "მოლეკულური საცერი" - სინთეზური ფოროვანი თიხის მსგავსი მასალა, რომლის ფორები უზრუნველყოფს ძალიან დიდ ზედაპირს. ეს ზედაპირი შთანთქავს გაზებს („ადსორბირება“ ნიშნავს „ზედაპირზე შთანთქმას“). აზოტი უფრო სწრაფად შეიწოვება, ვიდრე ჟანგბადი, ამიტომ ადსორბენტში გამავალი ჰაერი უფრო მდიდარი ხდება ჟანგბადით (უფრო ზუსტად, ღარიბი აზოტით). გამოიყენება ორი ადსორბციული ფირფიტა, რომელთა შორისაც ხდება ჰაერის ნაკადის გადართვა. როდესაც დინება მიმართულია ერთ ფირფიტაზე, ის შთანთქავს აზოტს, მეორე ფირფიტა ამ დროს იწმინდება ადრე ადსორბირებული აზოტისაგან. შემდეგ ფირფიტები იცვლიან როლებს.
თეფშების გაწმენდის წნევისა და სიხშირის შეცვლით შესაძლებელია გამომავალი ნარევში ჟანგბადის შემცველობის სხვადასხვა მნიშვნელობების მიღება. მაქსიმალური მიღწევადი ჟანგბადის შემცველობა არის 95%, დანარჩენი არის არგონი. არგონი ამ ტიპის ადსორბენტთან მიმართებაში იქცევა თითქმის ისევე, როგორც ჟანგბადი (ანუ ის არ არის ადსორბირებული), ამიტომ გამომავალი ნარევში იქნება ჟანგბადის თითქმის იგივე პროპორციით, როგორც შესასვლელი ჰაერი. ეს არგონი არ მოქმედებს მყვინთავზე.
ამ ტიპის მცენარეებს არ სჭირდებათ ჟანგბადი მაღალი წნევის ქვეშ, მაგრამ ისინი რთული და საკმაოდ ძვირია შეძენისა და მოვლის თვალსაზრისით; ჩამდინარე წყლები ცილინდრებში უნდა გადაიტუმბოს ჟანგბადთან თავსებადი გაწმენდილი კომპრესორის ან პნევმატური ტუმბოს გამოყენებით (სურათზე).
12. მემბრანული გამოყოფა.
ეს მეთოდი ეფუძნება მემბრანის გამოყენებას, რომელიც სუფთა ჰაერის გავლისას აზოტზე უკეთ გადის ჟანგბადის მოლეკულებს. ამგვარად, გამოსასვლელი ნარევი გამდიდრებულია ჟანგბადით, ხოლო ჟანგბადის კონცენტრაცია განისაზღვრება შესასვლელი ნაკადით. კომერციულად ხელმისაწვდომ სისტემებში ჟანგბადის შემცველობის მაქსიმალური მიღწევა არის დაახლოებით 40%. იგივე ტექნოლოგია, სხვათა შორის, გამოიყენება ჰელიუმის მოსაპოვებლად და ზოგიერთ სხვა პროცესში.
PSA ერთეულების მსგავსად, არ არის საჭირო მაღალი წნევის ჟანგბადის გამოყენება. ჩამდინარე წყლები ცილინდრებში უნდა ჩაედინება ჟანგბადთან თავსებადი გაწმენდილი კომპრესორის ან ჰაერის ტუმბოს გამოყენებით. მემბრანული სისტემები საკმაოდ საიმედოა და არ საჭიროებს დიდ მოვლას, იმ პირობით, რომ შემავალი ნაკადის სისუფთავე საკმარისია.
გაზები არქივი
წყალბადისა და ჟანგბადის აირის ნარევი, თუ მათმასობრივი წილადები 1 და 2 ტოლია შესაბამისად ... ინდივიდუალური დამახასიათებელი პარამეტრები თვისებებიგაზი, და ამიტომ არის... T=400 K. 8 თავი 1 მექანიკის ფიზიკური საფუძვლები თავი 1 მექანიკის ფიზიკური საფუძვლები...
შესავალი 3 თავი 1 მეცნიერები და მათი აღმოჩენები
დისერტაციის რეზიუმე... თავები. შესავალი თავი 1: მეცნიერები და მათაღმოჩენები. - Priestley Experience თავი 2. ფოტოსინთეზის ისტორია. თავი 3: ფოტოსინთეზის მნიშვნელობა ბუნებაში. თავი... ნახშირორჟანგი გაზიჟანგბადში. ნახშირბადოვანი გაზისაჭიროა... ელექტროქიმიური პოტენციალი. Თვისებებითილაკოიდური მემბრანა...
მოდით წარმოვიდგინოთ ჩვენი გაზის სვეტის სამი ჰორიზონტალური ფენა A, B და C, B ფენა მდებარეობს A ზემოთ და A ზემოთ C. ყოველთვის შესაძლებელია A კომპოზიციის ნარევის ნებისმიერი რაოდენობის მიღება C ფენის გარკვეული მოცულობის შერევით. მოცულობა B ფენიდან. პირიქით, A კომპოზიციის ნარევის ნებისმიერი რაოდენობა შეიძლება დაიშალოს B და C კომპოზიციის ორ ნარევად.
ორი აირის ეს შერევა და გამოყოფა ასევე შეიძლება განხორციელდეს შექცევადი გზით, ჰორიზონტალური მილების გამაგრებით A, B და C-ში. ყოველი ასეთი მილის ბოლო, რომელიც გადის გაზის სვეტიდან გარედან, იკეტება დგუშით. ჩვენ ახლა დგუშებს შიგნიდან ავიწევთ B და C ფენებში, გადავიტანთ მათ, ვთქვათ, მარცხნიდან მარჯვნივ, ხოლო A წერტილში, პირიქით, დგუშს გამოვიყვანთ, ანუ მარჯვნიდან მარცხნივ. შემდეგ, B და C-ში გაზის გარკვეული მასა დატოვებს სვეტს და, პირიქით, ნარევის გარკვეული მოცულობა შევა A-ში. ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ თითოეული ასეთი მილი შეიცავს იმავე შემადგენლობის ნარევის გარკვეულ მასას, როგორიც არის გაზის სვეტის ჰორიზონტალური ფენა, რომელთანაც ეს მილი ურთიერთობს.
შემდეგ მნიშვნელობები განისაზღვრება განტოლებიდან
აქედან გამომდინარეობს, რომ
ახლა ჩვენ ვყოფთ ნარევს რაიმე შექცევადი გზით და ვიანგარიშებთ დახარჯულ სამუშაოს.
A-ში შევიყვანთ ნარევის ერთეულ მოცულობას, ხოლო B-დან და ვიღებთ, შესაბამისად, მოცულობებს
ამ პროცესში შესრულებული მთლიანი სამუშაო არის
მნიშვნელობების ჩანაცვლებით, ჩვენ ვხედავთ, რომ ეს ნამუშევარი ნულის ტოლია.
აქ არის გარკვეული დახვეწილობა: ნარევები B და რომლებშიც დაიშალა A ნარევი, ამაღლებულია სხვადასხვა სიმაღლეზე და ამით იძენს სხვადასხვა პოტენციურ ენერგიას. მაგრამ რადგან მუშაობა ნულოვანია და სისტემის ტემპერატურა მუდმივია, მაშინ ეს შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ სისტემამ მისცა ან მიიღო გარკვეული რაოდენობის სითბო. ვიცით პოტენციური ენერგიის ცვლილება, ჩვენ ვპოულობთ სისტემას გადაცემული სითბოს რაოდენობას და, შესაბამისად, ენტროპიის ცვლილებას.
პოტენციური ენერგიის ზრდა იქნება
მაგრამ ის უდრის სისტემაზე გადაცემული სითბოს რაოდენობას, ამიტომ ენტროპიის ზრდა ტოლი იქნება
ასეთი მნიშვნელობით, B ნარევის მოცულობის ენტროპიებისა და ნარევის C მოცულობის ჯამი მეტია A ნარევის მოცულობის ერთეულის ენტროპიაზე. აქედან შეგიძლიათ იპოვოთ B და ნარევების მოცულობა. C, რომლის ენტროპიების ჯამი უდრის A ნარევის ერთეული მოცულობის ენტროპიას; ამისთვის B და C ნარევების მოცულობები შექცევადი იზოთერმული გზით მივყავართ მოცულობებამდე და ამ პროცესში ორივე ნარევების ენტროპიების ნამატების ჯამს ვატოლებთ გამოხატულებას (75), აღებული საპირისპირო ნიშნით.
B ნარევისთვის ენტროპიის ზრდა იქნება
მოდით ჩავანაცვლოთ განტოლებაში (76) ზეწოლის გამოხატულება სიმკვრივეების მიხედვით
1. გაზის შერევა V=კონსტ. თუ გაზების მიერ დაკავებული მთლიანი მოცულობა შერევამდე და შემდეგ უცვლელი რჩება და გაზები შერევამდე იკავებენ მოცულობებს V 1, V 2, ... .. V n m 3 წნევაზე p 1, p 2, p n და ტემპერატურაზე T 1, T 2. , Т n , და ამ გაზების სითბური სიმძლავრეების თანაფარდობა р /с v ტოლია k 1 , k 2 ,…. k n , შემდეგ ნარევის პარამეტრები განისაზღვრება ფორმულებით:
ტემპერატურა
წნევა
(5.15)
გაზებისთვის, რომელთა მოლური სითბოს სიმძლავრე ტოლია და, შესაბამისად, k-ის მნიშვნელობები ტოლია, ფორმულები (62) და (63) იღებენ ფორმას:
2. გაზის ნაკადების შერევა. თუ შერევის ნაკადების მასობრივი ნაკადის სიჩქარე უდრის M 1, M 2, ... M n, კგ / სთ, მოცულობითი ნაკადის სიჩქარე არის V 1, V 2, ... .. V n m 3 / სთ, გაზი. წნევა - p 1 , p 2 , p n და ტემპერატურა - T 1 , T 2 ,…T n , და ცალკეული აირების სითბური სიმძლავრეების კოეფიციენტები შესაბამისად k 1 , k 2 ,…. k n, მაშინ ნარევის ტემპერატურა განისაზღვრება ფორმულით:
(5.18)
ნარევის მოცულობითი ნაკადის სიჩქარე ერთეულ დროს ტემპერატურაზე T და წნევა p:
(5.19)
გაზებისთვის, რომელთა k მნიშვნელობები ტოლია, ნარევის ტემპერატურა განისაზღვრება ფორმულით (64). თუ გაზის ნაკადებს, k-ის იგივე მნიშვნელობების გარდა, აქვთ წნევაც, მაშინ ფორმულები (66) და (67) იღებენ ფორმას:
(5.21)
Დავალებები
5.1. იპოვეთ 1 კგ ჰაერის შიდა ენერგიის ცვლილება მისი გადასვლისას საწყისი მდგომარეობიდან t 1 \u003d 300 0 C საბოლოო მდგომარეობამდე t 2 \u003d 50 0 C. მიიღეთ სითბოს სიმძლავრის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე, როგორც ხაზოვანი. მიეცით თქვენი პასუხი კჯ.
შინაგანი ენერგიის ცვლილება გვხვდება ფორმულით (5.9):
Du \u003d C vm (t 2 -t 1).
მაგიდის გამოყენება. 4.3, ვიღებთ ჰაერს
(С vm) 0 t =0,7084+0,00009349t kJ/(კგ K);
(С vm) 50 300 =0,7084+0,00009349(50+300)=0,7411 კჯ/(კგ კ).
აქედან გამომდინარე,
Du=0,7411(50-300)= - 185,3 კჯ/კგ
პასუხი: DU = - 185,3 კჯ / კგ
5.2. იპოვეთ 2 მ 3 ჰაერის შიდა ენერგიის ცვლილება, თუ მისი ტემპერატურა ეცემა t 1 \u003d 250 0 C-დან t 2 \u003d 70 0 C-მდე. მიიღეთ სითბოს სიმძლავრის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე, როგორც ხაზოვანი. საწყისი ჰაერის წნევა Р 1 =0,6 მპა.
პასუხი: DU=-1063 კჯ.
5.3. მოძრავი დგუშის მქონე ცილინდრში ჩასმული გაზს გარედან მიეწოდება 100 კჯ სითბო. შესრულებული სამუშაოს მოცულობა ამ შემთხვევაში არის 115 კჯ. განსაზღვრეთ გაზის შიდა ენერგიის ცვლილება, თუ მისი რაოდენობა 0,8 კგ-ია.
პასუხი: DU = - 18,2 კჯ.
5.4. 2 მ 3 ჰაერი 0,5 მპა წნევით და 50 0 C ტემპერატურაზე ურევენ 10 მ 3 ჰაერს 0,2 მპა და 100 0 C ტემპერატურაზე. განსაზღვრეთ ნარევის წნევა და ტემპერატურა.
პასუხი: t სმ \u003d 82 0 C; P სმ \u003d 0,25 მპა.
5.5. სამი ქვაბის გამონაბოლქვი აირები, რომლებსაც აქვთ ატმოსფერული წნევა, შერეულია ქვაბის სახლის ჩიპში. სიმარტივისთვის, ვარაუდობენ, რომ ამ გაზებს აქვთ იგივე შემადგენლობა, კერძოდ: CO 2 =11,8%; O 2 \u003d 6.8%; N 2 \u003d 75.6%; H2O=5,8%. გაზის საათობრივი მოხმარება არის V 1 =7100 მ 3 / სთ; V 2 \u003d 2600 მ 3 / სთ; V 3 \u003d 11200 მ 3 / სთ და აირის ტემპერატურა, შესაბამისად, t 1 \u003d 170 0 C, t 2 \u003d 220 0 C, t 3 \u003d 120 0 C. განსაზღვრეთ გაზების ტემპერატურა შერევის შემდეგ და მათი მოცულობა გადის ბუხარში ამ ტემპერატურაზე.
პასუხი: t=147 0 С; V=20900 მ 3 /სთ.
5.6. გამონაბოლქვი აირები სამი ორთქლის ქვაბიდან 0,1 მპა წნევით შერეულია გაზის შეგროვების სადინარში და ატმოსფეროში გადის ბუხრის მეშვეობით. ცალკეული ქვაბებიდან გამონაბოლქვი აირების მოცულობითი შემადგენლობა ასეთია: პირველიდან
CO 2 =10,4%; დაახლოებით 2 \u003d 7.2%; N 2 =77,0%; H2O=5,4%;
მეორედან
CO 2 =11,8%; O 2 \u003d 6.9%; N 2 \u003d 75.6%; H2O=5,8%;
მესამედან
CO 2 =12,0%; O 2 \u003d 4.1%; N 2 \u003d 77.8%; H 2 O=6.1%.
გაზების საათობრივი მოხმარება არის
M 1 =12000 კგ/სთ; M 2 =6500 კგ/სთ; M 3 =8400 კგ/სთ; და გაზის ტემპერატურა, შესაბამისად, t 1 \u003d 130 0 С; t 2 \u003d 180 0 С; t 3 \u003d 200 0 C.
განსაზღვრეთ გამონაბოლქვი აირების ტემპერატურა შემგროვებელ სადინარში შერევის შემდეგ. დავუშვათ, რომ ამ გაზების მოლური სითბოს სიმძლავრე იგივეა.
პასუხი: t 2 \u003d 164 0 C.
5.7. სამი გაზის ნაკადი შერეულია გაზის სადინარში, რომელთა წნევა უდრის 0,2 მპა-ს. პირველი ნაკადი არის აზოტი მოცულობითი ნაკადით V 1 = 8200 მ 3 / სთ 200 0 C ტემპერატურაზე, მეორე ნაკადი არის ნახშირორჟანგი 7600 მ 3 / სთ დინების სიჩქარით 500 0 C ტემპერატურაზე და მესამე ნაკადი არის ჰაერი 6400 მ 3/სთ სიჩქარით 800 0 C ტემპერატურაზე. იპოვეთ გაზების ტემპერატურა შერევის შემდეგ და მათი მოცულობითი ნაკადი საერთო გაზსადენში.
პასუხი: t 1 \u003d 423 0 C; V=23000 მ3/სთ.
5.8. ორთქლის ქვაბის კვამლიდან წვის პროდუქტები 400 კგ/სთ ოდენობით 900 0 C ტემპერატურაზე უნდა გაცივდეს 500 0 C-მდე და გაიგზავნოს საშრობი ქარხანაში. გაზები გაცივებულია აირის ნაკადის ჰაერის ნაკადთან შერევით 20 0 C ტემპერატურაზე. წნევა ორივე გაზის ნაკადში ერთნაირია. განსაზღვრეთ ჰაერის საათობრივი ნაკადი, თუ ცნობილია, რომ R გაზი \u003d R ჰაერი. წვის პროდუქტების სითბოს სიმძლავრე ითვლება ჰაერის სითბოს სიმძლავრის ტოლფასად.
პასუხი: M ჰაერი \u003d 366 კგ/სთ.
