15-mavzu. Elementar azot ishlab chiqarish texnologiyasi

РЕАЛ ГАЗЛАРНИ ХОЛАТ ТЕНГЛАМАЛАРИ.

Ҳар қандай газни учта - ҳажм (V), босим (Р), температура (Т) каби ўлчови бўлиб, улардан иккитаси маълум бўлса, газнинг ҳолатини тўла ифодалаш мумкин. Уларни ўз ҳажмилари бор. Юқори босим ва паст температурада (критик ҳолатга яқин ҳолатда) Менделеев-Клайперон тенгламасини реал газларга қўллаб бўлмайди.

PV=п*R*T - бу Менделеев-Клайперон тенгламаси.
Реал газлар учун Вандер-Вальс тенгламаси қўлланади:
(P-(a/V²))*(V-в)=RT
Бу ерда: а-реал газларнинг ички босими;
a/V²-ички тортишув кучлари;
в-атом ва молекулаларнинг хусусий ҳажми.
Реал газларни идеал газлардан фарқлари шундаки, реал газларга ута қизиган буғ сифатида каралиши мумкин, чунки буғнинг секин-аста совутилса, у суюкликка айланади, совутиш яна давом этирилса у кристал ҳолатга ўтади.
Идеал газлар хар қанча совутиса ҳам суюкликка утмайди. Газ-суюклик, суюклик-қаттиқ, қаттиқ-газ мувозанатдабўлиб турган шароитлар критик ҳолат дейилади, ва бунга тўғри келган Р_к, Т_к, V_к ларни критик босим, кртик температура ва критик ҳажм деб аталади. Критик хароратдан юқори хароратда хеч бир газни суюкликка утказиб бўлмайди, критик хароратдан паст хароратда эса газни суюкликка айтантириш мумкин. Сабаби, биринчи ҳолатда модда газ, иккинчи ҳолатда эса буғ ҳолатида бўлишидир.
Агарда газларни критик ўлчамларини Вандер-Вальс доимийлари орқали қуйидагича белгиласак:
Р_к=(а/27в²) (15.8.)
V_к=3в (15.9.)
Т_к=(8а/27*R*в) (15.10.)
(бу ерда: R-универсал газ доимийси, R=8,31 г/мол*град.)
Вадер-Вальсни келтирилган тегламаси келиб чиқади:
(+(3/²))*(3-1)=8 (15.11.)
Бу ерда: =(Р/Р_к) (15.12.)
=(V/V_к) (15.13.)
=(Т/Т_к) (15.14.)
яъни, , ,  лар келтирилган босим, ҳажм, температурадир.

1. 
   ПАСТ ДАРАЖАДА ХАРОРАТ ОЛИШ.
   

Бу жараён атсомферана ҳавосини совутиб, уни суюкликка айлантириш ва уни ректификация қилиш учун керакдир. Сиқилган реал газларни тусатдан кенгайтирилганда, яъни дроселланганда совук харорат олиш мумкин эканлигини деярли бир вақтнинг ўзида Джоул ва Томпсон топганлар. Иккита дросселаш эффекти бордир:

1. 
   Дифференциал эффект;
   
2. 
   Интеграл эффект.
   

Дифференциал эффект деб сиқилган реал газларни босимини жуда чексиз кичик миқдорда ўзгартириш натижасида энтальпия доимийлигида хароратни ўзгаришига айтилади ва буни қуйидагича белгилаш мумкин:
_i=(T/P)_Iқconst (15.15.)
Интеграл эффект деб, сиқилган реал газларни тўлик кенгайиши натижасида энтропия доимийлигида хароратни ўзгаришига айтилади:
Т₂-Т₁=_Р1^Р2 _iDp= _Р1^Р2(T/P)_i*dP (15.16.)
Идеал газларни дросселлаганда уларнинг харорати ўзгармайди. Босим ва хароратнинг камайиши билан реал газларда _i нинг миқдори ошиб боради.
_i=0 (15.17.)

бўлса - инверсия нуқтаси деб айтилади ва шароитда температура ўзгармайди. Сиқилган газларнинг юқори ва пастки инверсия нуқтаси бордир. Газларни совуши учун сиқилган газнинг харорати юқори инверсия нуқтасидан пастда бўлмоги керак, шундагина улар совуши мумкин. изоэнтальп ва изоэнтроп холатларни T-S диаграммасида кўрсак (21.1.-расм).

Бу диаграммадан куриниб турибдики, сиқилган газларни изоэнтроп ҳолатда кенгайтирилганда, изоэнтальп ҳолатда кенгайишига кўпрок совуклик олинар экан. Аммо, изоэнтроп кенгайиш мураккаб, киммат баҳо, поршенли ёки турбодетандерларда олиб борилади. Бу детандирларни ишлатиш учун эса юқори малакали мутахассислар талаб қилинади. Газларнинг изоэнтроп кенгайиши натижасида детандорларда маълум бир иш бажарилади:
L=i_кир- i_чиқ=кж/кг (15.18.)

Амалиётда оддий дроссел билан биргаликда мураккаб детандерлар хам ишлатилади, чунки бу детандарда бажарилган иш янги газларни сикиш учун энергияни кисман тажашга олиб келади ва олинаетган махсулот таннархини бироз камайишига хам олиб келади. Босим ошиб, харорат камайиши билан

_s камайиб, _i якинглашади. _s доимо мусбат булади ва бу изоэнтроп кенгайиш вактида ташки иш бажарилади.

Таянч сўзлари.

1. Ҳавони ажратиш усуллари.
2. Кимёвий усул.
3. Физик усул.
4. Ректификация.
5. Совуқлик хиллари.
6. Муътадил совуқлик.
7. Чуқур совуқлик.
8. Паст ҳарорат олиш усуллари.
9. Физик усул турлари.
10. Дроселлаш.
11. Изоэнтроп кенгайиш.
12. Идеал газлар.
13. Реал газлар.
14. Вандер-Вальс тенгламаси.
15. Дроселлаш эффектив турлари.
16. Т-S диаграммасида дросселаш ва изоэнтроп кенгайиш.
17. Дроселлаш вентили.