Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

Ватт (era) - единица мощности, равная 1 дж в секунду: I вт = \ дж/сек = 1 нмсек = 0,102 кГ м/сек, 1 кет = = 1000 дж/сек = 1000 вт.

Универсальная единица давления - ныотон на квадратный метр (н/м) будет применяться вместо разнообразных единиц давления: кГ/м, кГ/см, атм, am, мм вод. ст., мм рт. ст., дин/см, бар и др.

В таблице даны не все, а только наиболее важные ГОСТы и единицы измерения, применяемые в книге. Подробнее о единицах измерения и международной системе единиц СИ см. в литературе, приведенной ниже.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бурду н Г. Д. Единицы физических величин. Стандартгиз, 1960.

2. Б у р д у н Г. Д. Международная система единиц. Измерительная техника, 1960, № 2, 1962 № 1. «Стандартизация», 1962, № 3.

3. Б у р д у н Г. Д. и С т о ц к и й Л. Р. Л1еждународная система единиц. «Среднее специальное образование», 1962, № 3.

4. Б у р д у н Г. Д. и Т ю р и н Н. И. СИ - новая международная система единиц. «Наука и жизнь», 1962, № 5.

5. К а л а ш н и к о в Н. В. и С т о ц к и й Л. Р. Международная система единиц. «Газовая промышленность», 1961, № 12; «Цветные металлы». 1962, № 3; «Горный журнал», 1962, № 4; «Приборостроение», 1962, № 4; «Огнеупоры», 1962, № 5 и др.

6. Стойкий Л. Р. Международная система единиц. «Химическая промышленность», 1962, № 7.

7. Страничка конструктора. «Энергомашиностроение», 1962, № 2.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ

выработка

сжатого

воздуха

Глава I. СВОЙСТВА ВОЗДУХА

Воздух - механическая смесь газов, 2. Состав образующих атмосферу. воз.!1,уха g очень малых количествах в воздухе

содержатся водород и благородные газы - неон, гелий, криптон, ксенон. Чистый воздух содержит от 0,2 до 25 мг пыли на 1 м; в запыленном воздухе содержание пыли может превышать 200 мг.м.

Примерный состав сухого воздуха в процентах:

По массе По объему

Азот N2............... 75,55 78,10

Кислород О-г ............ 23,10 20,93

Аргон Аг.............. 1,10 0,94

Углекислый газ СОг......... 0,05 0,03

В плохо проветриваемых помещениях содержание COj значительно возрастает.

Атмосферный воздух всегда содержит водяные пары, количество которых зависит главным образом от температуры и относительной влажности воздуха. Так, например, при температуре 20" С и относительной влажности 70% атмосферный воздух содержит около 1% паров воды по весу (-1,5 "о по объему), что соответствующим образом изменяет процентное содержание всех остальных газов, составляющих воздушную смесь.

Приведенный состав воздуха мало меняется по высоте от уровня моря до 10 км. На высоте 20 км объемное содержание N2 возрастает до 81 ?о, а О снижается до 18%. На высоте 50 км содержится около 86,8%. N, 10% О2 и 2,896 Но. На высоте 100 км в атмосфере содержится около 3% Ng, Эб.бб Н3 и 1,396 Не.

Величины, характеризующие состояние d. Параметры воздуха, называются его параметрами.

воздуха Параметры воздуха:

/J - давление в н.м [кГ/м, кГ/см]; V - удельный объем в м/кг; Q - плотность (объемная масса) в кг!м\ Т, t - температура в "К, С;

и - внутренняя энергия в дж1кг \ккал1кг\;

i - энтальпия (теплосодержание) в дж/кг 1ккал/кг1;

S - энтропия в дж/ {кг • град) [ккал/ {кг град)].

Давлением (удельным давлением) называется усилие на единицу площади. В системе единиц СИ давление измеряется в ньютонах на квадратный метр. Размерность ньютона кг м/сек. Еще до сих пор применяются единицы измерения давления в атмосферах, миллиметрах водяного, ртутного столба и в барах.

Атмосферное давление воздуха на уровне моря при температуре О С и ясной погоде имеет в среднем величину, равную Ро - 760 мм рт. ст. (101 325 н/м). Состояние воздуха при / = О С и = 760 мм рт. ст. принято считать состоянием при нормальных условиях. С увеличением высоты над уровнем моря давление атмосферного воздуха уменьшается. Зависимость барометрического давления от высоты над уровнем моря определяется уравнением

Я= (18400-]-70Qlg

где Н - высота над уровнем моря в м;

ср - средняя температура столба воздуха в С;

Ро - давление на уровне моря, в среднем равное

760 мм рт. ст. [101 325 н/м]; р - давление на высоте Я в мм рт. ст. [н/ж]. (р и /7р могут быть измерены и в других, но в одних и тех же единицах измерения).

На различных уровнях над морем при 4р = О" С барометрическое давление в среднем имеет следующую величину:

Нем -2000 -1000 -500 О -flOO 4-500+10G0-f2000 -f3000 р в кГ/см 1,33 1,17 1.10 1,033 1,02 0,97 0,91 0,81 0,71 р в н/лА 131 000 115 000 108 000 101325 100 000 95 000 89 300 79 500 69 700

Абсолютное или истинное давление - это полное давление воздуха в сосуде или атмосфере.

В расчетные формулы всегда подставляют абсолютное давление Pasc-12

Избыточное (манометрическое, рабочее) давление равно раз-иосги абсолютного рс и барометрического давления Pfp,

Ризб ~ Рабе Рбар-

Барометрическое давление при обычных условиях в среднем равно 1 am; в этом случае пользуются равенством

Рабе, am ~ Ризб. am >

т. е. если манометр на резервуаре сжатого воздуха показывает давление р„зб = 6 am, то в расчетные формулы обычно подставляют Расс = 7 am, кроме случаев, когда подставляют давление с учетом точного значения барометрического давления:

Рабе = Ризб + Рбар-

Удельный объем или объем единицы массы представляет собой отношение полного объема воздуха {V в м) к его массе (т в кг)

V = - м/кг. т

Величина обратная удельному объему, т. е. объемная масса, называется плотностью:

1 т , , D = - = кг м. v V

Температура - степень нагретости тела, или степень его теплового напряжения.

Для измерения и обозначения температуры применяется шкала термодинамических (абсолютных) температур ( К) и стоградусная шкала ( С) относительных температур. В некоторых странах применяется шкала Фаренгейта ("Р).

Для перевода показаний шкалы Фаренгейта в стоградусную шкалу, называемую обычно шкалой Цельсия, применяются следующие соотношения:

/С = --(°Р-32);

ГР = --/°С + 32.

Ноль стоградусной международной шкалы соответствует температуре плавления льда при pgp = 760 aim рт. ст. (101 325 нл*) и лежит на 273 С выше абсолютного нуля:

7 = / + 273.

Энтальпия воздуха (теплосодержание при постоянном давлении) представляет собой количество тепла, сообщенное 1 кг,

воздуха при постоянном давлении от О С (или от К) до темпера--туры при которой рассматривается энтальпия:

i = (prJ дж/кг [ккал/кг],

где Ср„ - средняя массовая теплоемкость при постоянном давлении в дж/ {кг град) [ккал/ {кг • град)]. Практический интерес представляет изменение (приращение) энтальпии.

Энтропия - параметр воздуха, который определяет, наряду с другими параметрами, его энергетическое состояние; для тепловых процессов имеет такое же значение, как величина удельного объема V для механических процессов; в отличие от температуры, представляющей тепловое напряжение тела, величина энтропии характеризует степень экстенсивности (деградации) тепловой энергии. Аналогично давление р выражает степень механической напряженности тела, а величина удельного объема v - степень экстенсивности механической энергии (работы).

Для решения вопросов, касающихся механической работы, удобно применять диаграммы в системе координат р-v, а для тепловых процессов удобна тепловая или энтропийная диаграмма в системе координат Т - s или i - s.

Математическое выражение энтропии:

As =- ~ дж/ {кг • град) [ккал/ {кг град) ],

где As - приращение энтропии, которое и представляет практический интерес. Энтропия является функцией вероятности, поскольку все реальные, естественные, самопроизвольные, а следовательно, и вероятные процессы (например, расширение) идут с увеличением энтропии.

Вязкость характеризует силы внутрен-4. Физические него трения, обусловленные внутримолеку-свойства воздуха лярным состоянием и оказывающие сопротивление тангенциально.му смещению одного слоя воздуха относительно другого

Величина т, характеризующая силы трения при прямолинейном движении, равна

где / - поверхность соприкасающихся слоев в м;

- - градиент скорости в м/сек • м, т. е. изменение скоро-lis

сти на единицу глубины слоя s;

- коэффициент абсолютной (динамической) вяз-

dw Us

кости в н-сек/м

кГ-сек

Коэф(1)ициент кинематической вязкости (или «кинематическая вязкость») равен отношению коэффициента абсолютной вязкости к плотности е:

V = м-/сек.

С повышением температуры вязкость воздуха возрастает (табл. 2). Для давлений до р = 10-10лг ПО ата] влиянием давления на вязкость можно пренебречь.

Теплопроводность воздуха характеризуется коэффициентом к, который представляет собой количество тепла, которое проходит в 1 ч через слой воздуха поверхностью в 1 при температурном градиенте 1° С/м, т.е. при падении температуры на 1° С на 1 м глубины слоя:

вт/{м-град),

где Q - количество теплоты в дж 1ккал\; F - поверхность слоя в At

--температурный градиент в град/м;

т - время в ч.

Зависимость между различными единицами измерения коэффициента теплопроводности следующая:

Зависимость коэффициента теплопроводности воздуха от температуры выражается следующей формулой:

i nnnifiT (1 I-0,000-94)7 Л = 0,00167 ----j-r=-- к,

ккал {м-ч-град).