Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Смеси жидкостей, паров и газов




Общие соотношения

Термодинамическая система – объект исследования термодинамики, может представлять собой смесь химически не взаимодействующих между собой чистых веществ. Предполагается также, что структура отдельных компонентов смеси в процессе смесеобразования и стабилизации смеси не изменяется.

Из закона сохранения материи следует, что масса смеси G равна сумме масс составляющих ее компонентов Gi

 

,(196)

 

а число киломолей смеси равно сумме числа киломолей всех компонентов смеси

 

, (197)

 

где – число компонентов в смеси.

Одной из важнейших характеристик смеси является ее состав. Он задается массовыми или молярными концентрациями (долями) компонентов.

Массовой концентрацией или массовой долей mi называется отношение массы компонента к массе всей смеси

 

. (198)

 

Молярной концентрацией или молярной долей i-го компонента называется отношение количества киломолей этого компонента к общему числу киломолей смеси

 

. (199)

Очевидно, что для термодинамических смесей справедливы следующие соотношения:

 

, . (200)

 

Средняя (кажущаяся) молярная масса смеси равна отношению массы смеси к количеству киломолей смеси и может быть определена из следующих соотношений:

 

= = = ; (201)

 

= = == . (202)

 

Зависимость между массовой и молярной концентрациями устанавливается соотношением

 

= = (203)

или

. (204)

 

Газовая постоянная смеси может быть вычислена по следующему выражению:

= = , (205)

 

где =8314 Дж/(кмоль К) – универсальная газовая постоянная, Ri – характеристическая газовая постоянная компонента смеси.

Для жидких, твердых и газообразных смесей часто используется и понятие объемной концентрации компонентов. Объемной концентрацией i-го компонента называется отношение объема данного компонента Vi к объему всей смеси V

. (206)

 

Схемы смешения

При образовании смесей на практике встречаются две основные схемы смешения: при постоянном объеме (V = idem, рис. 18а) и постоянном давлении (p = idem, рис. 18б).

 

Рис. 18. Схемы смешения при постоянном объеме (а)

и при постоянном давлении (б)

 

При расчете и анализе схемы смешения при постоянном объеме рассматривается система, включающая ряд резервуаров, соединенных трубопроводами с установленными на них кранами (рис. 18а). В каждом резервуаре
объемом Vi находится один компонент с известными исходными
параметрами (Gi , , , Ti ). После открытия кранов во всех резервуарах происходит выравнивание давления pm, а затем температуры Tm и концентрации компонентов (mi, ri) – система переходит в состояние термодинамического равновесия. Во всех стадиях процесса смешения полный объем системы сохраняет неизменную величину V = .

В процессе смешения по схеме с постоянным объемом теплота извне не подводится ( ) и внешняя работа не совершается ( ) и, следовательно, исходя из первого начала термодинамики по внешнему балансу (35), получаем, что этот процесс смешения идет без изменения внутренней энергии

( ). (207)

 

Смесеобразование при постоянном давлении происходит в трубопроводах (рис. 18б). К общему трубопроводу отдельными потоками подводятся компоненты. Для каждого компонента известны: массовый расход Gi , молярная масса mi , давление pi и температура Ti . Смесеобразование в трубопроводе возможно лишь в случае, когда давление каждого компонента pi больше среднего давления смеси в трубопроводе . При прохождении запорного устройства давление компонента уменьшается до среднего давления смеси – отсюда наименование схемы ( ).

Заключительные стадии процесса смешения при – выравнивание температур, концентраций компонентов в смеси (диффузионные процессы) и переход системы в состояние термодинамического равновесия.

В процессе смешения при теплота извне не подводится ( ) и внешняя работа не совершается ( ) и, следовательно, исходя из первого начала термодинамики по внешнему балансу для потока (81), получаем, что этот процесс смешения идет без изменения энтальпии

 

( ). (208)

 




Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2019 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных