Science.tatsel.tu - Молекулярно-кинетическая теория  
  Испарение и
конденсация
Пленочное
кипение
Сверхтекучий
гелий
События и
мероприятия
Библиотека  


Испарение и конденсацияПленочное кипениеСверхтекучий гелийСобытия и мероприятияБиблиотека• История холода• Разделение газовых смесей БольцманиадаХейке Камерлинг-ОннесКриогениус


Бродянский В.М., Калинина Е.И.
Разделение газовых смесей

Порядок расчётов на эксергия-концентрация диаграмме

Рассмотрим порядок некоторых расчетов на e, ξ -диаграмме для смеси N2 – О2. Положение точек, нужных для снятия величин с диаграммы, показано на рис.2-9.


Рис. 2-9.

Охлаждение и ожижение смеси данного состава.

Минимальная работа изменения состоянии равна, как и для чистого вещества, разности значений е в начальной и конечной точках процесса при ξ=idem. Например, для воздуха (ξ=0,79) минимальная работа охлаждения от Тос=273K доТ=120K при давлении 1 кгс/см2 равна Δе=е10–е0=2970 кДж/моль, при охлаждении до температуры насыщения Δе=е8–е0=4935 кДж/моль, а при охлаждении до полной конденсации Δе=е9–е0=2970 кДж/моль.

Для чистого кислорода (ξ=0) эти величины равны соответственно е11–е1, е4–е1, е6–е1. Аналогично определяется минимальная работа и при других давлениях и концентрациях, причем начальное и конечное давления могут быть и различными. Например, минимальная работа, необходимая для перевода в жидкость при давлении в 1 кгс/см2 воздуха с давлением 5 кгс/см2 и температурой Тос, равна е9–е0'= 21140 – 3500 = 17640 кДж/моль. Эта работа меньше, чем е9–е0, так как воздух, сжатый до 5 кгс/см2, обладает некоторым собственным запасом эксергии.

Те же результаты для чистых веществ или смеси, имеющей постоянный состав (например, для воздуха), можно получить и по i, e - диаграмме соответствующего чистого вещества или смеси данного состава. Но преимущество e, ξ - диаграммы в том, что она одинаково пригодна для всех концентраций от ξ=0 до ξ=1.

Разделение смеси.

В этом случае обратимая работа l определяется посредством простого построения на е, ξ - диаграмме. Величина суммарной эксергии продуктов разделения находится по правилу, используемому для расчета количества тепла в i, ξ - диаграмме, т.е. как ордината точки пересечения прямой, соединяющей точки, соответствующие состояниям продуктов разделения, с вертикальной прямой ξ=idem заданной концентрации смеси. Расстояние по ординате ξсм от точки пересечения до точки, соответствующей состояния исходной смеси, равно l. Например, для разделения воздуха на чистые кислород и азот при P=Pос и Т=Тос минимальная работа равна е12–е0=1242 кДж/моль воздуха, а при Р=5 кгс/см2 и той же температуре Δе= е3е0'. Таким же способом определяется величина минимальной работы и для случаев, когда продукты разделения имеют любые температуры и давления, отличные от параметров разделяемой смеси, или находятся в другом агрегатном состоянии.

Например, работа, необходимая для разделения воздуха, находящегося в нулевом состоянии, на жидкий кислород (ξ=0,01; точка К) и газообразный азот (ξ=0,98; точка А), равна е14–е0=9621 кДж/моль исходного воздуха.

В приведенных примерах величина минимальной работы, которая определялась по e, ξ - диаграмме, относилась к единице расхода разделяемой смеси. Свойства e, ξ -диаграммы позволяют получить величину этой работы, отнесенную к единице расхода любого из получаемых продуктов. Необходимое для этого построение показано на рис. 2-10.


Рис. 2-10.



Следующая страница: Примеры разделения смеси


    • Главная   • Библиотека   • Разделение газовых смесей   • Порядок расчётов на эксергия-концентрация диаграмме  

  Испарение и конденсация Пленочное кипение Сверхтекучий гелий События и мероприятия
Библиотека Больцманиада Камерлинг-Оннес Криогениус
 
  © Science.Tatsel.ru 2006-2017.
Молекулярно-кинетическая теория. Научные публикации.
Испарение и конденсация. Плёночное кипение. Сверхтекучий гелий.
о проекте
условия использования
обратная связь
карта сайта