Газы. Газовые законы. Коэффициенты перевода температуры разных шкал. Нормальный объем. Давление. Атмосферное давление

ГАЗЫ

ГАЗЫ

ГАЗ (франц. gaz, от греч. chaos - хаос) - одно из агрегатных состояний вещества, в к-ром его частицы не связаны или весьма слабо связаны между собой молекулярными силами притяжения и хаотически движутся, заполняя весь возможный объём. При обычных давлениях и температуpax среднее расстояние между молекулами в газе примерно в 10 раз больше, чем в жидкостях и твёрдых телах, поэтому плотность газа значительно меньше их плотности. При обычных температуpax газы - хорошие диэлектрики, т. к. их атомы и молекулы электрически нейтральны.

Типы потока.

Поток может быть ламинарным (равномерным, идеальным) или турбулентным (с различными и динамично меняющимися векторами движения).

Температура.

• В Европе и РФ, температура обычно указывается в градусах Цельсия, переводимых в кельвины по следующей формуле:

Коэффициенты перевода температуры разных шкал

Объем

• Объем воздуха определяют исходя из внутренних размеров содержащей его цилиндрической емкости.
• Измеряется объем в литрах или кубических метрах, и, в соответствии со стандартом ISO 2787, измерения производятся при абсолютном давлении 1 бар и температуре +20 °C.

Нормальный объем Vнорм [Нл, Нм³]

Понятие нормального объема относится к нормальному физическому состоянию воздуха, как оно описано в стандарте DIN 1343. В этом случае имеется в виду воздух при абсолютном давлении 1,01325 бар (= 101 325 кПа) и температуре 0 °C (= 273,15 К).

Нормальный объем

• Нормальный Нм³ на 8% меньше, чем м³ при температуре 20 °C.

Например, V0=5 нм3 обозначает, что объем газа при t=0°C и p=760 мм рт. ст. равен 5 кубическим метрам.

Рабочий объем Vраб [Bл, Bм³]

Рабочий объем - это фактически занимаемый сжатым воздухом объем. При расчете этого объема всегда нужно принимать во внимание температуру, влажность и давление. Например, когда говорят о рабочем объеме 1 Bм³ при избыточном давлении 7 бар, имеют в виду, что 1 м³ газа был сжат до давления 7 бар изб. (= 8 бар абс.) и занимает теперь только 1/8 часть начального объема.

Расход,

• Расход-величина, определяемая для равномерно перемещаемого вещества
• отношением массы (массовый расход),
• количеством (молярный расход)
• объёма (объёмный расход) вещества, перемещаемого через сечение перпендикулярное направлению скорости потока, к промежутку времени за который это перемещение вещества происходит.
• Расход выражается в СИ соответственно кг/c; моль/с и м3/c.
• А также м3/час, м3/мин , л/мин

Расход

• Нормальный расход
• Как и в случае с объемом, по стандарту DIN 1343 - например, Нм³/мин или Нл/мин.
• следует помнить, что м³/час = 1,08 Нм³ /час - т.е., нормальный Нм³/час на 8% «меньше», чем м³/час.
• В документации компании BOGE всегда имеются в виду м³/мин, приведенные к давлению 1 бар абс. и температуре +20 °C.

ПЛОТНОСТЬ

• ПЛОТНОСТЬ тела - равна отношению массы dm малого элемента тела объёмом dV к этому объёму:
• р = dm/dV.
• П. однородного тела одинакова во всех его точках и равна:
• р = m/V.
• Единица П. (в СИ) - кг/м3.
• Плотность веществ в разных справочниках, методиках и учебниках может иметь различные обозначения (, , d и т.д.).

• Поэтому плотность газа, состоящего из нескольких компонентов, концентрация которых в процентах по объему составляет а; b, с, ..., k, при нормальных условиях будет приблизительно равна

где М1,М2,….Мn —значения молекулярной массы компонентов газовой смеси.

Давление. Атмосферное давление pатм [бар, атм]

Атмосферное давление является следствием веса воздуха. Оно зависит от высоты и на уровне моря составляет 1,01325 бар = 760 мм ртутного столба = 101325 Па под уровнем моря следует понимать уровень мирового океана, без учета колебаний, вызываемых приливами и отливами. Чем выше точка измерения, тем меньше атмосферное давление.

Избыточное давление pизб [бар изб., ати, ат]

• Избыточное давление (техническое)
• pизб - это давление над атмосферным.

Абсолютное давление pабс [бар абс., атм, ]

• Абсолютное давление pабс - это сумма атмосферного давления pатм и избыточного давления pизб.

Ра=Ратм+Ризб

Пример 1.

• Перевести значение давления
• 35 мм вод. ст. в мм рт. ст.

Пример 1.

• 3573,56 10-3= 35/13,6=2,57 мм рт. ст.

Пример 2.

• Давление в газоходе равно 2,1 ати. Найти абсолютное давление в Па.

Пример 2.

• Ра = 2,198,1103 + 101325=307335 Па

Пример 3

• Разрежение в газоходе равно 980 Па при атмосферном давлении равным 745 мм. рт. ст. Найти абсолютное давление в газоходе в мм. рт. ст.

Пример 3

• Ра=745 - 9807,50 10-3 =
• =745 - 7,35=737,65 мм рт. ст.

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ

• Газ, силами взаимодействия между молекулами которого в рассматриваемых задачах можно пренебречь.
• Уравнением состояния идеального газа служит уравнение Клайперона.

состояние идеального газа

• Физическое состояние идеального газа определяется величинами:
• объемом V,
• температурой t
• абсолютным давлением р, которое он оказывает на стенки сосуда (аппарата