Робочий зошит для виконання практичних завдань

Про матеріал

Робочий зошит для виконання практичних завдань з навчальної дисципліни "Природні та штучні гази".

Перегляд файлу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Новоград-Волинський політичний фаховий коледж

РОБОЧИЙ ЗОШИТ

з навчальної дисципліни: «ПРИРОДНІ ТА ШТУЧНІ ГАЗИ»

для студентів спеціальності

192 «Будівництво та цивільна інженерія

______ групи; варіант №______

студента(ки)______________________________________

перевірив викладач ________________________

2023

Укладач : Заінчковська Т.Д., викладач НВПФК

Рецензент:

Розглянуто і схвалено на

засіданні циклової комісії

загально-технічних і

спеціальних дисциплін

Протокол № ____

від «__» _________ 2023 р.

Голова комісії ___________

Вступ.

Програма навчальної дисципліни «Природні та штучні гази» передбачає вивчення студентами теоретичних основ та закріплення основних теоретичних положень і законів на заняттях, практичним рішенням прикладів та задач.

Практичні завдання розвивають у студентів уміння і навички самостійно аналізувати одержані результати і їх перевірку.

В процесі виконання практичних завдань формується культура розв’язання задачі, під якою розуміють своєрідну тактику, спрямовану на всебічний аналіз змісту задачі.

Робочий зошит з практичними завданнями допоможе студенту самостійно проаналізувати одержані результати і їх перевірку, закріпити вивчений матеріал, розширити інформаційну базу.

Практична робота складається із індивідуального завдання (звіт студента) для кожного студента та його захистом.

Звіт студента включає:

Тему практичної роботи.
Мету практичної роботи.
Завдання із вказаним номером варіанта.
Хід розв’язку завдання, тобто порядок виконання.
Висновки по даній практичній роботі.

Практичні роботи виконуються на заняттях у присутності викладача, а також рекомендуються для самостійного опрацювання і ознайомлення студентами, які вивчають курс навчальної дисципліни «Природні та штучні гази».

Практична робота №1.

Тема: Розв'язування розрахункових задач із використанням газових законів.

Мета: Закріпити знання з теми «Газові закони», навчитись розв'язувати задачі з використанням законів.

Порядок виконання.

1. Користуючись вихідними даними завдання за варіантами визначити початкові дані для його виконання .

2. Ознайомитись із порядком виконання практичної роботи.

3. Самостійне виконання завдань.

4. Проаналізувати отриманий результат.

5. Зробити висновки.

Задачі для виконання практичної роботи.

1. Знайти щільність окису вуглецю (СО) при р=0,1МПа і t=15°С.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

2. Знайти питомий об'єм кисню при тиску р=2,3МПа і температурі t=(280-п)°С.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

3. В циліндрі з рухомим поршнем знаходиться (0,8+0,1·п)м³ повітря при тиску р₁=0,5МПа. Як повинен змінитись об'єм , якщо при підвищенні тиску до 0,8МПа температура повітря не зміниться?

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

4. Знайти масу вуглекислого газу в посудині з об'ємом V=4м³ при t=(80+п)°C. Тиск газу по манометру рівний 0,04МПа. Барометричний тиск В=103990Па.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

5. В скільки разів об'єм виділеної маси газу при (-20-п)°С менше, ніж при (+20+п)°С, якщо тиск в обох випадках однаковий ?

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

6. В скільки разів зміниться щільність газу в посудині , якщо при постійній температурі покази манометра зменшаться від р₁=(1,8+0,1·п)МПа до р₂=0,3МПа ?

Барометричний тиск прийняти рівним 0,1МПа.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

7. Який об'єм займає 1кг азота при температурі (70+п)°С і тиску 0,2МПа ?

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

8. В посудині знаходиться повітря під розрідженням (10+п)кПа при температурі 0^°С. Ртутний барометр показує 99725 Па при температурі 20°С.

Знайти питомий об'єм повітря при цих умовах.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

9. Який об'єм буде займати (11+п)кг повітря при тиску р=0,44МПа і температурі t=18°С ?

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

10. Знайти масу (5+п)м³водню, (5+п)м³кисню і (5+п)м³ вуглецю при тиску 0,6МПа і температурі 100°С.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

11. Знайти щільність і питомий об'єм двуокису вуглецю (СО₂) при нормальних умовах.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

12. Щільність повітря при нормальних умовах ρ_н=1,293кг/м3.

Чому дорівнює щільність повітря при тиску р=1,5+п(п-номер варіанта по списку журнала) і температурі t=20°С?

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

13. Димові гази ,які утворились в топці парового котла, охолоджуються з (1000+10·п) до 250°С.

В скільки разів зменшиться їх об'єм , якщо тиск газів в початку і в кінці газоходів однакові?

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

14. У повітрянагрівач парового котла подається вентилятором (100000+10·п)м³/год повітря при температурі 30°С.

Знайти об'ємну витрату повітря на виході із повітрянагрівача, якщо він нагрівається до 400°С при постійному тиску.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

15. Балон з киснем ємкістю 20л знаходиться під тиском 10МПа при (50-п)°С. Після використання частини кисню тиск знизився до 7,6МПа, а температура впала до (35-п)°С.

Знайти масу витраченого кисню.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

Таблиця 1.1

Фізичні властивості газів.

речовина	хімічна формула	молекулярна маса, μ	щільність, ρ, кг/м³	об'єм, м³/кг	газова стала, R
1	2	3	4	5	6
повітря	--	28,96	1,293	22,40	287
кисень	0₂	32,0	1,429	22,39	259,8
Азот	N₂	28,026	1,251	22,40	296,8
Атм.азот	N₂	28,16	(1,257)	(22,40)	(295,3)
Гелій	He	4,003	0,179	22,42	2078,0
Аргон	Ar	39,994	1,783	22,39	208,2
Водень	H₂	2,016	0,09	22.43	4124,0
Окис вуг	CO	28,01	1,25	22,40	296,8
Двуокис	CO₂	44,01	1,977	22,26	188,9
Сірчаний газ	SO₂	64,06	2,926	21,89	129,8
Метан	CH₄	16,032	0,717	22,39	518,8
Етилен	C2H₄	28,052	1,251	22,41	296,6
Кокс.газ	--	11,50	0,515	22,33	721,0
Аміак	NH₂	17,032	0,771	22,08	488,3
Вод. пар	H₂O	18,016	(0,804)	(22,40)	(461)

Практична робота № 2

Тема: Розрахунки і визначення об'єму кисню та повітря при згоранні одиниці об'єму газу.

Мета: Навчитися розраховувати кількість кисню та повітря при згорянні одиниці об'єму газу, а також суміші газу.

Порядок виконання.

1. Користуючись вихідними даними завдання за варіантами визначити початкові дані для його виконання .

2.Ознайомитись із порядком виконання практичної роботи.

3.Самостійне виконання завдань.

4. Проаналізувати отриманий результат.

5. Зробити висновки.

Завдання для виконання практичної роботи.

1. Визначити об'єм кисню, необхідного для горіння газів.

2. Визначити об'єм повітря необхідного для горіння газів.

3. Визначити необхідну кількість кисню та повітря при горінні суміші газів.

4. Визначити теплоту згорання газу.

5. Дані занести в таблицю.

6. Визначити коефіцієнт надлишку повітря.

Таблиця 2.1.

Таблиця розрахунків

Газ об'ємна частка	Реакція горіння	Кількість кисню м³	Кількість повітря м³	Теплота згорання кДж/м³
СН₄ (6+п)%	СН₄+2О₂→СО₂+2Н₂О	2	9,52	42667
С₂ Н₆ (9+п)%
С₂ H₄ (16+п)%
С₂ H₂ (6+п)%
С₂ H₈ (8+п)%
С₃ H₈ (6+п)%
С₃ H₁₀ (7+п)%
С₄ H₈ (6+п)%
С₅ H₁₂ (5+п)%
С₅H₁₀ (4+п)%
Н₂ (26+п)%
СO (16+п)%
S (3+п)%
H₂ S (12+п)%

Де п-порядковий номер студента по журналу.

Приклад розв’язку завдання.

Об’єм кисню для горіння знаходимо за реакцією горіння:

СН₄+ 2О₂ → СО₂ + 2Н₂О

Для реакції горіння 1 м³метану необхідно 2 м³кисню.

Кількість повітря, необхідного для горіння визначається за формулою:

V_пов. = 4,76·V_кисню. (2.1)

V_пов. = 4,76·2=9,52 (м³).

Необхідна кількість кисню та повітря при горінні суміші газів визначається за формулою:

V_пов. = 4,76· ( r₁·V_кис1 + r₂·V_кис2 + r₃·V_кис3 + …), (2.2)

де r₁, r₂, r₃ –масова частка газу в суміші. В даному випадку масовий склад не вказано , тому

V_сум.= V_кис.+ V_пов. (2.3)

V_сум.= 2 + 9,52 = 11,52 (м³).

4. Теплота згоряння газу визначатиметься: так як на кожні 1000кДж нижчої теплоти згоряння газового палива необхідно 0,27м³ повітря, тоді складаємо пропорцію 1000 – 0,27

Т_зг – 11,52;

Звідси Т_зг= 1000·11,52/0,27=42667 ( кДж/м³).

5.Коефіцієнт надлишку повітря визначається за формулою:

(2.4)

6. Дані розрахунків зводимо в таблицю 2.1.

Проведені розрахунки

Практична робота №3

Тема: Визначення об'єму димових газів, що утворюються при згорянні одиниці об'єму газу.

Мета: Навчитись визначати кількість продуктів повного згоряння газового палива.

Порядок виконання.

1. Користуючись вихідними даними завдання за варіантами визначити початкові дані для його виконання .

2. Ознайомитись із порядком виконання практичної роботи.

3. Самостійне виконання завдань.

4. Проаналізувати отриманий результат.

5. Зробити висновки.

Завдання для виконання практичної роботи.

Визначити об’єм вуглекислого газу, що виділяється під час горіння.
Визначити об’єм парів води.
Визначити об’єм азоту, що виділяється під час горіння.
Визначити об’єм (загальний ) всіх димових газів. Кількість домішків прийняти (0,1+п)%, де п-порядковий номер студента по журналу.
Дані занести в таблицю.

Таблиця 3.1

Таблиця результатів

№ п/п	Реакція горіння газу	Кількість СО₂, (м³)	Кількість Н₂О, (м³)	Кількість азоту, (м³)	Всього
1	СН₄	2, 5	3	9,4	14,9
2	С₂Н₆
3	С₂Н₄
4	С₂
5	С₃Н₈
6	С₃Н₁₀
7	С₄Н₈
8	С₄Н₁₀
9	С₅Н₁₀
10	С₅Н₁₂
11	Н₂
12	S
13	СО

Приклад розв’язку завдання.

Складаємо реакцію горіння газів:

Н₂ + 0,5О₂ → Н₂О; (Н₂)

СН₄ + 2О₂ → СО₂ +2Н₂О. (СН₄)

Визначаємо кількість вуглекислого газу, що утворився:

V(СО₂) = 1 м³.

Із складених рівнянь визначаємо загальний об’єм парів води:

Vводи=Vв(Н₂) + Vв(СН₄);

Vводи = 1 + 2=3 (м³).

3. Визначаємо об’єм азоту, що виділяється під час горіння за формулою: Vазоту= 3,76·Vкисню, м³.

Vкисню=Vк(Н₂) + Vк(СН₄);

Vкисню= 0,5 + 2=2,5 (м³).

Vазоту= 3,76 · 2,5 = 9,4 (м³).

4. Визначаємо об’єм (загальний) всіх димових газів. До димових газів відноситься, в даному випадку, лише азот, тому Vдим.= Vазоту =9,4 м³.

5. Дані розрахунків заносимо в таблицю 3.1.

Проведені розрахунки

Практична робота №4.

Тема: Розв'язування розрахункових задач із визначенням густини та масового складу суміші.

Мета: Навчитись розраховувати густину суміші зріджених газів та масовий склад суміші.

Порядок виконання.

1. Користуючись вихідними даними завдання за варіантами визначити початкові дані для його виконання .

2. Ознайомитись із порядком виконання практичної роботи.

3. Самостійне виконання завдань.

4. Проаналізувати отриманий результат.

5. Зробити висновки.

Задачі для виконання практичної роботи.

1. Генераторний газ має такий об'ємний склад: Н₂=7%, СН₄=2%, СО=27,6%; СО₂=4,8% ; Ν₂=58,6%.

Знайти масові частки, уявну молекулярну масу, газову постійну, щільність і парціальні тиски при (15+п), де п-порядковий номер студента по журналу і (0,1+п)МПа.

Дано: Розв’язок.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповідь:

2. Генераторний газ складається із таких об'ємних часток: Н₂=18%; СО=24%; СО₂=6%; Ν₂=52%.

Знайти газову постійну генераторного газу і масовий склад , який входить у суміш газів.

Таблиця 4.1

Вихідні дані до завдання

№вар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Н₂,%	8,4	8,7	8,4	6,4	6,4	5,4	4,4	3,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4
СО,%	17	17	17	17	37	17	17	17	17	17	17	47	17	17	27
СО₂,%	7,6	7,6	7,6	7,6	7,6	7,6	7,6	7,6	8,6	9,6	7,6	7,6	4,6	6,6	7,6
N₂,%	6,7	6,7	6,7	6,7	6,7	6,7	6,7	6,7	5,7	6,7	8,7	3,7	9,7	6,7	6,7

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

3. В резервуарі ємкістю (125+п)м³ знаходиться коксовий газ при тиску р=0,5МПа і температурі t=(18+п)°С. Об'ємний склад газу слідуючий: r(Н₂)=0,46; r(СН₄)=0,32; r(СО)=0,15; r(Ν₂)=0,07. Після витрати деякої кількості газу , тиск його знизився до 0,3МПа, а температура – до 12°С.

Визначити масу витраченого коксового газу.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

4. Знайти масовий склад газової суміші , яка складається із вуглекислого газу і азота, якщо відомо, що парціальний тиск вуглекислого газу р(СО₂)=(120+п)кПа, а тиск суміші р_суміші=(300+п)кПа.

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

5. Аналіз продуктів згорання палива, добутий за допомогою апарата Орса, показав слідуючий їх склад: rСО2 =12,2%; rО2=0,4%; rСО=0,4%; rΝ2=80,3%.

Знайти масовий склад , який входить у склад газів. Вихідні дані прийняти з таблиці 4.1

Дано: Розв’язок.

Відповідь:

Практична робота №5

Інструкційно-методична картка

Тема: Відвідування підприємств осушки, очистки і одоризації газу.

Мета: Ознайомлення студентів з об'єктом газового господарства; показати принцип роботи галузі та порядок осушки, очистки і одоризації природного газу; вивчити техніку безпеки при виконанні даних робіт.

Матеріально-технічне забезпечення: інструкційні картки, об'єкт газового господарства (ГРС), де виконується робота по осушці, очистці та одоризації природного газу.

Інструктаж з техніки безпеки

Під час екскурсії студенти зобов'язані:

Чітко виконувати вказівки керівника на шляху прямування до об'єкта газового господарства (пішки чи на транспорті), дотримуючись правил дорожнього руху.
Бути дисциплінованими, стриманими у рухах, коректними до оточуючих людей.
Триматися групи, слідкувати за напрямком руху, бути обережними під час переходу проїжджої частини.
Перебуваючи на об'єкті газового господарства, уважно слухати пояснення керівника екскурсійного заняття, триматися колективу, проявляти обережність, щоб не отримати травму.

Студентам забороняється:

Торкатися руками частин обладнання, брати без дозволу окремі матеріали, деталі.
Самовільно приводити в дію механізми, обладнання, окремі вузли на об'єкті газового господарства.
Самовільно пересуватися територією об'єкта газового господарства, відходити від групи та керівника заняття, відволікатися та відволікати інших.
Користуватися відкритим вогнем, палити.

План звіту з екскурсії

Зміст.
Вступ.
Опис призначення об'єкта газового господарства (ГРС).
Порядок проведення робіт осушки, очистки та одоризації природного газу.
Структурні схеми.
Техніка безпеки при виконанні газонебезпечних робіт.

Звіт

Висновок. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

docx

Завантажити

Зберегти на потім

Додав(-ла)

Заінчковська Тетяна Дмитрівна

Пов’язані теми

Позашкільна освіта, Матеріали до уроків

Додано

25 лютого 2023

Переглядів

368

Оцінка розробки

Відгуки відсутні