Основные законы газового состояния
Физическое состояние газа зависит от основных параметров: давления, объема и температуры, которые в процессе транспортировки и хранения газа могут изменяться. Эти параметры взаимосвязаны следующими газовыми законами. При постоянной температуре произведение объема на давление есть величина постоянная (закон Бойля-Мариотта)
P1 · V1 = P2 · V2 = const,
где P1и P2 — давление газа до и после изменения; V1 и V2 — объем газа до и после изменения.
Так как при сжатии или расширении газа изменяется только его плотность и объем, а масса остается постоянной:
то соответственно
т.е. объемы газа при постоянной температуре обратно пропорциональны, а плотность газа прямо пропорциональна его давлению.
По закону Гей-Люссака объем газа при постоянном давлении пропорционален его абсолютной температуре, а плотности газа обратно пропорциональны
Обобщение законов Бойля-Мариотта и Гей-Люссака дает общее математическое уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева)
P· V = R·T,
где Р — абсолютное давление идеального газа, Па; V — объем идеального газа, м3; R — газовая постоянная (характеризует работу расширения единицы количества газа (1 кг) при нагревании на 1 К при постоянном давлении); для газовой смеси R = 8314/ Мср, Дж/(кг· К); Т— абсолютная температура газа, К.
Для газов высокого давления (при транспорте по магистральным трубопроводам) вводится коэффициент сжимаемости газа z
P· V = z·R·T
В практике хранения и транспорта газа различают рабочие, нормальные и стандартные условия состояния газа в момент измерения газа при давлении Р и температуре t (°C).
Нормальныминазывают условия состояния газа при t = О °С и 760 мм рт. ст., стандартными называют условия состояния газа при 20 °С и 760 мм рт. ст.
Объем газа к нормальным условиям приводят по уравнению
к стандартнымусловиям
где V0 — объем газа при 0 °С и 760 мм рт. ст, м3; V20 — при 20 °С, м3; Vp— объем газа в рабочих условиях, м3; Р — абсолютное давление газа в рабочих условиях, мм рт. ст.; Т— абсолютная температура газа в рабочих условиях, К.
Пересчет объемов газа, приведенных к нормальным и стандартным условиям, в объемы при других (рабочих) условиях производят по формулам
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 2022;