Криофизика - Молекулярно-кинетическая теория  
  Испарение и
конденсация
Пленочное
кипение
Сверхтекучий
гелий
Эксперименты События Библиотека  


Испарение и конденсацияПленочное кипениеСверхтекучий гелийЭксперименты
События и мероприятияБиблиотека• История холода• Разделение газовых смесей• Методические указания. Анализ криогенных установок• Оборудование гелиевого ожижителя Г-45• Методические указания. К практическим занятиям в криоцентре• Криогенные трубопроводы• Хранение и транпорт ожиженных газов• Основы методики проектирования криогенных установок• Вспомогательное оборудование криогенных установок• Расчет низкотемпературных установок• Методика расчета схем криогенных установок (рефрижераторы и ожижители)• Методика расчета схем криогенных установок (рефрижераторы с нестационарными потоками)• Характеристики криогенных систем при работе на смесяхСправочные данные
БольцманиадаХейке Камерлинг-ОннесКриогениус


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

Изменение термодинамических функций в процессе разделения

Для анализа изменения термодинамических функций S, i, e в процессе разделения рассмотрим процесс сжатия компонентов в компрессорах K1, K2,…Ki,…Kn (рис. 2-2).


Рис. 2-2.

1. По энергетическому балансу процесса сжатия в компрессоре можно проанализировать изменение энтальпии в процессе: li + i1 = qi + i2.

Для идеального газа в изотермическом процессе сжатия энтальпия остаётся постоянной, т.е. i1=i2, li = qi + i2 - i1 = qi; li = qi.(Для реального газа необходимо учесть изотермический дроссель-эффект Δiт)

Энтальпия компонентов смеси не меняется при разделении, поэтому энтальпия смеси до разделения равна суммарной энтальпии компонентов после него:

  (2-5)

2. Изменение энтропии в процессе разделения можно проиллюстрировать на Т, s диаграмме (рис. 2-3).


Рис. 2-3.

При сжатии газа с Т=idem (процесс 1-2) энтропия его уменьшается. Работу сжатия можно записать через изменение энтропии .(Здесь и в дальнейшем знак Σ будет использоваться для обозначения восходящих разностей, а знак ∇ – для нисходящих.)

Тогда минимальная работа разделения

.

  (2-6)

3. Изменение эксергии в процессе разделения можно проследить, используя эксергетический баланс процесса идеального изотермического сжатия (рис. 2-2):

Эксергия потока в процессе сжатия возрастает.
Суммарная эксергия компонентов смеси после разделения больше эксергии исходной смеси

Минимальная работа разделения может быть определена через изменение эксергии компонентов как сумма изменений эксергии при сжатии каждого компонента от ого парциального давления до давления смеси

  (2-7)

Итак, минимальную работу разделения газовой смеси можно записать в виде трех формул:
для идеальных газов

для реальных газов

Последние две формулы применимы для реального газа в том случае, если величины ∇s и Σe сняты с диаграммы состояния реального газа. Практически, поскольку процессы разделения проходят большей частью при низких давлениях, разница в величинах Lмин по всем трем формулам пренебрежимо мала.

Характер изменения основных термодинамических параметров при разделении показан на рис. 2-4.


Рис. 2-4.


Следующая страница: 2.2. Процесс выделения компонента из смеси


    Главная   • Библиотека   • Разделение газовых смесей   • Изменение термодинамических функций в процессе разделения  

  Испарение и конденсация Пленочное кипение Сверхтекучий гелий Эксперименты
События Библиотека Справочники Больцманиада Камерлинг-Оннес Криогениус
 
  © Криофизика.рф 2006-2021.
Молекулярно-кинетическая теория. Научные публикации.
Испарение и конденсация. Плёночное кипение. Сверхтекучий гелий.
о проекте
условия использования
контакты
карта сайта