Химическая технология топлива и углеродных материалов. Cборник задач

131

3.17. Энтальпия водяного пара

Энтальпия насыщенного водяного пара и некоторые другие характеристики приведены в табл. 3.8 [9, табл. П-28]. В табл. 3.9 [9, табл. П-29] представлены энтальпия и теплоемкость перегретого водяного пара.

3.18. Примеры задач по определению энтальпии

Пример 3.1. Определить приращение энтальпии 1 кг жидкого нефтепродукта при нагревании его от 70 до 150 °С, если ρ204 = 0,843.

Решение.

1. Определим для нефтепродукта ρ1515 :

ρ1515 =ρ204 + 5α = 0,843 + 5 0,000712 = 0,847.

2. Определим энтальпию жидкого нефтепродукта при 70 и 150 °С по уравнению (3.2). Значение коэффициента a найдем по табл. 3.3:

a70 = 126,78 кДж/кг, a150 = 291,45 кДж/кг;

Ответ. Приращение энтальпии нефтепродукта равно 179 кДж/кг.

Пример 3.2. Определить энтальпию нефтяной фракции, имеющей молекулярную массу 108 при температуре 427 °С и давлении 7 МПа, если tкр= 290 оС, ρ1515 = 0,765 . Принять коэффициент K = 5,5.

Решение.

1. Определим критическое давление:

Pкр = K Tкр =5,5 290 + 273 = 28,7 105 Па. M 108

2. Определим приведенные параметры:

3. Определим энтальпию нефтепродукта при 427 оС и давлении 1 атм по уравнению (3.4). Значение коэффициента a найдем по табл. 3.5:

a427 = 512,3 кДж/кг;

h0п,427 = a(4 −ρ1515 ) − 308,99 =512,3 (4 − 0,765) − 308,99 =1348,3 кДж/кг.

132

133

Окончание табл. 3.8

135

4. Определим поправку к энтальпии на давление, превышающее атмосферное (см. рис. 3.23):

hM =19 кДж/(кмоль·К),

Tкр

отсюда h =19MTкр =19108563 =99 кДж/кг.

5. Определим энтальпию нефтепродукта при 427 оС и давлении 7 МПа: h7п,427 = h0п,427 − h =1348,3 −99 =1249,3 кДж/кг.

Ответ. Энтальпия нефтяной фракции равна 1249,3 кДж/кг.

Пример 3.3. Определить энтальпию жидкой нефтяной фракции плотности ρ204 = 0,875 при 205 °С. Характеристический фактор K = 11.

Решение.

1. Определим для нефтепродукта ρ1515 :

ρ1515 =ρ204 + 5α = 0,875 + 5 0,000673 = 0,878.

2. Определим энтальпию жидкого нефтепродукта по номограмме (см. рис. 3.3) при характеристическом факторе K = 12:

h0ж,205 = 460 кДж/кг.

3. Определим энтальпию жидкого нефтепродукта при характеристическом факторе K = 11 с учетом поправки на характеристический фактор K

(см. рис. 3.6):

h0ж,205 = 460 0,945 = 435 кДж/кг.

Ответ. Энтальпия нефтепродукта равна 435 кДж/кг.

3.19. Задачи для самостоятельного решения

Задача 3.1. Определить приращение энтальпии 1 кг жидкого нефтепродукта при нагревании его от t1 до t2, если его относительная плотность равна ρ204 . Варианты заданий представлены в табл. 3.10.

Задача 3.2. Определить энтальпию нефтяной фракции, имеющей среднюю при температуре t и давлении P, если критическое давление равно Pкр,

относительная плотность ρ204 . Варианты заданий представлены в табл. 3.11.

Задача 3.3. Определить энтальпию жидкой нефтяной фракции, имеющей относительную плотность ρ204 и характеристический фактор K при температуре

t1 и паров этой фракции при температуре t2 и давлении P. Варианты заданий представлены в табл. 3.12.

136

137

Таблица 3.11

Варианты заданий к задаче 3.2

138

Таблица 3.12

139

где dQ – количество теплоты, передаваемой за время dτ;

F – поверхность сечения, перпендикулярная к направлению теплового

единицу длины х; λ – коэффициент теплопроводности (или удельная теплопроводность).

Из этого закона следует, что коэффициент теплопроводности (часто именуемый кратко «теплопроводность») – это количество тепла, которое проходит в единицу времени через единицу поверхности при разности температур в 1 градус на единицу длины в направлении теплового потока.

Наибольшую теплопроводность имеют твердые вещества (в том числе твердые нефтепродукты), наименьшую – газы и пары, жидкие занимают промежуточное положение.

Теплопроводность нефтепродуктов зависит от их химического состава, фазового состояния, температуры и давления.

4.1.Теплопроводность газов при различных температурах

Втабл. 4.1 [11, табл. 1.15] и табл. 4.2 [2, табл. XV-1] представлены данные по теплопроводности газов при давлении 0,1 МПа и различных температурах.

4.2.График для определения теплопроводности некоторых соединений

взависимости от температуры

Зависимости теплопроводности ряда соединений от температуры приведены на рис. 4.1 [2, рис. XV-7].

4.3. Номограмма для определения теплопроводности газов и паров при атмосферном давлении

Номограммы, приведенные на рис. 4.2 и 4.3 [6, рис. 15 и 16], позволяют определить коэффициенты теплопроводности газов и паров при атмосферном давлении. Для определения этих коэффициентов по табл. 4.3 и 4.4 находят координаты x и y соответствующего вещества.