Przejrzałem temat Wykłady jest zamknięty i zbyt ubogi, to dopisuję to czym się posługuję od dawna a nie jest osiągalne w literaturze nurkowej, chemicznej jest to długo znane.
Jak policzyć czy wystąpi JT?
Przeglądając strony o nurkowaniu znalazłem tą
http://www.nurkomania.pl/a0463.htm "Natomiast jeśli weźmie się pod uwagę trimix 16/20, to okaże się, że izotermy są prawie poziome. W tej mieszaninie prawie wcale nie następuje zmiana temperatury przy przepływie przez pierwszy stopień.
Analizując w podobny sposób pozostałe wykresy można wyciągnąć następujące wnioski:
* Im wyższe jest ciśnienie początkowe powietrza w butli, tym niższa jest jego temperatura po rozprężeniu.
* Izotermy dla nitroxu są bardziej strome, zatem przy tych samych warunkach otrzymuje się niższe temperatury po rozprężeniu niż dla powietrza.
* Zwiększanie ilości tlenu w mieszance oddechowej powoduje zwiększenie efektu Joule'a Thomsona.
* Dekompresja na tlenie podczas nurkowania podlodowego może się łatwo zakończyć zamarznięciem automatu.
* Użycie nitroxu przy nurkowaniu podlodowym powoduje, że automat jest bardziej podatny na zamarzanie
* Stosując trimix 16/20 nie ma możliwości zamarznięcia automatu, niezależnie od temperatury wody i ciśnienia w butli - izotermy są prawie poziome
* Dla trimixu 12/40 izotermy są nachylone przeciwnie niż dla powierza, temperatura mieszanki po przepłynięciu przez pierwszy stopień zwiększa się.
trimix 16/20 (FO2=0,16; FHe=0,20),
Wiktor Bolek"
Pojawił się problem dotyczący efektu JT, to wróciłem na tą stronę i zauważyłem że wystarczy umieć policzyć 'z'
żeby można było określić występowanie bądź brak efektu JT, dla dowolnych mieszanin stosowanych w nurkowaniu.
Uszeregowałem gazy w zależności od własności krytycznych, wnioski są oczywiste gazy o wysokich parametrach krytycznych mają wysoki efekt JT, w zakresie ciśnień i temp. stosowanych w nurkowaniu.
Hel Tkh 5,2K Pkh 2,27at
Wodór Tkw 33,25K Pkw 13at
Neon Tkn 44K Pkn 27,56at
Azot Tka 126,3K Pka 33,9 at
Argon Tkar 15oK Pkar 49,063at
Tlen Tkt 154K Pkt 50,43at
Dla przypomnienia model gazu rzeczywistego.
"W termodynamice chemicznej 12 rozdział Kalendarza chemicznego rok 55 prof. dr. Bretsznajder i doc. dr. Całus
W technice często zachodzi potrzeba policzenia własności substancji a w sytuacji braku odpowiednich tabel można policzyć potrzebne dane w oparciu o teorię "według której substancje znajdują się w stanach odpowiadających sobie,
Gdy równe są ułamkowe (zredukowane) parametry określające te stany, tzn temperatura ułamkowa i ułamkowe ciśnienie."
Tr=T/Tc Pr=P/Pc gdzie Tr, Pr wielkości temp. i ciśnienia zredukowanego a Tc , Pc temp i ciśnienie krytyczne gazu.
Dla gazów H2, He, Ne wzory Tr=T/(Tc+8) Pr=P/(Pc+8) ciśnienia w at temp w K.
Równania Stanu Gazu Rzeczywistego dla 1 mola pV=zRT gdzie z jest współczynnikiem ściśliwości.
Wartość podana przez Berthelota z=1+9/128(Pr/Tr)(1-6/Tr*) gdzie *=2
Dla mieszanin wieloskładnikowych stosujemy parametry pseudokrytyczne,
policzone jako kombinację linową ze współczynnikami równymi molowym ułamkom zawartości (zawartość procentowa objętościowa) składników."
To jest faktycznie koniec dla każdego rozgarniętego, lecz z konieczności przeliczę mieszaninę o której mówił Wiktor Bolek.
1 krok policzenie parametrów zredukowanych dla temperatur w których efekt JT jest szczególnie groźny 4st C lub 277 K
i zakresu istotnych ciśnień 10at-100at-200at-300at
Hel Trh 20,98 Prh 0,97-9,73-19,47-29,21
Wodór Trw 6,72 Prw 0,47-4,76-9,52-14,28
Neon Trn 5,32 Prn 0,28-2,81-5,62-8,43
Azot Tra 2,19 Pka 0,29-2,94-5,89-8,84
Argon Trar 1,84 Prar o,20-2,03-4,07-6,11
Tlen Trt 1,79 Prt 0,19-1,98-3,96-5,94
2 krok policzenie parametrów pseudokrytycznych mieszaniny dla której już nie wystąpił efekt JT.
o,16x1,79+0,64x2,19+0,2x20,98=5,84 Temperatura pseudokrytyczna mieszaniny.
o,16x1,98+0,64x2,94+0,2x9,73=4,144(dla 100at)
z=1 dla 100at.
To przegląd jak to się zmienia 'z' dla zaznaczonych gazów wyniki dla powietrza policzone zgodnie z tym modelem są zdumiewająco zgodne z innymi dostępnymi informacjami.
1,03(50) 1,06(100) 1,09(150) 1,12(200) 1,15(250) 1,17(300at) Hel
0,98(50) 0,96(100) 0,98(150) 1,02(200) 1,08(250) 1,14(300at) N2
0,98(50) 0,97(100) 0,96(150) 0,97(200) 0,99(250) 1,02(300at) O2
0,98(50) 0,96(100) 0,97(150) 1,01(200) 1,05(250) 1,10(300at) powietrze
Szybkie liczenie ciśnień cząstkowych.
Znaną metodą policzenia ciśnienia cząskowego składnika mieszaniny jest policzyć frakcję i z tej, wynika ciśnienie składnika.
Jest szybsza metoda do pewnych obliczeń, wynika z innego rozpisania równania gazu doskonałego. PV=const
ale P=Pa+Pb i V=Va+Vb gdzie a jeden ze składników b drugi, Pa ciśnienie parcjalne składnika a i Vb objętość składnika b, analogicznie dla pozostałych.
PV=P(Va+Vb)=(Pa+Pb)V z stąd wynikają równania dla składników PVa=PaV, PVb=PbV
Przykład rachunkowy jakie jest ciśnienie cząstkowe 20l składnika a i 90l składnika b, w 10l zbiorniku.
2 at ciśnienie składnika a i 9 at składnika b, całkowite ciśnienie 11at.
dokładnie tyle samo co policzone poprzez ułamki molowe gazu (frakcje)
pozdrawiam Ryszard Czarnecki
