Для заданных метеоусловий (п. 6.2)
1. Условная молекулярная формула для сухого воздуха
O0.421N1.586, (1)
чему соответствует условная молекулярная масса
МС.В.=28.96 кг/моль
и плотность
ρС.В.=1.293 кг/м3 .
2. Массовое влагосодержание влажного воздуха d (кг/кг) для заданной относительной влажности φ и температуры t, °C при нормальном атмосферном давлении определяется по номограмме прил.5 (п.6.2.1).
3. Массовые доли компонентов во влажном воздухе (п.6.2.2):
- сухого воздуха бсв = 1 / (1+d); (2)
- влаги (H2O) бН2О = 1 / (1+d) (3)
Таблица 1
Содержание (% масс.) химических элементов
в компонентах влажного воздуха
Компонент
| Содержание химических элементов (% масс)
| О
| N
| Н
| Сухой воздух O0.421N1.586
| 23.27
| 76.73
| -
| Влага H2О
| 88.81
| -
| 11.19
|
Таблица 2
Массовое содержание (% масс.)химических элементов во влажном воздухе с влагосодержанием d
Компонент
| г
| Сухой воздух O0.421N1.586
| Влага H2О
| Σ
|
| О
| 23.27
1+d
| 88.81 d
1+d
| 23.27 + 88.81d
1+d
| бi
| N
| 76.73
1+d
| -
| 76.73
1+d
|
| H
| -
| 11.19d
1+d
| 11.19d
1+d
|
Таблица 3
Количество атомов химических элементов в условной молекулярной формуле влажного воздуха (п. 6.2.3)
Элемент
| О
| N
| Н
| Кj
| 0.421 + 1.607d
1+d
| 1.586
1+d
| 3.215d
1+d
|
Условная молекулярная формула влажного воздуха:
ОКо · nKn · НKh . (4)
4. Плотность влажного воздуха в зависимости от метеоусловий. При заданной температуре влажного воздуха t, °C, барометрическим давлении Р, мм рт.ст. и относительной влажности φ плотность влажного воздуха рассчитывается по формуле
ρвв = 1.293·(Р – 0.3783·Рп) ·273.2 / 760·(273.2 + t) =
0.4648·(Р – 0.3783·Рп) / (273.2 + t) , (5)
где РП - парциальное давление паров водыв воздухе, зависящее от t и φ; определяется по номограмме прил. 5.
Приложение 5
Диаграммы "i-d" для влажного воздуха
На диаграмму нанесены изолинии энтальпий i, температур t, °C и относительной влажности φ, а также зависимости парциального давления водяного пара РП от влагосодержания d.
Диаграмма построена для давлений 745÷760 мм рт.ст.
Точки диаграммы, лежащие на кривой φ = 1 (100%), определяют состояние насыщенного воздуха. Точки, лежащие под кривой φ = 1, соответствуют состоянию насыщенного воздуха, содержащего, кроме насыщенного пара, частицы капельножидкой воды или льда. Точки, лежащие над кривой φ = 1, характеризуют состояние насыщенного воздуха.
Под кривой φ = 1 и над изотермой t = 0°С находится область тумана; по другую сторону изотермы t = 0°С, ниже ее, расположена область ледяного тумана.
Диаграмма характеристик влажного воздуха при нормальном атмосферном давлении:
t,°C - температура,
φ - относительная влажность,
i - энтальпия, ккал/кг,
d - влагосодержание кг/кг,
рп - парциальное давление водяного пара, мм рт.ст.
Приложение 6
Пример расчета физико-химических характеристик влажного воздуха для заданных метеоусловий
Заданы температура t = 20°С, относительная влажность φ = 0.60 (60%) воздуха и давление Р = 760 мм рт.ст.
По номограмме (прил.5) определяется влагосодержание d = 0.0087 кг/кг и парциальное давление водяного пара РП = 11 мм рт.ст.
Расчет количества атомов химических элементов в условной молекулярной формуле влажного воздуха:
0.421 > l.607d
КО = (0.421 + 1.607d) / (1 + d) = 0.431;
КN = 1.586 / (1 + d) = 1.572;
КH = 3.205d / (1 + d) = 0.028.
Условная молекулярная формула влажного воздуха для заданных метеоусловий:
O0.431N1.572H0.028
Плотность влажного воздуха:
ρвв = 0.4648·(Р – 0.3783·Рп) / (273.2 + t) = 1.2 кг/м3
Приложение 7
Расчет стехиометрической реакции горения попутного нефтяного газа
В атмосфере влажного воздуха (п. 6.3)
1. Стехиометрическая реакция горения записывается в виде:
CcHhSsNnOo + M OKoNKnHKh = nCO2 CO2 + nH2OH2O + nSO2 SO2 + nN2 N2 (1)
2. Расчет мольного стехиометрического коэффициента М по условию полного насыщения валентности (полностью завершенной реакции окисления):
, (2)
где vj' и vj - валентности элементов j и j', входящих в состав влажного воздуха и ПНГ;
kj' и kj - количества атомов элементов в условных молекулярных формулах влажного воздуха и газа (прил.1 и 4).
3. Определение теоретического количества влажного воздуха VBB (м3/м3), необходимого для полного сгорания 1 м3 ПНГ.
В уравнении стехиометрической реакции горения мольный стехиометрический коэффициент М является и коэффициентом объемных соотношений между горючим (попутный нефтяной газ) и окислителем (влажный воздух); для полного сгорания 1 м3 ПНГ требуется М м3 влажного воздуха.
4. Расчет количества продуктов сгорания VПС (м3/м3), образующихся при стехиометрическом сгорании 1 м3 ПНГ в атмосфере влажного воздуха:
VПС=с + s + 0.5[h + n + М(kh + kn)], (3)
где с, s, h, n и kh, kn соответствуют условным молекулярным формулам ПНГ и влажного воздуха соответственно.
Приложение 8
Справочные данные, необходимые для расчетов теплофизических характеристик попутного нефтяного газа
Таблица 1
Показатель адиабаты К для компонентов ПНГ
Компонент
| СН4
| С2Н6
| С3Н8
| iС4Н10
| nC5H12
| iC6H14
| nC7H16
| СО2
| n2
| H2S
| Показатель адиабаты К
| 1.31
| 1.21
| 1.13
| 1.10
| 1.08
| 1.07
| 1.06
| 1.30
| 1.40
| 1.34
|
Таблица 2
Низшая теплота сгорания горючих компонентов ПНГ QHi, ккал/м3
Компонент
| СН4
| С2Н6
| С3Н8
| iС4Н10
| nC5H12
| iC6H14
| nC7H16
| H2S
| QHi, ккал/м3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3
Средние массовые изобарные теплоемкости составляющих продуктов сгорания, определяемые в интервале от 293°К до Т °К (ккал/кг·град)
Компонент
| CO2
| Н2О
| СО
| NO
| n2
| О2
| СН4
| H2S
| Температура
|
| 0.263
| 0.500
| 0.266
| 0.254
| 0.263
| 0.244
| 0.844
| 0.280
| Т °К
|
| 0.279
| 0.543
| 0.276
| 0.263
| 0.273
| 0.252
| 0.967
| 0.302
|
|
| 0.289
| 0.563
| 0.283
| 0.269
| 0.280
| 0.258
| 1.060
| 0.323
|
|
| 0.297
| 0.589
| 0.288
| 0.274
| 0.285
| 0.263
| 1.132
| 0.345
|
Приложение 9
Примеры расчетов
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|