Основные газовые законы

Условие: В цилиндрическом сосуде, имеющем внутренний диаметр 0,6 м и высоту 2,4 м, находится воздух при температуре 18 °C. Давление воздуха составляет 7,65 бар. Барометрическое давление (приведенное к нулю) равно 764 мм рт. ст. Определить массу воздуха в сосуде.

Решение:

1). Определим абсолютное давление действующее в сосуде по формуле:

Р_абс = Р_атм + Р_изб (2.1).

где Р_атм— атмосферное или барометрическое давление, измеряемое барометром;

Р_изб— избыточное давление, измеряемое манометром.

Так как барометр показал давление Р_о= 764 мм рт. ст. то:

Р_атм= Р_о133,3 = 764 133,3 = 101 841 Па = 1,018 бар;

Из этого следует, что:

Р_абс = 1,018 + 7,65 = 8,668 бар

2). Для дальнейшего решения задачи необходимо найти объем сосуда:

= 0,67 м³ (2.2).

3). Характеристическое уравнение для газа:

Р_абс V = m R T (2.3).

где Р_абс — абсолютное давление газа, Па;

V — объем газа, м³;

m — масса газа, кг;

R — газовая постоянная, Дж/(кгЃEК).

Значение газовой постоянной берем из таблицы (приложение А).

Получаем:

R_воз= 287 Дж/(кг· К) Следовательно, преобразив формулу (2.3) мы можем найти массу воздуха в сосуде:

Ответ: m= 6,95 кг Условие: По трубопроводу протекает 10 м³/с кислорода при температуре 127 °C и давлении 4 бар. Определить массовый расход газа в секунду.

Решение:

1). Для нахождения массы кислорода протекающей через трубопровод воспользуемся преобразованной формулой (2.3):

Значение газовой постоянной для кислорода берем из таблицы.

R_кисл= 259,8 Дж/(кг· К) Получаем:

Соответственно массовый расход газа за 1 секунду будет равен:

G = 38,4 кг/с Ответ: G = 38,4 кг/с.