Смешение газовых потоков
Температура смеси газовых потоков
Пусть в проточной смесительной камере смешиваются n потоков, массовые расходы которых равны GH1 , GH 2,…, GH n , объемные расходы - QH1, QH 2,… , QH n , а начальные температуры и давления - ТH 1, ТH 2,…, ТH n и РH 1, РH 2,…, РH n .
Давление газов в смесителе Pсм является величиной задаваемой из каких-либо соображений и устанавливаемой за счет дросселерования газовых потоков с помощью регулирующей арматуры (задвижек, клапанов и т. п.), установленной перед входом в смеситель. Это давление не должно быть больше минимального из PH i , т. е. должно выполняться условие:
Pсм
(PH
i)
min
.
Здесь: i = 1, 2, 3, …, n.
Если газы при смешении не совершают технической работы, то, полагая процесс смешения адиабатным, т. е. идущим без теплообмена с окружающей средой, и пренебрегая кинетической энергии потока, первое начало термодинамики для газового потока можно в конечном итоге получить:
, или
,
В тех случаях, когда эмпирическая зависимость теплоемкости от температуры дается для температуры в градусах Цельсия, формулы приобретают соответственно следующий вид:
или
Значения температуры смеси в этих формулах определяются методом последовательных приближений.
Объемный расход смеси газовых потоков
В отличие от массового расхода Gсм величина объемного расхода смеси Qсм в общем случае не равна сумме объемных расходов компонентов и определяется из уравнения состояния идеального газа, записанного для единицы времени:
.
Т. к.
,
то
Если выразить Gi через параметры начального состояния i-го потока
,
то получим еще одну формулу для объемного расхода смеси:
