Определить динамическую и кинематическую вязкость двухкомпонентной смеси газов гелий-водород

Для последующих расчетов используем значения молярных масс компонентов смеси:
МНе=4 кг/кмоль;
МH2=2 кг/кмоль.
Коэффициент динамической вязкости газовой смеси рассчитываем по формуле:
μсм=МсмуHе∙МHеμHе+уH2∙МH2μH2,
где Мсм – молярная масса смеси;
μHе- коэффициент динамической вязкости гелия, Па·с; согласно справочным данным, при 300С μHе=0,008·10-3 Па·с;
μH2- коэффициент динамической вязкости водорода, Па·с; согласно справочным данным, при 300С μН2=0,009·10-3 Па·с.
Молярную массу смеси рассчитываем по формуле:
Мсм=МHе∙yHе+МН2∙yН2,
где yН2-объемная доля водорода в смеси; yН2=0,27;
yHе-объемная доля гелия в смеси; yНе=1-yН2=1-0,27=0,73.
Мсм=4∙0,73+2∙0,27=3,46кгкмоль.
Тогда получим:
μсм=3,460,73∙40,008∙10-3+0,27∙20,009∙10-3=0,0081∙10-3 Па∙с
Определяем плотности входящих в смесь компонентов по формуле:
ρ=М22,4∙Т0Т∙рр0,
где Т0 – температура, соответствующая нормальным условиям, К; Т0=273 К;
Т – температура, соответствующая рабочим условиям, К; Т=300С=303 К;
р0 – давление, соответствующее нормальным условиям, Па; р0=101325 Па;
р – давление, соответствующее рабочим условиям, Па; р=2 атм=202650 Па.
ρHе=422,4∙273303∙202650101325=0,322кгм3;
ρH2=222,4∙273303∙202650101325=0,161кгм3.
Плотность смеси компонентов рассчитываем по формуле:
ρсм=ρНе∙yНе+ρН2∙yН2,;
ρсм=0,322∙0,73+0,161∙0,27=0,279кгм3
Кинематическая вязкость газовой смеси:
vсм=μсмρсм=0,0081∙10-30,279=0,0290∙10-3м2с
Ответ: μсм=0,0081∙10-3 Па∙с; vсм=0,0290∙10-3м2/с
Насосы и их работа на трубопроводную сеть