Ch ng 2:ươ
quá trình l u đ ng c a khí và h iư ộ ủ ơ
1.bài t p gi i m uậ ả ẫ
Bài 1:
Xác đ nh h ng s ch t khí và thành ph n th tích c a h n h p khí g m Nị ằ ố ấ ầ ể ủ ỗ ợ ồ 2
và CO2 có thành ph n kh i l ng: gầ ố ượ N2 = 60% và gC02 = 40%.
L i gi i:ờ ả
H ng s ch t khí c a h n h p khi bi t thành ph n kh i l ng đ c tính: ằ ố ấ ủ ỗ ợ ế ầ ố ượ ượ
2CO02CNNii R.gR.gRgR
22 +== ∑
.
.Kkg/J7,253
44
8314
.4,0
28
8314
.6,0R 0
=+=
Thành ph n th tích đ c xác đ nh theo thành ph n kh i l ng:ầ ể ượ ị ầ ố ượ
∑µ
µ
=
ii
ii
i/g
/g
r
%.2,70702,0
44
4,0
28
6,0
28
6,0
/g/g
/g
r
2CO2CONN
NN
N
22
22
2==
+
=
µ+µ
µ
=
%.8,29298,0
44
4,0
28
6,0
44
6,0
/g/g
/g
r
2CO2CONN
2CO2CO
2CO
22
==
+
=
µ+µ
µ
=
Bài 2:
H n h p g m Oỗ ợ ồ 2 và H2 có thành ph n th tích: rầ ể O2 = 30%; rH2 =70%. Xác
đ nh h ng s ch t khí c a h n h p, thành ph n kh i l ng và phân áp su t c aị ằ ố ấ ủ ỗ ợ ầ ố ượ ấ ủ
khí thành ph n n u bi t áp su t c a h n h p p = 1 bar.ầ ế ế ấ ủ ỗ ợ
L i gi i:ờ ả
H ng s ch t khí c a h n h p đ c xác đ nh:ằ ố ấ ủ ỗ ợ ượ ị
µ
=8314
R
2222 HHOOii .r.rr µ+µ=µ=µ ∑
kmol/kg112.7,032.3,0 =+=µ
Tr ng đ i h c công nghi p hà n iườ ạ ọ ệ ộ 22 Bài t p k thu t nhi tậ ỹ ậ ệ
Thành ph n kh i l ng c a h n h p:ầ ố ượ ủ ỗ ợ
∑µ
µ
=
ii
ii
ir.
r.
g
%3,87873,0
7,0.23,0.32
3,0.32
r.r.
r.
g
2222
22
2HHOCO
OCO
O==
+
=
µ+µ
µ
=
%7,12127,0873,01g1g
22 OH ==−=−=
Phân áp su t khí thành ph n: ấ ầ
bar3,01.3,0p.rp
22 OO ===
bar7,01.7,0p.rp
22 HH ===
.
Bài 3:
Có hai bình A và B đ c n i v i nhau b ng m t van. Trong bình A ch a khíượ ố ớ ằ ộ ứ
O2 kh i l ng ố ượ
kg98,7G 2
O=
áp su t ở ấ
at5p 2
O=
, nhi t đ ệ ộ
C200t 0
O2=
. Trong bình
B ch a khí Nứ2 có kh i l ng ố ượ
kg1,26G 2
N=
v i áp su t ớ ấ
at10p 2
N=
, nhi t đệ ộ
C150t 0
N2=
. Hãy xác đ nh nhi t đ , áp su t c a h n h p khi m van n i hai bình.ị ệ ộ ấ ủ ỗ ợ ở ố
L i gi i:ờ ả
Đây là tr ng h p h n h p khí trong th tích đã cho, nhi t đ c a h n h pườ ợ ỗ ợ ể ệ ộ ủ ỗ ợ
đ c xác đ nh: ượ ị
∑
∑
=
Vii
iVii
C.g
T.C.g
T
.
đây:ở
K473273200T 0
O2=+=
K423273150T 0
N2=+=
Kkg/kJ653,0
32
9,20
C0
V2
O==
Kkg/kJ746,0
28
9,20
C0
V2
N==
234,0
1,2698,7
98,7
GG
G
g
22
2
2NO
O
O=
+
=
+
=
766,0234,01g1g
22 ON =−=−=
2N222O2
22N222O2
VNOVO
NVNOVO
C.gT.C.g
T.C.gT.C.g
T+
+
=
Tr ng đ i h c công nghi p hà n iườ ạ ọ ệ ộ 23 Bài t p k thu t nhi tậ ỹ ậ ệ
C161K434
746,0.766,0653,0.234,0
423.746,0.766,0473.653,0.234,0
T00 ==
+
+
=
Tr ng đ i h c công nghi p hà n iườ ạ ọ ệ ộ 24 Bài t p k thu t nhi tậ ỹ ậ ệ
áp su t c a h n h p đ c xác đ nh t ph ng trình tr ng thái:ấ ủ ỗ ợ ượ ị ừ ươ ạ
pV = grt =>
V
GRT
p=
.
đây: ở
kg08,341,2698,7GGG
22 NO =+=+=
28
8314
.766,0
32
8314
.234,0R.gR.gR.gR
2222 NNOOii +=+== ∑
Kkg/J2,288R 0
=
K434T;VVV
0
NO
22
=+=
22 NO V,V
th tích c a Oể ủ 2 và N2 tr c khi h n h p đ c xác đ nh t ph ng trìnhướ ỗ ợ ượ ị ừ ươ
tr ng thái vi t cho Oạ ế 2 và N2:
3
5
O
OOO
Om2
10.98,0.5.32
473.8314.98,7
p
G.R.G
V
2
222
2===
3
5
N
NNN
Nm35,3
10.98,0.10.28
423.8314.1,26
p
G.R.G
V
2
222
2===
2
m35,535,32V =+=
V y áp su t c a h n h p:ậ ấ ủ ỗ ợ
.bar97,7m/N10.97,7
35,5
434.2,288.08,34
p25 ===
Bài 4:
Dòng không khí th nh t có l u l ng Gứ ấ ư ượ 1 = 100kg/s, nhi t đ 150ệ ộ 0C h nỗ
h p v i dòng không khí th hai có l u l ng Gợ ớ ứ ư ượ 2 = 144000kg/h, nhi t đ 200ệ ộ 0C.
Xác đ nh nhi t đ c a h n h p.ị ệ ộ ủ ỗ ợ
L i gi i:ờ ả
Đây là tr ng h p h n h p theo dòng và các dòng cùng là m t ch t, v yườ ợ ỗ ợ ộ ấ ậ
nhi t đ c a h n h p đ c xác đ nh: ệ ộ ủ ỗ ợ ượ ị
∑+== 2211ii tgtgtgt
.
đây: ở
21
1
1GG
G
g+
=
G1 = 100 kg/s G2 = 144000 kg/h = 144000/3600 = 40 kg/s.
714,0
40100
100
g1=
+
=
286,0714,01g1g 12 =−=−=
Nhi t đ c a h n h p:ệ ộ ủ ỗ ợ
t = 0,174.150 + 0,286.200 = 164,30C.
Tr ng đ i h c công nghi p hà n iườ ạ ọ ệ ộ 25 Bài t p k thu t nhi tậ ỹ ậ ệ
Bài 5:
M t dòng không khí có kh i l ng Gộ ố ượ 2 = 10kg nhi t đ tệ ộ 2 = 1270C đ c n pượ ạ
vào bình có th tích V = 10mể3 ch a s n m t không khí nhi t đ tứ ẵ ộ ở ệ ộ 1 = 270C, áp su tấ
p = 1 bar. Hãy xác đ nh nhi t đ c a h n h p và áp su t c a h n h p.ị ệ ộ ủ ỗ ợ ấ ủ ỗ ợ
L i gi i:ờ ả
Đây là tr ng h p h n h p khí n p vào th tích c đ nh, nhi t đ c a h n h p:ườ ợ ỗ ợ ạ ể ố ị ệ ộ ủ ỗ ợ
21
21
V2V1
2p21V1
CgCg
TCgTCg
T+
+
=
Vì đây h n h p g m cùng m t ch t (không khí), nên ta có: ở ỗ ợ ồ ộ ấ
21 VV CC =
và
kC/C Vp =
V y ta có: ậT = g1 T1 + k.g2T2
Kh i l ng không khí có s n trong bình Gố ượ ẵ 1 đ c xác đ nh:ượ ị
kg6,11
300.287
10.10.1
RT
Vp
G
5
1
1
1===
V y thành ph n kh i l ng gậ ầ ố ượ 1, g2:
54,0
106,11
6,11
GG
G
g
21
1
1=
+
=
+
=
Nhi t đ c a h n h p:ệ ộ ủ ỗ ợ
T = 0,54. 300 + 1,4. 0,46. 400 = 419,60K = 146,60K
áp su t c a h n h p đ c xác đ nh t ph ng trình tr ng thái vi t cho h n h p:ấ ủ ỗ ợ ượ ị ừ ươ ạ ế ỗ ợ
PV = RGT; G = G1 + G2 = 11,6 +10 = 21,6 kg
.bar6,2m/N10.6,2
10
6,419.287.6,21
V
RGT
p25 ====
Bài 6:
Khí O2 áp su t pở ấ 1 = 60 at, nhi t đ tệ ộ 1 = 1000C chuy n đ ng qua ng tăngể ộ ố
t c nh d n vào môi tr ng có áp su t pố ỏ ầ ườ ấ 2 = 36at. Xác đ nh t c đ c a dòng khí Oị ố ộ ủ 2
t i ti t di n ra c a ng và l u l ng n u ti t di n ra fạ ế ệ ủ ố ư ượ ế ế ệ 2 = 20mm2.
L i gi i:ờ ả
Tr c tiên ta c n so sánh t s áp su t ướ ầ ỉ ố ấ
2
1
p
p
=β
v i t s áp su t t i h n ớ ỉ ố ấ ớ ạ
k
β
= 0,528:
.528,06,0
60
36
p
p
k
2
1=β>===β
Tr ng đ i h c công nghi p hà n iườ ạ ọ ệ ộ 26 Bài t p k thu t nhi tậ ỹ ậ ệ