پاورپوینت گازها، مایعات و روابط آن ها (pptx) 37 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 37 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
فصل سوم
گازها، مایعات و روابط آنها
خاصیت: هرچیزی که قابل اندازه گیری باشد مثل حجم ،دما،فشار ویا قابل محاسبه باشد مثل دانسیته ، ظرفیت حرارتی و...
دو نوع خاصیت داریم خاصیتی که وابسته به مقدار جرم ماده است مثل حجم گاز یا مایع و یا مقدار حرارت موجود در ماده و یا وابسته به مقدار جرم ماده نیست مثل دما و یا دانسیته
معادله گاز ایده آل: nRT = PV
معادلة گاز ایده ال فشار و دما و حجم مولی ماده را به هم ارتباط می دهد. نکته ای که بایستی در کاربرد معادله بدان توجه شود این است که بایستی همیشه از دما و فشار مطلق استفاده کرد. و نیز واحد R بایستی با واحدهای دما و فشار و حجم سازگاری داشته باشد
مثال: حجم اشغال شده توسط 88lb پوند CO2 در فشار 32.2ftH2O و 15°C را حساب کنید.(بر حسب ft3)
)
حل:
P = 32.2ftH2O * 14.7psi/33.91ftH2O = 13.96psi
T = 15°C + 273 = 288K *1.8 = 518.4°R
n = 88lb / 44lb/lbmol = 2lbmol CO2
R = 10.73 psi.ft3/lbmol °R
V = nRT/P = 2*10.73*518.4/13.96 = 797ft3
فشار جزئی برای مخلوط گازها:
فشار جزئی یک ماده در یک مخلوط گازی برابر فشاری است که همان ماده یا همان تعداد مول در همان ظرف با همان حجم و در همان دما به صورت خالص باشد و فشار وارد کند. همیشه مجموع فشارهای جزئی برابر با فشار کل سیستم خواهد بود
Pt = ntRT/V, PA = nART/V PA/Pt = nA/nt
PA = yA * Pt, PB = yB * Pt, PC = yC * Pt,
PA + PB + PC = Pt
مثال: یک گاز دودکش شامل 14%CO2 و 6%O2 و 80%N2 است و در دمای 400°C و 765mmHg قرار دارد. فشار جزئی هر کدام از مواد چقدر است؟
حل:
PCO2 = yCO2 * Pt = 0.14*765 = 107.1mmHg
PO2 = yO2 * Pt = 0.06*765 = 45.9mmHg
PN2 = yN2 * Pt = 0.8*765 = 612mmHg
مثال: یک گاز با ترکیب زیر در دمای 90°F و فشار 35inHg وارد محفظه احتراق شده و با 40% هوای اضافی می سوزد. هوادر دمای 70°F و فشار 29.4inHg وارد می شود. 10% CO به صورت نسوخته خارج می شود. چه حجمی از هوا به ازای یک فوت مکعب گاز وارد می شود؟ و در ضمن چه مقدار گاز دودکش به ازای یک فوت مکعب گاز خوراک تولید می شود؟ (گاز دودکش در 400°F و 29.4inHg است)
comp CO2 O2 CO H2 CH4 N2
% 6.4 0.1 39 51.8 0.6 2.1
دیاگرام جریان در اسلاید بعدی آمده است
برای حل مسئله ابتدا یک مبنا می گیریم چون اطلاعات مسئله در گاز ورودی است مبنا را 100lbmol گاز ورودی می گیریم
)
مقدار اکسیژن لازم را حساب می کنیم
39 * ½ + 51.8 * ½ + 0.6 * 2 - 0.1 = 46.5lbmol
مقدار اکسیژن ورودی
46.5 * 1.4 = 65.1 lbmol
سپس مقدار هوای ورودی را بدست می آوریم
65.1 * 100/21 = 310 lbmol air N2 : 244.9lbmol
F 90°F
, 35in Hg
CO2
CO
H2O 400°F, 29.4 inHg
O2
N2
Air 40% excess
70°F
29.4 inHg
حال تک تک مواد را موازنه می کنیم:
CO exit: 39 * 0.1 = 3.9
CO2 exit: 39*0.9 + 6.4 + 0.6 = 42.1
N2 exit = 2.1 + 244.9 = 247
H2O exit : 51.8 + 2 * 0.6 = 53
O2 in : 6.4 + 0.1 + 0.5 * 39 + 65.1 = 91.1
O2 out: 3.9/2 + 42.1 + 53/2 + O2 O2 = 20.55
Total mol exit: 3.9+42.1+247+53+20.55 = 366.55
ft3 of gas: V = nRT/P = 100*10.73*(90+460)/(35inHg* 14.7psi/29.92inHg)
= 34320ft3
)
ft3 of air: V = nRT/P = 310*10.73*(70+460)/(29.4inHg* 14.7psi/29.92inHg)
= 122049ft3
ft3 of exit gas: V = nRT/P = 366.55*10.73*(400+460)/(29.4inHg* 14.7psi/29.92inHg)
= 234168ft3
حال نسبت هوا به گاز ورودی و نیز گاز خروجی به گاز ورودی را می شود حساب کرد
Air/feed gas = 122049/34320 = 3.55
Exit gas / feed gas = 234168/34320 = 6.82
)
مثال: گازی در دمای 15°C و فشار 105kPa در یک مجرای غیر منظم جاری است، برای تعیین شدت جریان گاز 0.0917m3/min CO2 در دمای 7°C و فشار 131kPa به آن تزریق می کنند. مقدار CO2 موجود در گاز قبل از افزودن CO2 تازه ،1.2% است و پس از اضافه کردن آن 3.4% حجمی است. شدت جریان گاز ورودی را بدست آورید.
)
F 15°C
, 105 kPa
CO2 1.2%
P CO2 3.4%
C 0.0917m3/min
CO2 3.4%
7°C
131 kPa