Меню

Абсолютное давление газа в баллоне

Давление воздуха или газа: избыточное, абсолютное, дифференциальное, атмосферное.

Несмотря на всю тривиальность и простоту вопроса, случается, что люди не вполне понимают суть понятий «абсолютное давление», «избыточное давление», «дифференциальное давление», (нормальное) «атмосферное давление» и др., путая их или не понимая их не только количественное, но и качественное отличие друг от друга. На этой странице мы решими написать несколько слов о понятии различных давлений. Мы не стремились представить ниже полную информацию по этому вопросу — ее можно без труда найти, например, в Википедии — а старались, наоборот, изложить основной смысл этих понятий кратко.

Абсолютное давление

Понятие «абсолютного давления» относится к способу указания давления относительно точки отсчета. Абсолютное давление — это то давление, для указания которого используется, в качестве точки отсчета, абсолютный вакуум. Предполагается, что не может существовать давления, меньшего, чем абсолютный вакуум — следовательно, относительно него любое давление может быть обозначено положительным числом.

То абсолютное давление, которое находится между абсолютным вакуумом и давлением, которое принято считать имеющемся на уровне моря (нормальное атмосферное давление = 101325 Па &#8776 760 мм ртутного столба ≈ 1 абсолютный бар), является частичным вакуумом.

То абсолютное давление, значение которого выше уровня нормального атмосферного давления, может быть также обозначено как избыточное давление, с точкой отсчета, за которую принято стандартное атмосферное давление. Абсолютное давление равно избыточному давлению плюс атмосферному давлению.

На письме, то, что указывается именно абсолютное давление, иногда подчеркивают литерой а как в русском, так и в английском и немецком языках, например: бар(а). Например, давление на уровне моря примерно составляет 1 бар(а).

Избыточное давление

Понятие избыточного давления также, как и абсолютного давления, относится к точке отсчета для указания давления. Избыточное давление — это то давление, для указания которого используется, в качестве точки отсчета, нормальное атмосферное давление.

Избыточное давление равно абсолютному давлению минус атмосферное давление. Например, давление на уровне моря, которое составляет 1 бар(а), может быть также указано как избыточное давление, составляющее 0 бар(и).

Читайте также:  Ципралекс и артериальное давление

На письме указание на избыточное давление иногда подчеркивается литерой и в русском языке, g в английском (от слова gauge, то есть прибор[ное давление] — т.к. на манометрах обычно отображается именно избыточное давление), и литерой ü в немецком (от слова Überdruck, то есть «сверхдавление»).

Атмосферное давление, нормальное атмосферное давление

Понятие атмосферного давления качественно отличается от понятий избыточного и абсолютного давления, и относится не к точке отсчета, а к месту измерения. Атмосферное давление — это давление, имеющееся в какой-либо точке измерения на Земле. Атмосферное давление может сильно варьироваться в зависимости от высоты и погодных условий. Что касается точки отсчета, то атмосферное давление — всегда абсолютное.

В качестве нормального атмосферного давления приняты, в рамках разных стандартов, разработанных разными организациями, разные значения — наиболее распространенным, однако, является принятие за нормальное атмосферного давления 101325 Па. Среди европейских производителей оборудования принято также условно считать это давление соответствующим 1 бару.

Дифференциальное давление

Дифференциальное давление — это разница между давлением в двух точках измерения. Оно не является ни абсолютным, ни избыточным, и используется обычно как показатель падения давления на каком-либо оборудовании или его составляющем компоненте (чаще всего — на фильтрах для очистки сжатого возудха и газов).

Источник

Основы теплотехники

Примеры решения задач теплотехники

Ниже приведены примеры решения простейших задач с использованием основных законов теплотехники и термодинамики.

Задача

Манометр, установленный на паровом котле, показывает давление 1,8 МПа.
Каково абсолютное давление пара в котле, если атмосферное давление равно 0,099 МПа.

Абсолютное давление определяется, как сумма внешнего (барометрического) и избыточного (манометрического) давлений:

Задача

Вакуумметр показывает разрежение 80 кПа.
Каково абсолютное давление в сосуде, если атмосферное давление по барометру составляет 0,1 МПа?

Задача решается аналогично предыдущей, но в этом случае абсолютное давление в сосуде определяется, как разность между внешним (барометрическим) давлением и избыточным давлением, которое показывает вакуумметр.
Учитывая, что 0,1 МПа равен 100 кПа, получим:

Читайте также:  Давление у ребенка 10 лет 120 на 100
Задача

В баллоне содержится 2 килограмма кислорода при давлении 8,3 МПа и температуре 15˚ С.
Вычислить вместимость (емкость) баллона.
Величину удельной газовой постоянной для кислорода принять равной R = 259,8 Дж/(кг×К).

Абсолютная температура кислорода при 15˚ С будет равна: T = 15 + 273 (К).
Давление в баллоне равно 8,3 МПа, что соответствует 8,3×10 6 Па.

Из уравнения состояния Менделеева — Клайперона получаем:

V = MRT/p = 2 × 259,8(15 + 273)/(8,3×10 6 ) = 0,018 м 3 = 18 л.

Задача

Резервуар вместимостью 4 м 3 заполнен углекислым газом.
Найти массу этого газа и его вес, если избыточное давление, показываемое манометром, присоединенным к резервуару, равно 40 кПа, температура газа — 80˚ С, а атмосферное (барометрическое) давление равно 102,4 кПа.
Удельная газовая постоянная для углекислого газа равна R = 188,9 Дж/(кг×К).

Абсолютное давление углекислого газа в резервуаре равно сумме барометрического и избыточного давлений:

рабс = рб + ризб = 102,4 + 40 = 142,4 кПа = 142,4×103 Па.

Абсолютная температура газа будет равна: Т = 80 + 273 = 353 К.

Применив уравнение Менделеева-Клайперона, определим массу углекислого газа, заключенного в резервуаре:

М = рV/(RT) = 142,4×103 × 4/(188,9 × 353) = 8,53 кг.

Вес газа определяется, как произведение его массы на ускорение свободного падения:

G = Mg = 8,53 × 9,81 = 83,8 Н.

Задача

В продуктах сгорания топлива содержится по объему:
— углекислый газ СО2 – 12,2 %;
— кислород О2 – 7,1 %;
— уклекислота СО – 0,4 %;
— азот N2 – 80,3 %.

Определить для продуктов сгорания (смеси газов) : массовый состав, среднюю молекулярную массу, плотность и газовую постоянную.

Продукты сгорания топлива представляют собой смесь перечисленных выше газов. Молекулярные массы газов, входящих в смесь (справочные данные) :

В соответствии с законом Дальтона найдем среднюю молекулярную массу смеси газов в продуктах сгорания:

где: ri и μi – соответственно объемная доля i-го газа в смеси и его молекулярная масса.

Читайте также:  Давление газопровода в селе

Плотность смеси (при нормальных условиях) определим из соотношения:

Определим массовую долю каждого газа в составе продуктов сгорания из соотношения: mi = μi riсм .

Зная молекулярную массу продуктов сгорания, вычислим удельную газовую постоянную смеси:

где R = 8310 Дж/(кг×К) – универсальная газовая постоянная.

Скачать теоретические вопросы к экзаменационным билетам
по учебной дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники»
(в формате Word, размер файла 68 кБ)

Скачать рабочую программу
по учебной дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники» (в формате Word):

Скачать календарно-тематический план
по учебной дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники» (в формате Word):

Источник

Параметры, уравнение состояния идеального газа

Задача 1. Ртутный вакууметр, присоединенный к сосуду с метаном СН4, показывает разряжение 0,056 МПа. Атмосферное давление по ртутному барометру составляет 768 мм рт. ст. (0,102 МПа). Определить абсолютное давление в сосуде и плотность метана, если температура в сосуде равна 20°С. Показания вакуумметра и барометра приведены к температуре 0°С.

Решение. Абсолютное давление в сосуде определяется по формуле Рабсвак=0,102-0,056=0,046 МПа. Плотность газа находим из уравнения состояния, предварительно определив газовую постоянную:

Задача 2. Баллон с кислородом емкостью 20 л находится под давлением 1,0 МПа при t=15°С. После израсходования части кислорода давление понизилось до 0,76 МПа, а температура уменьшилась до 10°С. Определить массу израсходованного кислорода.

Решение. Из уравнения состояния PV=GRT находим, что до расходования кислорода его масса в баллоне была равна:

После израсходования части кислорода масса его в баллоне будет равна:

следовательно, расход кислорода составит:

Задача 3. Определить удельный объем пропана (С3Н8) как идеального газа при следующих условиях: температура газа t=20°С, манометрическое давление газа в баллоне 5,6 МПа, абсолютное давление газа в помещении равно 0,099 МПа.

Решение. Абсолютное давление газа в баллоне

удельная газовая постоянная пропана

абсолютная температура газа

удельный объем пропана в рассматриваемых условиях

удельный молярный объем пропана при тех же условиях равен:

Источник

Adblock
detector