Склад скрапленого газу в рідкій і паровій фазах може виражатися масовими gi. об'ємними yi і малярськими частками для газів ri. для рідин Х.
Де mi - маса, кг
Ni - число молей i-го компонента в суміші.
Для газових (ідеальних сумішей) молярний і об'ємні частки рівні це випливає з закону Авогадро.
Перерахунок складу зрідженого газу з одного виду в інший проводиться таким чином:
1. Для рідких сумішей:
А) при відомому масовому складі компонентів, об'ємний і молярний склад визначається за формулами
де # 961; i і Mi - відповідно щільність і молярна маса i-го компонента
Б) при заданому об'ємному складі, масовий і мольном знаходяться за формулами
В) при відомому мольном складі, масовий і об'ємний визначаються за формулами
Г) Для газових сумішей перерахунок з мольної (об'ємного) в масовий проводиться по (5), а з масового в об'ємний і молярний по (1) і (2).
Розрахунок складу двухфазн.смесіуг-ів
ЗВГ обл-ють властивість взаємної розчин-ти, суміші рі. вуглевод-ів м. рассм-ть як ідеально. розчин-ри.
Вони з доволі динамічно. точн-ю подчин-ся з-ну Рауля, согл. цього з-ну Парцій. тиск комп-та в рі. фазі равн-ся:
Pi - Парцій. тиск парів i-го комп-та, знаходячи-ся в рі. суміші; хi - молярна частка i-го комп-та в рі. суміші; Piнас - пружний-тьнас-я пари i-го комп-та в чистому вигляді при t суміші.
Пружний-ть парів рі. суміші (її тиск) = сумі Парцій. тисків парів всіх комп-ів. Тиск суміші опр-ся по ф-ле:
Для кожн. комп-та Парцій. тиск газу нах-ся над рівнем рі-ти (в паров.фазе) = тиску парів комп-та в рі. фазі. Це рав-во явл-сяслед-емтермодінаміч. рівноваги. Дійств-но, якщо Парцій. тиск данн. комп-та в пар.фазе перевищить тиск парів цієї комп-та в рі. фазі, то настає процес кондом-ції.
Протилежні. соотнош-е тисків призведе до процесу випарує-я. Т.ч. для кондом-ції комп-та м. написати рав-во Парцій. тисків з исп-ем з-нов Дальтона і Рауля.
Парцій. тиск i-го комп-та в пар.фазе по з-ну Дальтона:
З рав-вапарц. тисків пів-сяосновн. ур-е для розрахунку 2-хфазной систем:
Ki - константа фаз.равновесія або коеф-т розпод-я, рівна отн-ю пружний-ти нас. парів i-го комп-та до загального тиску суміші.
Константа рівноваги опр-етсоотн-е молярних часток комп-та в пар.іжідк. фазах. Для більш летких комп-ів, нах-ся в суміші Ki> 1, тобто частка цього комп-та в пар.фазе> ніж в рі. Більш тяж.комп-ти мають менш. пружний-ю парів, тому в меньш. ступеня нах-ся в пар. фазі і для них Ki <1.
Якщо суміш вуглевод-ів нах-ся в замкне. обсязі і при термодін. рівновазі пред-ет собою 2-хфазную сис-му, то при данн. t за складом рі. фази рассч-ся склад пар.фази або за складом пар. фази опр-ся склад рі. фази. У проц. розрахунку так само вич-ся тиск суміші:
1) Якщо відомий склад рі. фази, то склад пар.опр-ся: по зад. t-ре нах-ся пружності нас. парів комп-тов (Piнас) по табл. або номограмме і за формулою рассч-ся тиск суміші Рсм = # 931; хi Рiнас.
Потім знаходимо молярний склад пар.фази ri = хi Piнас / Pсм.
2) При изв-му складі пар.фази склад рі-ти нах-ім слід. обр-му: за зад. темп-ре опр-ют Рiнас комп-ів і рассчит. тиск суміші по ф-леPсм = 1 / ( # 931; (ri / Piнас)).
Визначення властивостей ЗВГ
При відомому складі скрапленого газу, тиск суміші можна розрахувати за формулами:
;
Щільність газової суміші заданого складу визначається:
- молярна частка i-ого компонента суміші
- Щільність i-ого компонента суміші, кг / м 3
Вона знаходиться за таблицею або розраховується за законом Авогадро:
,
Де - молекулярна маса i-ого компонента, кг / кмоль
- Молекулярний обсяг i-ого компонента, м 3 / кмоль
Середня щільність рідкої суміші при відомому масовому складі визначається за формулою:
При відомому молекулярному складі:
,
Де - щільність i-ого компонента входить в рідку суміш в рідкій фазі, кг / л
Щільність газової суміші при підвищеному тиск знаходиться з рівняння стану для реальних газів.
,
Де - абсолютний тиск (МПа) і t-ра суміші.
- газова постійна суміші, (Дж / кг К)
z-коефіцієнт стисливості, що враховує відхилення реальних газів від з-нов ідеальних газів.
Газова постійна суміші розраховується по універсальної газової постійної і за молекулярною масою суміші.
Коефіцієнт стисливості визначається за графіком залежно від наведених параметрів (тиск і температура) газу.
;
Середнє критичний тиск і температура для суміші газів визначається по його складу.
;
Обсяг газу, виходить прііспареніе суміші ЗВГ, м.б. знайдений за формулою:
- маса i-ого компонента суміші, кг
- молекулярна маса i-ого компонента суміші, кг / кмоль
VMi -молекулярний обсяг i-ого компонента
Для підрахунку нижчої об'ємної температури згоряння суміші ЗВГ використовується наступна залежність
- нижча об'ємна теплота згоряння i-ого компонента, кДж / м 3
Нижча масова температура згоряння
Межі займання суміші ЗВГ, що не містять баластних домішок, визначаються:
Lсм - нижній або верхня межа займання суміші газів.
- нижній або верхня межа займання i-ого компонента.