Фізико-хімічні властивості газів

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АЕРОКОСМІЧНИЙ ІНСТИТУТ

КАФЕДРА ХІММОТОЛОГІЇ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

ТЕМА:

Фізико-хімічні властивості газу

ВИКОНАВ: студент МЕФ IV 401

Едель Аліна Вікторівна

Київ 2010

ЗМІСТ

Вступ

Фізико-хімічні властивості природних газів

Основні параметри газів

Термодинамічні властивості газів

Токсичні і теплові властивості газів

ІІІ. Висновки

ВСТУП

Даний реферат розкриває фізико-хімічні властивості газів, висвітлюючи, по-перше, основні параметри газів з наведенням розрахункових формул для їх знаходження, а саме: густину, питомий об’єм, масовий розхід, лінійну швидкість, масову швидкість, тиск, в’язкість, вологість, стисливість, а також критичні параметри; по-друге, такі термодинамічні властивості газів, як теплоємність системи, теплопровідність, теплота згорання, розглянуть процес дроселювання; по-третє, токсичні і теплотворні властивості природних газів. В роботі також наводяться графіки та номограми для визначення тих чи інших властивостей.

Метою даної роботи є детальний і різноплановий розгляд властивостей газу задля глибшого ознайомлення з основами дисципліни «Газ і паливно-мастильні матеріали» та розуміння природи багатьох явищ, з котрими стикаються експлуатаційники газотранспортної системи.

Завданням є вивчення фізичних параметрів газу, його термодинамічні й теплові властивості, зумовлені хімічним складом; вивчення токсичних властивостей та їхній можливий вплив на організм людини; отримання практичних знань та вмінь в знаходженні того чи іншого параметру газу, виходячи з розрахункових формул та довідкових матеріалів; закріпити та поглибити вивчений раніше матеріал.

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГАЗІВ

1. Основні параметри газів

Природні гази поділяються на три групи: гази, які добуваються з чисто газових родовищ і складаються в основному з метану (82—98 %), гази, які одержують із газоконденсатних родовищ і є сумішшю газу та конденсату широкої фракції, що складається з бензину, лігроїну, їй росину, а іноді й солярового масла — цей газ також містить значну кількість метану (80—95 %); гази, які добуваються разом із нафтою з нафтових родовищ — це попутні гази, що складаються з суміші газу з газовим тином і пропан-бутанової фракції, містять тільки ЗОЛІ % метану.

До основних параметрів газу відносяться:

Густина газу (кг/м³ ) — маса одиниці об'єму, що дорівнює відношенню молекулярної маси М_г газу до об’єму моля:

Сума молекулярних мас атомів, що складають молекулу, називається молекулярною масою речовини.

Якщо відомий мольний, тобто об'ємний склад суміші газу у відсотках, то середня молекулярна маса його визначається по формулі:

V₁ , V₂ , … V_n — мольні (об'ємні) концентрації компонентів, %;

M_r1 , M_r2 , … M_rn — молекулярні маси компонентів. Якщо відомий масовий склад суміші у відсотках, то його середня молекулярна маса визначається:

де— масові концентрації, %.

Якщо молекулярний склад виражений у частках одиниці, то відповідно середня молекулярна маса:

де — молекулярний склад у частках одиниць,

— маси компонентів. У розрахунках використовують відносну густину природного газу по повітрю. Густина повітря при нормальних умовах дорівнює 1,293 кг/м³ .

Оскільки густина залежить від тиску (Р), температури (Т) і стисливості (Z) газу, то перерахунок густини (ρ_г ) на інший тиск (Рг) проводиться по формулі:

де— відповідають умовам для ρ₁ .

— параметри, при яких необхідно ви зачити ρ₂ .

Питомий об'єм газу— об'єм одиниці маси газу:

Де V — об'єм газу, м³ ;

m — маса газу, кг;

Vc — питомий об'єм середовища, м³ /кг.

Число Воббе – характеристика якості газу, що визначає взаємозаміну різних газів (одна із експлуатаційних характеристик). Як фізична величина визначає відношення вищої теплоти згорання палива до квадрату з його відносної густини:

W =

Тиск – дорівнює відношенню нормальної складової сили (N) до площі (S) на яку діє сила:

де Р_вар — різниця між барометричним тиском і абсолютним

при рівномірному розподілі сил:

Абсолютний тиск газів (Р) — це тиск газів на стінки трубопроводів і посудин.

Надмірний тиск газів (Р_надм .) — різниця між абсолютним тиском газу і барометричним (Р_бар .)

У гідравлічних розрахунках газопроводів використовують абсолютний тиск.

В'язкість газу — це властивість газу чинити опір при русі, яка виникає в результаті сил тертя між шарами газу, що рухається. Коефіцієнт, який враховує цю властивість реальних газів, називається коефіцієнтом динамічної (абсолютної) в'язкості (Па • с) і визначається по формулі:

де — тангенціальна сила внутрішнього тертя,

— відстань між нескінченно тонкими шарами середовища, які рухаються з швидкістю W₂ -W₁ .

Залежність динамічної в'язкості газів від температури виражається формулою Сатерланда:

де μ – динамічна в’язкість газу при заданій температурі

μ0 – в'язкість газу при 273 °К;