Определить динамическую и кинематическую вязкость двухкомпонентной смеси газов гелий-диоксид азота, находящейся при давлении 2 атм и температуре Т=300С, если объемная доля второго компонента в смеси у2=0,5.
Ответ
μсм=0,0176∙10-3 Па∙с; vсм=0,0088∙10-3м2/с
Решение
Для последующих расчетов используем значения молярных масс компонентов смеси:
МНе=4 кг/кмоль;
МNO2=46 кг/кмоль.
Коэффициент динамической вязкости газовой смеси рассчитываем по формуле:
μсм=МсмуHe∙МHeμHe+уNO2∙МNO2μNO2,
где Мсм – молярная масса смеси;
μHe- коэффициент динамической вязкости гелия, Па·с; согласно справочным данным, при 300С μНе=0,030·10-3 Па·с;
μNO2- коэффициент динамической вязкости диоксида азота, Па·с; согласно справочным данным, при 300С μNO2=0,017·10-3 Па·с.
Молярную массу смеси рассчитываем по формуле:
Мсм=МHe∙yHe+МNO2∙yNO2,
где yNO2-объемная доля диоксида азота в смеси; yNO2=0,5;
yHe-объемная доля гелия в смеси; yHe=1-yNO2=1-0,5=0,5.
Мсм=4∙0,5+46∙0,5=25кгкмоль.
Тогда получим:
μсм=250,5∙40,03∙10-3+0,5∙460,017∙10-3=0,0176∙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.
ρHe=422,4∙273303∙202650101325=0,322кгм3;
ρNO2=4622,4∙273303∙202650101325=3,700кгм3.
Плотность смеси компонентов рассчитываем по формуле:
ρсм=ρHe∙yHe+ρNO2∙yNO2,;
ρсм=0,322∙0,5+3,700∙0,5=2кгм3
Кинематическая вязкость газовой смеси:
vсм=μсмρсм=0,0176∙10-32=0,0088∙10-3м2с
Ответ: μсм=0,0176∙10-3 Па∙с; vсм=0,0088∙10-3м2/с
на новый заказ в Автор24.
