3. Динамічна в’язкість газової суміші

Динамічна в’язкість µ розраховується з використанням сталої Сатерленда Kc за формулою, Па·с:

;

;

;

;

;

.

Спрощено за правилом адитивності динамічна в’язкість газової суміші μ сум., Па·с:

;

4. Кінематична в’язкість газової суміші

Кінематична в’язкість окремих компонентів розраховується за формулами, м²/с:

;

;

.

5. Теплопровідність газової суміші

Теплопровідність компонентів λ газової суміші за робочої температури та в області помірних тисків розраховується за формулою Сатерленда, Вт/(м·К):

;

;

;

;

.

Спрощено за правилом адитивності λ1_сум., Вт/(м·К):

;

.

Теплопровідність газової суміші за робочого (високого) тиску обчислюється з урахуванням величини зворотної теплопровідності ., (м·К)/Вт:

;

.

Наявність в газовій суміші водню або гелію, які мають теплопровідність, що різко відрізняється від теплопровідності інших газів (до речі це використовується в газовій хроматографії – детектор за теплопровідністю, гази носії гелій або водень; в атомній енергетиці гелій застосовують як ефективний теплоносій), враховується наступним чином. За таблицею ІХ-17 (с. 393) [1] побудовано графік залежності коефіцієнта a від молярної (об’ємної) частки легкого компоненту (H₂) – a = f(x=N_H2), і за рівнянням лінії тренду обчислено а:

;

.

При зміні складу суміші необхідно перерахувати коефіцієнт а.

За емпіричною формулою Брокау знайдемо теплопровідність газової суміші за робочих умов , Вт/(м·К):

.

Останній розрахунок є точним і не співпадає з розрахунком за рівнянням розрахунку за правилом адитивності насамперед тому, що правило адитивності погано працює при розрахунку теплопровідності суміші.

6 Кінематичний коефіцієнт дифузії азоту у газовій суміші

За формулою Гіліленда бінарний коефіцієнт молекулярної дифузії D_1,2, м²/с:

;

;

;

;

.

Приймаємо, що суміш підкоряється закону для ідеальних газів, тоді D _N2 в суміші газів, м²/с:

;

.

Розрахувати за створеною програмою всі вищенаведені показники:

а) за Т=773 К і тиску Р=1 атм,

б) за Т=773 К і тиску Р=300 атм.

Порівняти результати розрахунку і зробити висновок (скласти відповідну порівняльну таблицю) щодо ступеня впливу тиску на властивості газів і суміші.

5.3Індивідуальна самостійна робота.

Виконати аналогічні розрахунки за 6 пунктами для суміші складу, % об.:

Варіант 1. С(H₂) = 74,52; С(N₂) = 23,93; С(СО) = 0,61; С(СО₂) = 0,01; С(Ar) = 0,31; С(CH₄) = 0,33 ; С(H₂О) =0,29. Температура газової суміші, К: Т = 673; тиск, атм: Р = 30. Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для СО і СО₂ окремо.

Варіант 2. С(SO₂) = 5%, С(SO₃) = 4%, С(O₂) = 7%, решта – азот. Температура газової суміші, К: Т = 673; тиск, атм: Р = 1. Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для SO₂ і SO₃ окремо.

Варіант 3. С(NO) = 6%, С(NO₂) = 3%, С(O₂) = 8%, С(Н₂О) = 5%, решта – азот. Температура газової суміші, К: Т = 673; тиск, атм: Р = 7. Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для NO і NO₂ окремо.

Варіант 4. С(C₂H₆) = 2.9 ; С(C₃H₈) = 1.04 ;С(H₂) = 6.74; С(Ar) = 0,31; С(H₂S) = 0.0.01; С(CH₄) = решта. Температура газової суміші, К: Т = 1073; тиск, атм: Р = 35. Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для H₂S.

Варіант 5. С(NO) = 0,02%, С(NO₂) = 0,04%, С(O₂) = 2,4%, С(Н₂О) = 2,31%, С(CH₄) = 0,33, решта – азот. Температура газової суміші, К: Т = 673; тиск, атм: Р = 7. Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для NO і NO₂ окремо.

Варіант 6. С(NO) = 0,03%, С(NO₂) = 0,02%, С(O₂) = 2,39%, С(Н₂О) = 0,31%, С(NH₃) = 0,051, решта – азот. Температура газової суміші, К: Т = 573; тиск, атм: Р = 10.

Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для NO і NO₂ окремо.

Варіант 7. С(CH₄) = 4,4 ; С(О₂) = 3,90;С(H₂) = 32,29; С(N₂) = 14,99; С(СО) = 4,56; С(СО₂) = 4,54; С(Ar) = 0,19; С(H₂О) =35,14.

Температура газової суміші, К: Т = 1273; тиск, атм: Р = 35. Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для CH₄.

Варіант 8. С(CH₄) = 25,27 ; С(C₂H₆) = 0,52 ; С(C₃H₈) = 0,15; С(H₂) = 1,74; С(Н₂О) = решта. Температура газової суміші, К: Т = 1073; тиск, атм: Р = 35. Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для CH₄.

Варіант 9. С(NH₃) = 6,3 ; С(О₂) = 3,9;; С(NO) = 4,3%; С(H₂О) =14,4; С(N₂) – решта. Температура газової суміші, К: Т = 1173; тиск, атм: Р = 7,3. Коефіцієнт дифузії у газовій суміші розрахувати для NH₃.