Расчет диффузионных процессов в многокомпонентных углеводородных газовых смесях в воздух

D(3,7) = 0,00252; D(4,1) = 0,00010; D(4,2) = -0,00059; D(4,3) = 0,00234;

D(4,4) = 0,10630; D(4,5) = 0,00392; D(4,6) = 0,00480; D(4,7) = 0,00228;

D(5,1) = 0,00085; D(5,2) = -0,00041; D(5,3) = 0,00146; D(5,4) = 0,00230;

D(5,5) = 0,08308; D(5,6) = 0,00309; D(5,7) = 0,00146; D(6,1) = 0,00005;

D(6,2) = -0,00030; D(6,3) = 0,00092; D(6,4) = 0,00146; D(6,5) = 0,00161;

D(6,6) = 0,07825; D(6,7) = 0,00092; D(7,1) = 0,00001; D(7,2) = -0,00009;

D(7,3) = 0,00030; D(7,4) = 0,00047; D(7,5) = 0,00051; D(7,6) = 0,00061;

D(7,7) = 0,13971 см²/с.

МКМД смеси Air(1) - 0,7240СН4(2) + 0,0930С2Н6(3) + 0,0780С3Н8(4) + 0,0490n - С4Н10(5) + 0,0305n - С5Н12(6) + 0,0100СО2(7) + 0,0155N2(8) для независимых потоков и градиентов первых семи компонентов (цифры после химического символа газа) при Т=773К, Р=30МПа:

D(1,1) = 0,00129; D(1,2) = -0,00007; D(1,3) = 0,00017; D(1,4) = 0,00027;

D(1,5) = 0,00032; D(1,6) = 0,00037; D(1,7) = 0,00013; D(2,1) = 0,00000;

D(2,2) = 0,00138; D(2,3) = 0,00011; D(2,4) = 0,00018; D(2,5) = 0,00021;

D(2,6) = 0,00024; D(2,7) = 0,00009; D(3,1) = 0,00000; D(3,2) = -0,00001;

D(3,3) = 0,00098; D(3,4) = 0,00002; D(3,5) = 0,00003; D(3,6) = 0,00003;

D(3,7) = 0,00001; D(4,1) = 0,00000; D(4,2) = -0,00001; D(4,3) = 0,00001;

D(4,4) = 0,00078; D(4,5) = 0,00003; D(4,6) = 0,00003; D(4,7) = 0,00001;

D(5,1) = 0,00000; D(5,2) = 0,00000; D(5,3) = 0,00001; D(5,4) = 0,00001;

D(5,5) = 0,00069; D(5,6) = 0,00002; D(5,7) = 0,00001; D(6,1) = 0,00000;

D(6,2) = 0,00000; D(6,3) = 0,00000; D(6,4) = 0,00001; D(6,5) = 0,00001;

D(6,6) = 0,00059; D(6,7) = 0,00000; D(7,1) = 0,00000; D(7,2) = 0,00000;

D(7,3) = 0,00000; D(7,4) = 0,00000; D(7,5) = 0,00000; D(7,6) = 0,00000;

D(7,7) = 0,00103 см²/с.

Анализируя результаты нетрудно обратить внимание на количество коэффициентов диффузии в методе ЭКД и МКМД. Как видно из приведенных данных диффузию в системах по числу необходимых коэффициентов гораздо легче и проще описать используя метод ЭКД, чем МКМД. Также при возникновении надобности экспериментальной проверки данных расчета, измерение ЭКД реально, а МКМД невозможно по причине отсутствия соответствующей методики..

Как видно из расчетов, ЭКД всех газов за интервал времени в 360 минут практически не изменились (в пределах 1-3%), хотя изменение концентраций в колбах достигло значений близких к равновесным. Такое их поведение объяснимо тем, что КВД этих газов в воздух отличаются незначительно.

2.6 Выводы по разделу 2

Предложена методика расчета диффузионного процесса в многокомпонентных газовых смесях в двухколбовом аппарате на языке программирования Borland Delphі. Методика прошла апробацию и может с успехом применяться на практике при описании многокомпонентного массопереноса.

Проведен расчет диффузионного процесса в двухколбовом аппарате для тройной системы Air - CH4 - C2H6 в зависимости от концентрации и для смеси С3Н8 + С4Н10 - Air с изменением температуры и давления. Определены ЭКД и МКМД компонентов в зависимости от концентрации. Исследования позволяют дать оценку поведению газов при малых концентрациях того или иного компонента в бинарной смеси. При увеличении термодинамических параметров расчет показал изменение данных в интервале 1-3%.

Проведен вычислительный эксперимент для многокомпонентной системы: 1. Air - 0,936CH4 + 0,032C2H6 + 0,028C3H8 + 0,004C4H10; 2. Air-0,8531CH4 + 0,0581C2H6 + 0,0536C3H8 + 0,0200n-C4H10 + 0,0018n-C5H12 + 0,0044CO2 + 0,0090N2; 3. Air - 0,7240СН4 + 0,0930С2Н6 + 0,0780С3Н8 + 0,0490n-С4Н10 + 0,0305n-С5Н12 + 0,0100СО2 + 0,0155N2 (при нормальных условиях и Т=773К, Р=30МПа). Вычисленные с помощью программы Stef.exe значения ЭКД хорошо описывают эксперимент и согласуются с рассчитанными ранее по методике, описанной в работе [14] (среднее отклонение составляет 4-5%). Совпадение нашего расчета с другими методиками, в основном, в пределах погрешности измерений свидетельствует, что методика определения диффузионных характеристик, предложенная нами, может с успехом применяться к различным массообменным процессам.

Определены ЭКД и МКМД компонентов в зависимости от концентрации, также при измененных параметрах. Анализ полученных результатов показал, что расчет диффузии упрощается, если воспользоваться методом ЭКД.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Освоена методика расчета по разработанной программе на языке Borland Delphi диффузионного процесса в двухколбовом аппарате и апробирована на ряде хорошо изученных многокомпонентных системах.

2. Проведен вычислительный эксперимент для технически важных многокомпонентных газовых смесей, содержащих углеводороды.

3. Определены ЭКД и МКМД исследуемых многокомпонентных систем. Необходимо отметить, что точность наших вычислительных данных находится в пределах точности экспериментов (4-9 %). Совпадение нашего расчета с другими методиками, свидетельствует, что предложенная программа, может с успехом применяться к различным массообменным технологическим процессам.

Результаты работы могут найти применение при расчетах диффузионных процессов в многокомпонентных системах и будут полезны при изучении особенностей многокомпонентного массопереноса.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гиршфельдер Д., Кертисс Ч., Берд. Молекулярная теория газов и жидкостей: Пер. с анг.- М.: ИЛ, 1961. - С.932

2. Wang - Chang C.S. Uhlenbeck G/F/ Transport Phenomena in Polyatomik Molecules, University of Michigan Publication, CM, 1985. - С.681

3. Toor H.L. Diffusion in three component gas mixture // A. I. Ch. E. Journal.- 1957.- V.3. - Р.38-41

4. Селезнев В.Д., Смирнов В.Г. Диффузия трехкомпонентной смеси газов в системе двух колб // ЖТФ.- 1981.- Т.51, №4. - С.975 - 980

5. Andrew S.P. A simple method of measurements gaseous diffusion coefficients // Chem.Eng.Sci. -1955. - V.4. - Р.269-272

6. Kramers H.A., Kistemaker J. On the slip of diffusion gas mixture along a wall\\phys.-1943.-V. № 8. - Р.699-713

7. Суетин П.Е. Бароэффект при взаимной диффузии газов// ЖТФ.-1964.- Т34, №6. - С.1107-1114

8. Адибаев Б.М, Косов Н.Д., Новосад З.И. Бароэффект при взаимной диффузии в некоторых четырехкомпонентных газовых смесях // Диффузия в газах и жидкостях.- Алма-Ата, 1974. - С.36-40

9. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Белов С.М., Семидоцкая Н.И. О применении метода эффективных коэффициентов к диффузии в многокомпонентных газовых смесях при повышенных давлениях Тепломассоперенос в жидкостях и газах.- Алма-Ата, 1982. - С.3-12

10. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д. и др. Расчет диффузионного процесса в двухколбовом аппарате для случая многокомпонентной газовой смеси// Каз.у-т, НИИЭТФ.- Алматы, 1995. - С.26

11. Нoвoсaд З.И., Косов Н.Д. Истинные коэффициенты диффузии трехкомпонентных газовых смесей//Физика.- Алма-Ата,1970. - Вып.1. - С.130

12. Косов Н.Д., Жаврин Ю.И., Новосад З.И. Диффузия в многокомпонентных газовых смесях // Теплофизические свойства веществ и материалов. - М.: Изд-во Стандартов, 1982. - Вып.17. - С.86-112

13. Новосад З.И., Косов Н.Д. Эффективные коэффициенты диффузии трехкомпонентных газовых смесей гелия, аргона, и углекислого газа // ЖТФ.- 1970. - Т. 40, №11. - С.2368-2375

14. Жаврин Ю.И., Косов В.Н. Некоторые особенности динамики неустойчивого диффузионного массопереноса в изотермических трехкомпонентных газовых смесях // Теплофизика и аэромеханика. - 1995. - Т.2, № 2. - С.145-151

15. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Новосад З.И. Расчет эквимолярной диффузии в многокомпонентных газовых смесях методом эффективных коэффициентов// Диффузия в газах и жидкостях. - Алма-Ата, 1974. - С.12-19

16. Айткожаев А.З., Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Курмакаев Ф.З. Таблицы рекомендуемых справочных данных // (Водород +аммиак) - азот. Эффективные коэффициенты диффузии компонентов при температуре 298,0 К в области давлений от 1,0 до 5,0 МПа и концентраций газов в исходных бинарных смесях от 0,1 до 0,9 мольных долей. - Москва, 1989. - С.26-34

17. Айткожаев А.З., Болотов И.В., Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Курмакаев Ф.З. Таблицы рекомендуемых справочных данных // Система водород - азот - аргон. Эффективные коэффициенты диффузии компонентов при температуре 298,0 К в области давлений от 1,0 до 5,0 МПа и концентраций газов в исходных бинарных смесях от 0,1 до 0,9 мольных долей. - Москва, 1989. - С.26-34

18. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Косов В.Н., Красиков С.А., Бычков А.Г. Расчет диффузионного процесса в двухколбовом аппарате для случая многокомпонентной газовой смеси / Каз. ун-т., НИИ ЭТФ. - Алматы, 1995. - С.26 - Деп. в КазГосИНТИ 05.07.95, №6239. Ка-95.

19. Теплотехнические расчеты процессов транспорта и регазификации природных газов (Справочное пособие). - М.:«Недра», 1980. - С.125

20. Dunkan J.B., Toor H.L. An experіmental study of three component gas dіffusіon // A.І. Chem. E. Journal. - 1962. - V.8, № 1. - P.38-41

21. Жаврин Ю.И., Жаврин В.Ю., Косов В.Н., Поярков И.В. Расчет многокомпонентного массопереноса в двухколбовом аппарате с применением языка программирования Delphi // Вестник КазНУ, серия физическая. - Алматы, 2006. - №2(22). - С.72-79

22. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2-е изд. перераб. и допол. - М.: Наука, 1972. - С.720

23. Солоницын Б.П. Исследование температурной зависимости коэффициентов взаимной диффузии газов стационарным проточным методом: Автореферат дис. канд. физ.-мат. наук. - Алма-Ата, 1979. - С.23

24. Селезнев В.Д., Ивакин Б.А., Лойко А.Э. и др. Диффузия в бинарной смеси разреженных и плотных газов // Теплофизические свойства веществ и материалов. - М.: Изд-во Стандартов, 1982. - Вып.17. - С.24-43

25. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Новосад З.И. Измерение взаимных коэффициентов диффузии метана в некоторые газы с применением хроматографического метода анализа // Прикладная и теоретическая физика. - Алма-Ата, 1973. - Вып.5. - С.149-153

26. Косов В.Н., Жаврин Ю.И. Коэффициенты диффузии некоторых бинарных и трехкомпонентных газовых смесей, содержащих фреон-12 // Теплофизические свойства веществ и материалов. - М.: Изд-во Стандартов, 1989. - Вып.28. - С.112-122

27. Жаврин Ю.И., Косов В.Н., Кульжанов Д.У., Поярков И.В., Егорова М.А. Диффузия бинарной смеси газов в чистый компонент // Вестник КазНУ серия физическая. - Алматы. - 2007, №1(23). - С.73-80

28. Тирский Г.А. Вычисление эффективных коэффициентов диффузии в ламинарном диссоциированном многокомпонентном пограничном слое // ПММ. - 1969, Вып.1. - С.180-182

29. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Новосад З.И. Описание нестационарной диффузии в многокомпонентных газовых смесях методом эффективных коэффициентов //ЖФХ. - 1975. - Т.49, №3. - С.706-709

30. Загорученко В.А., Бикчентай Р.Н., Вассерман А.А. и др. Теплотехнические расчеты процессов транспорта и регазификации природных газов // Справочное пособие. - М., Недра. - 1980. - С.320

31. Кульжанов Д.У., Сериков Т.П., Жаврин Ю.И., Косов В.Н. Исследование диффузии бинарной смеси водорода с метаном в воздух // Нефть и газ. - 2001, №2. - С.66-72

32. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса: Пер. с англ. - М.: Химия, 1974. - С.688

33. Айткожаев А.З., Бычков А.Г., Жаврин Ю.И. и др. Исследование диффузии в системе (водород + метан) - воздух при различных давления и концентрациях компонентов бинарной смеси // Каз. ун-т, НИИ ЭТФ. - Алма - Ата, 1993. - С.22 - Деп. В КазНИИНКИ 15.01.93, №3984. Ка - 93.

34. Жаврин Ю.И., Поярков И.В., Егорова М.А., Котелевская Е.А., Торопыгина А.В. Диффузия некоторых многокомпонентных углеводородных газовых смесей в воздух // Вестник КазНУ, серия физическая. - Алматы, 2007. - № 2(24). - С.8-12

35. Жаврин Ю.И., Поярков И.В., Егорова М.А. Эффективные коэффициенты диффузии в газовых системах, содержащих воздух, водород, метан, этан и пропан // Сборник трудов 5-ой Международной научной конференции «Современные достижения физики и фундаментальное физическое образование» Казахстан, Алматы, 9-12 октября 2007 г. - Алматы, 2007. - С.60-62

36. Бекетаева М.Т. Исследование диффузии углеводородной газовой смеси метана и этана при различных концентрациях в воздух // Сборник тезисов 3-его Международного конгресса студентов и молодых ученых «Мир науки», Алматы, 23-30 апреля 2009 г. - Алматы, 2009. - С.38

37. Бекетаева М.Т. Исследование диффузии углеводородной газовой смеси в воздух с изменением температуры и давления // Сборник тезисов Международной конференции студентов и молодых ученых «Мир науки», Алматы, 19-22 апреля 2010 г. - Алматы, 2010. - С.15

38. Еременко Н. А. Геология нефти и газа.- М., 1968.- С.139

39. Базлов М. Н., Жуков А. И., Алексеев Т. С. Подготовка природного газа и конденсата к транспорту.- М., 1968.- С.267

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВНЕШНИЙ ВИД ЭКРАНА ПРИ ВВОДЕ ДАННЫХ И ТЕКСТ ФАЙЛА ОТЧЕТА С РЕЗУЛЬТАТАМИ ВЫЧИСЛЕНИЙ [20] ДЛЯ СИСТЕМЫ Air - 0,7240СН4 + 0,0930С2Н6 + 0,0780С3Н8 + 0,0490n - С4Н10 + 0,0305n - С5Н12 + 0,0100СО2 + 0,0155N2 (при Т=773К и Р=30МПа)

Расчет диффузии в двухколбовом аппарате

***************************************

Введите число компонентов - 8

Обзовите газы по номерам :

1 - Air

2 - CH4

3 - C2H6

4 - C3H8

5 - C4H10

6 - C5H12

7 - CO2

8 - N2

Введите число газов в верхней колбе - 1

Введите число газов в нижней колбе - 7

Введите начальное распределение концентраций газов

(N газа . концентрация в мольных долях <Enter>)

Концентрация компонентов в верхней колбе :

-1.1.0

Концентрация компонентов в нижней колбе :

-2.0.7240

-3.0.0930

-4.0.0780

-5.0.0490

-6.0.0305

-7.0.0100

-8.0.0155

Введите коэффициенты взаимной диффузии, см2/с (P норм, атм.):

D(1,2) = 0.045

D(1,3) = 0.030

D(2,3) = 0.034

D(1,4) = 0.024

D(2,4) = 0.027

D(3,4) = 0.018

D(1,5) = 0.021

D(2,5) = 0.024

D(3,5) = 0.016

D(4,5) = 0.012

D(1,6) = 0,018

D(2,6) = 0,021

D(3,6) = 0,014

D(4,6) = 0,011

D(5,6) = 0,009

D(1,7) = 0.033

D(2,7) = 0.036

D(3,7) = 0.024

D(4,7) = 0.018

D(5,7) = 0.016

D(6,7) = 0,014

D(1,8) = 0.041

D(2,8) = 0.045

D(3,8) = 0.030

D(4,8) = 0.024

D(5,8) = 0.021

D(6,8) = 0,018

D(7,8) = 0.032

Введите постоянную прибора в см2 - 2500

Атмосферное давление в мм. рт. ст. - 760

Давление в кгс/см2 :

P_нач - 0

P_кон - 30

Шаг по давлению - 30

Введите начальное время для вывода в минутах - 0

Введите конечное время для вывода в минутах - 150

Интервал вывода в минутах - 15

< Ввод данных завершен. Для начала расчета используйте Ctrl+E >

--------------------------------------------------------

Результаты расчета

--------------------------------------------------------

Избыточное давление по манометру P = 0 кгс/см2 ( 0 МПа )

Коэффициент перевода давления Kp = 1

М к м д , см2/с (для условий опыта) :

D(1,1) = 0,03881 ; D(1,2) = -0,00197 ; D(1,3) = 0,00525 ;

D(1,4) = 0,00812 ; D(1,5) = 0,00961 ; D(1,6) = 0,01115 ;

D(1,7) = 0,00382 ; D(2,1) = 0,00000 ; D(2,2) = 0,04148 ;

D(2,3) = 0,00338 ; D(2,4) = 0,00555 ; D(2,5) = 0,00642 ;

D(2,6) = 0,00726 ; D(2,7) = 0,00284 ; D(3,1) = 0,00000 ;

D(3,2) = -0,00024 ; D(3,3) = 0,02932 ; D(3,4) = 0,00071 ;

D(3,5) = 0,00083 ; D(3,6) = 0,00093 ; D(3,7) = 0,00036 ;

D(4,1) = 0,00000 ; D(4,2) = -0,00019 ; D(4,3) = 0,00037 ;

D(4,4) = 0,02355 ; D(4,5) = 0,00079 ; D(4,6) = 0,00081 ;

D(4,7) = 0,00040 ; D(5,1) = 0,00000 ; D(5,2) = -0,00013 ;

D(5,3) = 0,00022 ; D(5,4) = 0,00042 ; D(5,5) = 0,02059 ;

D(5,6) = 0,00057 ; D(5,7) = 0,00024 ; D(6,1) = 0,00000 ;

D(6,2) = -0,00009 ; D(6,3) = 0,00013 ; D(6,4) = 0,00022 ;

D(6,5) = 0,00031 ; D(6,6) = 0,01779 ; D(6,7) = 0,00014 ;

D(7,1) = -0,00001 ; D(7,2) = -0,00002 ; D(7,3) = 0,00005 ;

D(7,4) = 0,00009 ; D(7,5) = 0,00010 ; D(7,6) = 0,00011 ;

D(7,7) = 0,03093 ;

--------------------------------------------------------

|имя |концентрации |разность |мгновен. |интегр. |

|газа|компонентов, |концен., |значения |значения |

| |мольные доли |мольные |эффект. |эффект. |

| |------------------|доли |коэфф. |коэфф. |

| |верхняя |нижняя | |диффузии,|диффузии |

| |колба |колба | |см2/с |см2/с |

-------------------------------------------------------

t = 0 мин

| Air| 1,00000 | 0,00000 | 1,00000 | 0,03826 | 0,03826 |

| CH4| 0,00000 | 0,72400 |-0,72400 | 0,04329 | 0,04329 |

|C2H6| 0,00000 | 0,09300 |-0,09300 | 0,02885 | 0,02885 |

|C3H8| 0,00000 | 0,07800 |-0,07800 | 0,02311 | 0,02311 |

|C4H10|0,00000 | 0,04900 |-0,04900 | 0,02012 | 0,02012 |

|C5H12|0,00000 | 0,03050 |-0,03050 | 0,01705 | 0,01705 |

| CO2| 0,00000 | 0,01000 |-0,01000 | 0,03172 | 0,03172 |

| N2 | 0,00000 | 0,01550 |-0,01550 | 0,03935 | 0,03935 |

t = 15 мин

| Air| 0,99316 | 0,00684 | 0,98632 | 0,03825 | 0,03825 |

| CH4| 0,00560 | 0,71840 |-0,71280 | 0,04330 | 0,04330 |

|C2H6| 0,00048 | 0,09252 |-0,09204 | 0,02886 | 0,02885 |

|C3H8| 0,00032 | 0,07768 |-0,07735 | 0,02312 | 0,02312 |

|C4H10|0,00018 | 0,04882 |-0,04865 | 0,02014 | 0,02013 |

|C5H12|0,00009 | 0,03041 |-0,03031 | 0,01706 | 0,01706 |

| CO2| 0,00006 | 0,00994 |-0,00989 | 0,03173 | 0,03172 |

| N2 | 0,00011 | 0,01539 |-0,01528 | 0,03937 | 0,03936 |

t = 30 мин

| Air| 0,98642 | 0,01358 | 0,97284 | 0,03823 | 0,03825 |

| CH4| 0,01111 | 0,71289 |-0,70178 | 0,04332 | 0,04330 |

|C2H6| 0,00096 | 0,09204 |-0,09109 | 0,02887 | 0,02886 |

|C3H8| 0,00064 | 0,07736 |-0,07671 | 0,02313 | 0,02312 |

|C4H10|0,00035 | 0,04865 |-0,04829 | 0,02015 | 0,02014 |

|C5H12|0,00019 | 0,03031 |-0,03013 | 0,01708 | 0,01706 |

| CO2| 0,00011 | 0,00989 |-0,00977 | 0,03174 | 0,03173 |

| N2 | 0,00022 | 0,01528 |-0,01507 | 0,03938 | 0,03937 |

t = 45 мин

| Air| 0,97977 | 0,02023 | 0,95954 | 0,03822 | 0,03824 |

| CH4| 0,01654 | 0,70746 |-0,69092 | 0,04333 | 0,04331 |

|C2H6| 0,00143 | 0,09157 |-0,09015 | 0,02889 | 0,02887 |

|C3H8| 0,00096 | 0,07704 |-0,07608 | 0,02315 | 0,02313 |

|C4H10|0,00053 | 0,04847 |-0,04795 | 0,02016 | 0,02014 |

|C5H12|0,00028 | 0,03022 |-0,02994 | 0,01710 | 0,01707 |

| CO2| 0,00017 | 0,00983 |-0,00966 | 0,03175 | 0,03174 |

| N2 | 0,00032 | 0,01518 |-0,01485 | 0,03939 | 0,03937 |

t = 60 мин

| Air| 0,97322 | 0,02678 | 0,94643 | 0,03821 | 0,03823 |

| CH4| 0,02189 | 0,70211 |-0,68022 | 0,04334 | 0,04332 |

|C2H6| 0,00189 | 0,09111 |-0,08921 | 0,02890 | 0,02887 |

|C3H8| 0,00128 | 0,07672 |-0,07544 | 0,02316 | 0,02313 |

|C4H10|0,00070 | 0,04830 |-0,04760 | 0,02018 | 0,02015 |

|C5H12|0,00037 | 0,03013 |-0,02976 | 0,01711 | 0,01708 |

| CO2| 0,00022 | 0,00978 |-0,00955 | 0,03177 | 0,03174 |

| N2 | 0,00043 | 0,01507 |-0,01465 | 0,03941 | 0,03938 |

t = 75 мин

| Air| 0,96675 | 0,03325 | 0,93351 | 0,03819 | 0,03823 |

| CH4| 0,02716 | 0,69684 |-0,66969 | 0,04336 | 0,04332 |

|C2H6| 0,00236 | 0,09064 |-0,08829 | 0,02891 | 0,02888 |

|C3H8| 0,00159 | 0,07641 |-0,07482 | 0,02317 | 0,02314 |

|C4H10|0,00087 | 0,04813 |-0,04725 | 0,02019 | 0,02016 |

|C5H12|0,00046 | 0,03004 |-0,02958 | 0,01713 | 0,01709 |

| CO2| 0,00028 | 0,00972 |-0,00944 | 0,03178 | 0,03175 |

| N2 | 0,00053 | 0,01497 |-0,01444 | 0,03942 | 0,03939 |

t = 90 мин

| Air| 0,96038 | 0,03962 | 0,92076 | 0,03818 | 0,03822 |

| CH4| 0,03234 | 0,69166 |-0,65931 | 0,04337 | 0,04333 |

|C2H6| 0,00281 | 0,09019 |-0,08737 | 0,02893 | 0,02889 |

|C3H8| 0,00190 | 0,07610 |-0,07420 | 0,02318 | 0,02315 |

|C4H10|0,00104 | 0,04796 |-0,04691 | 0,02021 | 0,02016 |

|C5H12|0,00055 | 0,02995 |-0,02939 | 0,01715 | 0,01710 |

| CO2| 0,00033 | 0,00967 |-0,00934 | 0,03179 | 0,03175 |

| N2 | 0,00063 | 0,01487 |-0,01424 | 0,03943 | 0,03939 |

t = 105 мин

| Air| 0,95410 | 0,04590 | 0,90820 | 0,03816 | 0,03821 |

| CH4| 0,03745 | 0,68655 |-0,64910 | 0,04339 | 0,04334 |

|C2H6| 0,00327 | 0,08973 |-0,08647 | 0,02894 | 0,02889 |

|C3H8| 0,00221 | 0,07579 |-0,07358 | 0,02320 | 0,02315 |

|C4H10|0,00121 | 0,04779 |-0,04657 | 0,02022 | 0,02017 |

|C5H12|0,00064 | 0,02986 |-0,02921 | 0,01716 | 0,01711 |

| CO2| 0,00038 | 0,00962 |-0,00923 | 0,03180 | 0,03176 |

| N2 | 0,00073 | 0,01477 |-0,01403 | 0,03945 | 0,03940 |

t = 120 мин

| Air| 0,94790 | 0,05210 | 0,89581 | 0,03815 | 0,03821 |

| CH4| 0,04248 | 0,68152 |-0,63904 | 0,04340 | 0,04334 |

|C2H6| 0,00371 | 0,08929 |-0,08557 | 0,02895 | 0,02890 |

|C3H8| 0,00252 | 0,07548 |-0,07297 | 0,02321 | 0,02316 |

|C4H10|0,00138 | 0,04762 |-0,04623 | 0,02023 | 0,02018 |

|C5H12|0,00073 | 0,02977 |-0,02903 | 0,01718 | 0,01711 |

| CO2| 0,00044 | 0,00956 |-0,00913 | 0,03182 | 0,03177 |

| N2 | 0,00083 | 0,01467 |-0,01384 | 0,03946 | 0,03941 |

t = 135 мин

| Air| 0,94179 | 0,05821 | 0,88359 | 0,03814 | 0,03820 |

| CH4| 0,04744 | 0,67656 |-0,62913 | 0,04341 | 0,04335 |

|C2H6| 0,00416 | 0,08884 |-0,08469 | 0,02897 | 0,02891 |

|C3H8| 0,00282 | 0,07518 |-0,07236 | 0,02322 | 0,02317 |

|C4H10|0,00155 | 0,04745 |-0,04590 | 0,02025 | 0,02019 |

|C5H12|0,00082 | 0,02968 |-0,02885 | 0,01720 | 0,01712 |

| CO2| 0,00049 | 0,00951 |-0,00902 | 0,03183 | 0,03177 |

| N2 | 0,00093 | 0,01457 |-0,01364 | 0,03948 | 0,03941 |

t = 150 мин

| Air| 0,93577 | 0,06423 | 0,87154 | 0,03812 | 0,03819 |

| CH4| 0,05231 | 0,67169 |-0,61937 | 0,04343 | 0,04336 |

|C2H6| 0,00460 | 0,08840 |-0,08381 | 0,02898 | 0,02891 |

|C3H8| 0,00312 | 0,07488 |-0,07176 | 0,02323 | 0,02317 |

|C4H10|0,00172 | 0,04728 |-0,04556 | 0,02026 | 0,02019 |

|C5H12|0,00091 | 0,02959 |-0,02868 | 0,01721 | 0,01713 |

| CO2| 0,00054 | 0,00946 |-0,00892 | 0,03184 | 0,03178 |

| N2 | 0,00103 | 0,01447 |-0,01345 | 0,03949 | 0,03942 |

--------------------------------------------------------

Избыточное давление по манометру P = 30 кгс/см2 ( 29,43 МПа )

Коэффициент перевода давления Kp = 0,033275

М к м д , см2/с (для условий опыта) :

D(1,1) = 0,00129 ; D(1,2) = -0,00007 ; D(1,3) = 0,00017 ;

D(1,4) = 0,00027 ; D(1,5) = 0,00032 ; D(1,6) = 0,00037 ;

D(1,7) = 0,00013 ; D(2,1) = 0,00000 ; D(2,2) = 0,00138 ;

D(2,3) = 0,00011 ; D(2,4) = 0,00018 ; D(2,5) = 0,00021 ;

D(2,6) = 0,00024 ; D(2,7) = 0,00009 ; D(3,1) = 0,00000 ;

D(3,2) = -0,00001 ; D(3,3) = 0,00098 ; D(3,4) = 0,00002 ;

D(3,5) = 0,00003 ; D(3,6) = 0,00003 ; D(3,7) = 0,00001 ;

D(4,1) = 0,00000 ; D(4,2) = -0,00001 ; D(4,3) = 0,00001 ;

D(4,4) = 0,00078 ; D(4,5) = 0,00003 ; D(4,6) = 0,00003 ;

D(4,7) = 0,00001 ; D(5,1) = 0,00000 ; D(5,2) = 0,00000 ;

D(5,3) = 0,00001 ; D(5,4) = 0,00001 ; D(5,5) = 0,00069 ;

D(5,6) = 0,00002 ; D(5,7) = 0,00001 ;D(6,1) = 0,00000 ;

D(6,2) = 0,00000 ; D(6,3) = 0,00000 ; D(6,4) = 0,00001 ;

D(6,5) = 0,00001 ; D(6,6) = 0,00059 ; D(6,7) = 0,00000 ;

D(7,1) = 0,00000 ; D(7,2) = 0,00000 ; D(7,3) = 0,00000 ;

D(7,4) = 0,00000 ; D(7,5) = 0,00000 ; D(7,6) = 0,00000 ;

D(7,7) = 0,00103 ;

--------------------------------------------------------

|имя |концентрации |разность |мгновен. |интегр. |

|газа|компонентов, |концен., |значения |значения |

| |мольные доли |мольные |эффект. |эффект. |

| |-------------------|доли |коэфф. |коэфф. |

| |верхняя |нижняя | |диффузии,|диффузии,|

| |колба |колба | |см2/с |см2/с |

--------------------------------------------------------

t = 0 мин

| Air| 1,00000 | 0,00000 | 1,00000 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00000 | 0,72400 |-0,72400 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00000 | 0,09300 |-0,09300 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00000 | 0,07800 |-0,07800 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00000 | 0,04900 |-0,04900 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00000 | 0,03050 |-0,03050 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00000 | 0,01000 |-0,01000 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00000 | 0,01550 |-0,01550 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 15 мин

| Air| 0,99977 | 0,00023 | 0,99954 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00019 | 0,72381 |-0,72362 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00002 | 0,09298 |-0,09297 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00001 | 0,07799 |-0,07798 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00001 | 0,04899 |-0,04899 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00000 | 0,03050 |-0,03049 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00000 | 0,01000 |-0,01000 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00000 | 0,01550 |-0,01549 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 30 мин

| Air| 0,99954 | 0,00046 | 0,99908 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00038 | 0,72362 |-0,72325 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00003 | 0,09297 |-0,09294 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00002 | 0,07798 |-0,07796 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00001 | 0,04899 |-0,04898 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00001 | 0,03049 |-0,03049 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00000 | 0,01000 |-0,00999 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00001 | 0,01549 |-0,01549 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 45 мин

| Air| 0,99931 | 0,00069 | 0,99863 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00056 | 0,72344 |-0,72287 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00005 | 0,09295 |-0,09290 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00003 | 0,07797 |-0,07794 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00002 | 0,04898 |-0,04896 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00001 | 0,03049 |-0,03048 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00001 | 0,00999 |-0,00999 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00001 | 0,01549 |-0,01548 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 60 мин

| Air| 0,99908 | 0,00092 | 0,99817 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00075 | 0,72325 |-0,72250 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00006 | 0,09294 |-0,09287 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00004 | 0,07796 |-0,07791 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00002 | 0,04898 |-0,04895 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00001 | 0,03049 |-0,03048 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00001 | 0,00999 |-0,00998 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00001 | 0,01549 |-0,01547 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 75 мин

| Air| 0,99886 | 0,00114 | 0,99771 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00094 | 0,72306 |-0,72213 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00008 | 0,09292 |-0,09284 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00005 | 0,07795 |-0,07789 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00003 | 0,04897 |-0,04894 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00002 | 0,03048 |-0,03047 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00001 | 0,00999 |-0,00998 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00002 | 0,01548 |-0,01546 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 90 мин

| Air| 0,99863 | 0,00137 | 0,99725 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00112 | 0,72288 |-0,72175 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00010 | 0,09290 |-0,09281 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00006 | 0,07794 |-0,07787 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00004 | 0,04896 |-0,04893 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00002 | 0,03048 |-0,03046 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00001 | 0,00999 |-0,00998 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00002 | 0,01548 |-0,01546 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 105 мин

| Air| 0,99840 | 0,00160 | 0,99680 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00131 | 0,72269 |-0,72138 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00011 | 0,09289 |-0,09278 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00008 | 0,07792 |-0,07785 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00004 | 0,04896 |-0,04892 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00002 | 0,03048 |-0,03046 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00001 | 0,00999 |-0,00997 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00003 | 0,01547 |-0,01545 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 120 мин

| Air| 0,99817 | 0,00183 | 0,99634 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00150 | 0,72250 |-0,72100 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00013 | 0,09287 |-0,09274 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00009 | 0,07791 |-0,07783 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00005 | 0,04895 |-0,04891 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00002 | 0,03048 |-0,03045 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00002 | 0,00998 |-0,00997 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00003 | 0,01547 |-0,01544 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 135 мин

| Air| 0,99794 | 0,00206 | 0,99588 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00169 | 0,72231 |-0,72063 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00014 | 0,09286 |-0,09271 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00010 | 0,07790 |-0,07781 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00005 | 0,04895 |-0,04889 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00003 | 0,03047 |-0,03044 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00002 | 0,00998 |-0,00997 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00003 | 0,01547 |-0,01543 | 0,00131 | 0,00131 |

t = 150 мин

| Air| 0,99771 | 0,00229 | 0,99543 | 0,00127 | 0,00127 |

| CH4| 0,00187 | 0,72213 |-0,72026 | 0,00144 | 0,00144 |

|C2H6| 0,00016 | 0,09284 |-0,09268 | 0,00096 | 0,00096 |

|C3H8| 0,00011 | 0,07789 |-0,07778 | 0,00077 | 0,00077 |

|C4H10|0,00006 | 0,04894 |-0,04888 | 0,00067 | 0,00067 |

|C5H12|0,00003 | 0,03047 |-0,03044 | 0,00057 | 0,00057 |

| CO2| 0,00002 | 0,00998 |-0,00996 | 0,00106 | 0,00106 |

| N2 | 0,00004 | 0,01546 |-0,01543 | 0,00131 | 0,00131 |

--------------------------------------------------------

Конец расчета

--------------------------------------------------------

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Графическое построение программой изменения концентрации компонентов в нижней колбе аппарата в системе Air - 0,7240СН4 + 0,0930С2Н6 + 0,0780С3Н8 + 0,0490n - С4Н10 + 0,0305n - С5Н12 + 0,0100СО2 + 0,0155N2 (а) при Т=298К и Р=0,101МПа; (б) при Т=773К и Р=30МПа

t, мин

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Графическое построение программой изменения ЭКД компонентов в системе Air - 0,7240СН4 + 0,0930С2Н6 + 0,0780С3Н8 + 0,0490n - С4Н10 + 0,0305n - С5Н12 + 0,0100СО2 + 0,0155N2 (при Т=298К и Р=0,101МПа и Т=773К и Р=30МПа)

Размещено на Allbest.ru