Определить динамическую и кинематическую вязкость двухкомпонентной смеси газов водород-диоксид углерода

Для последующих расчетов используем значения молярных масс компонентов смеси:
МН2=2 кг/кмоль;
МСО2=44 кг/кмоль.
Коэффициент динамической вязкости газовой смеси рассчитываем по формуле:
μсм=МсмуН2∙МН2μН2+уСО2∙МСО2μСО2,
где Мсм – молярная масса смеси;
μН2- коэффициент динамической вязкости водорода, Па·с; согласно справочным данным, при 300С μН2=0,009·10-3 Па·с;
μСО2- коэффициент динамической вязкости диоксида углерода, Па·с; согласно справочным данным, при 300С μСО2=0,014·10-3 Па·с.
Молярную массу смеси рассчитываем по формуле:
Мсм=МН2∙yН2+МСО2∙yСО2,
где yСО2-объемная доля диоксида углерода в смеси; yСО2=0,6;
yН2-объемная доля водорода в смеси; yН2=1-yСО2=1-0,6=0,4.
Мсм=2∙0,4+44∙0,6=27,2кгкмоль.
Тогда получим:
μсм=27,20,4∙20,009∙10-3+0,6∙440,014∙10-3=0,0138∙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.
ρН2=222,4∙273303∙202650101325=0,161кгм3;
ρСО2=4422,4∙273303∙202650101325=3,540кгм3.
Плотность смеси компонентов рассчитываем по формуле:
ρсм=ρН2∙yН2+ρСО2∙yСО2,;
ρсм=0,161∙0,4+3,540∙0,6=2,188кгм3
Кинематическая вязкость газовой смеси:
vсм=μсмρсм=0,0138∙10-32,188=0,00631∙10-3м2с
Ответ: μсм=0,0138∙10-3 Па∙с; vсм=0,00631∙10-3м2/с