Смеси жидкостей, паров и газов

1. СМЕСИ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ

2. Смеси жидкостей, паров и газов

•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.
•Рабочими
телами
большинства
типов
энерготехнологического
оборудования,
используемого при промысловой подготовке и
магистральном
транспорте
природного
газа,
являются смеси – это природный газ, воздух и
продукты
сгорания,
жидкие
и
газообразные
топлива, масла и т.д.

3.

Закон сохранения материи
n
G Gi ,
i 1
n
G Gi
i 1
Состав смеси задается массовыми, объемными или
молярными концентрациями (долями) компонентов,
входящими в смесь.
Gi
Gi
,
mi
n
G
Gi
Gi
Gi
ri
n
G
G i
i 1
i 1
Из закона сохранения
n
mi 1 ,
i 1
n
ri 1
i 1

4.

Средняя (кажущаяся) молярная масса смеси m
n
Gi
G i 1
m
G
G
i Gi n
,
ri i
i 1 G
i 1
n
G
G
G
1
1
m n
n
n
n
Gi
Gi
mi
G
Gi G
i 1
i 1 i
i 1
i 1 i
i
Зависимость между значениями массовой и молярной
концентраций компонентов
Gi i Gi
i
mi
ri
G m G
m
или
mi i
ri m

5.

Газовая постоянная смеси
n
R
R
1
Rm
mi Ri n
1
ri
m
i 1
R
n m
i 1 i
i
i 1 i
Теплоемкость смеси
n
c zm mi c zm ,i
,
i 1
n
c zm ri c zm ,i
i 1
Псевдокритиеские давление pпк и температура Tпк
газовых смесей
n
pпк ri pк , i
i 1
,
n
Tпк ri Tк , i
i 1
Приведенные давление и температура
p
T
смеси
pпк
T
пк

6.

Объемная концентрация компонента vi в смеси
определяется как отношение приведенного объема
Vi ,пр компонента при давлении и температуре смеси
к объему всей смеси V при тех же условиях
vi
Для идеального газа
G i R Tm
Vi ,пр
pm ,
Vi ,пр
V
G RTm
V
,
pm
Gi
vi
ri
G
Смеси реальных газов
pmVi ,пр zi Gi Ri Tm zi Gi R Tm
pmV z G Rm Tm z G R Tm
zi Gi zi
vi
ri
V
z G
z
Vi ,пр

7. Схемы смешения

Обычно рассматривают две схемы смешения:
при постоянном объеме
V idem
при постоянном давлении p idem
•Схема смешения при постоянном объеме (V idem )
- изоэнергетический процесс
(внешнеадиабатический процесс)
n
Q
0 , L 0 ,
V Vi ,
i 1
,
dU 0

8.

pm , Tm ????
pmV z G Rm Tm z G R Tm
n
V Vi
i 1
n
G Gi
i 1
n
G Gi
i 1
n
n
i 1
i 1
U 2 U 1 G cvm Tm Gi cvm,i Ti G cvm Tm Gi cvm,i Ti 0
1 n
1 n
Tm
ri cvm,i Ti
mi cvm,i Ti
сvm i 1
cvm i 1
n
cvm mi cvm,i
i 1
n
cvm ri cvm,i
i 1

9.

R
Rm
m
n
R
1
mi Ri n
1
ri
i 1
n
mi
i 1 Ri
i 1 i
n
pпк ri pк , i
i 1
p
pпк
T
Tпк
n
Tпк ri Tк , i
i 1
z f ( , )

10.

Схема смешения при постоянном давлении ( p idem )
- изоэнтальпийный процесс
(внешнеадиабатический процесс)
dH 0
W 0
Q 0
,
,
,

11.

Tm , Vm ????
pVm z G Rm Tm z G R Tm
n
G Gi
i 1
n
G Gi
i 1
n
n
i 1
i 1
H 2 H 1 G c pm Tm Gi c pm ,i Ti G c pm Tm Gi c pm ,i Ti 0
Tm
1
n
c pm mi c pm ,i
i 1
n
ri c pm ,i Ti c mi c pm ,i Ti
с pm i 1
n
1
pm i 1
n
c pm ri c pm ,i
i 1

12.

R
Rm
m
n
R
1
mi Ri n
1
ri
i 1
n
mi
i 1 Ri
i 1 i
n
pпк ri pк , i
i 1
p
pпк
T
Tпк
n
Tпк ri Tк , i
i 1
z f ( , )