Сколько кубов пропана в 50л баллоне: Сколько кубов газа в 50 литровом баллоне?

alexxlab | 29.04.2023 | 0 | Разное

Как рассчитать «время заполнения воздушного резервуара» с помощью простой логики

Если вам необходимо рассчитать, сколько времени потребуется для заполнения воздушного резервуара, вы попали в нужное место.

Допустим, у вас есть ресивер для воздуха или другой сосуд под давлением подходящего номинала, и вы хотите выяснить, сколько времени потребуется, чтобы довести давление до определенного уровня с помощью воздушного компрессора известной производительности (CFM).

В этой статье мы расскажем вам, как рассчитать время наполнения воздушного бака, используя здравый смысл и минимальные формулы.

3 вещи, которые вам нужно знать, чтобы начать работу

  1. Атмосферный воздух на уровне моря имеет абсолютное давление 14,7 фунтов на квадратный дюйм.
    • Назовите это 15 фунтов на квадратный дюйм для приблизительной оценки
    • Важно использовать psia, когда рассматриваются любые коэффициенты давления
    • фунтов на квадратный дюйм означает «манометрическое давление + 15 фунтов на квадратный дюйм».
      • Примеры: Если манометр показывает «0», абсолютное давление составляет около 15 фунтов на квадратный дюйм абс.
      • Если манометр показывает «100», абсолютное давление составляет около 115 фунтов на квадратный дюйм
  2. Воздух по сути является идеальной пружиной:
  3. Производительность компрессора относится к объему атмосферного воздуха, который он может всасывать и «перерабатывать» (т. е. сжимать или сжимать) за заданный промежуток времени

Например, компрессор на 30 кубических футов в минуту втянет примерно столько воздуха за минуту:

… И выдавит его вниз и выпустит по трубе или шлангу под высоким давлением.

Как рассчитать время заполнения воздушного резервуара Вопросы

Имея в виду эту справочную информацию, мы можем рассчитать вопросы «время, чтобы заполнить воздушный резервуар», используя простую логику. В следующих примерах мы демонстрируем логику, которую один из инженеров по воздушным компрессорам VMAC использовал для ответа на эти вопросы, чтобы вы могли воспроизвести аналогичную логику в своих собственных расчетах.

Пример 1

Сколько времени потребуется компрессору 15 CFM, чтобы заполнить 100-галлонный резервуар от 0 до 120 фунтов на кв. дюйм?

Дополнительная справочная информация
  • 1 галлон равен примерно 232 кубическим дюймам
  • 1 кубический фут равен 12 х 12 х 12 = 1728 кубических дюймов
Логика времени заполнения
  1. 1 фут³ = 1728/232 = 7,5 галлона
  2. Резервуар 100/7,5 = около 13 фут³
  3. Следовательно, для запуска в баке имеется 13 фут3 атмосферного воздуха.
  4. В резервуаре находится 135/15 x 13 = 117 фут³ атмосферного воздуха, когда он достигает целевого давления 120 фунтов на кв. дюйм (135 фунтов на кв. дюйм)
  5. Разница составляет 117-13 = 104 кубических фута
  6. Компрессор 15 CFM каждую минуту перерабатывает 15 футов³ атмосферного воздуха:
    1. За одну минуту получается 15 футов³
    2. За две минуты получается 30 футов³
    3. За четыре минуты получается 60 футов³
    4. За семь минут получается 105 куб.
      футов
  7. Таким образом, 104 фут3 / 15 фут3 в минуту = 6,9 минут.

Это займет около 7 минут.

Пример 2

Сколько времени потребуется компрессору производительностью 120 кубических футов в минуту, чтобы набрать 1 милю 6-дюймовой трубы сортамента 40 (снятой для испытаний) с давлением до 30 фунтов на кв. дюйм от нуля?

Дополнительная справочная информация
  • Внутренний диаметр трубы 6,07 дюйма
  • Площадь круга составляет примерно ¾ площади окружающего его квадрата
  • (6,07 х 6,07) х 0,75 = 27,6
  • Труба имеет площадь примерно 28 дюймов
Время заполнения Логика
  1. В одном квадратном футе (фут²) 144 квадратных дюйма.
    1. Площадь = 28/144 = 0,19 фут²
  2. Объем трубы – это просто площадь круга, умноженная на длину.
    1. Объем = 0,19 x 5280 футов (1 миля) = 1000 футов³
  3. Для запуска в трубе находится 1000 фут3 атмосферного воздуха
  4. В трубе будет находиться 45/15 x 1000 = 3000 фут³ атмосферного воздуха, когда давление достигнет целевого значения 30 фунтов на кв.
    дюйм
  5. Разница составляет 3000 – 1000 = 2000 футов³
  6. Компрессор 120 CFM каждую минуту перерабатывает 120 футов³ атмосферного воздуха:
    1. За одну минуту получается 120 футов³
    2. За восемь минут получается 960 футов³
    3. За шестнадцать минут получается 1920 футов³
    4. За семнадцать минут получается 2040 футов³
  7. Следовательно, 2000 футов³ / 120 футов³ в минуту = 16,7 минут

Это займет около 17 минут.

Пример 3

Сколько времени потребуется компрессору на 30 кубических футов в минуту, чтобы заполнить 35-галлонный резервуар с манометрического давления 110 фунтов на кв. дюйм до 145 фунтов на кв. дюйм?

Time To Fill Logic
  1. Как мы видели в примере 1, в кубическом футе содержится около 7 ½ галлонов. Таким образом, 35 ​​галлонов примерно равны 5 фут3
    2. .
  2. При давлении 145 фунтов/кв.
  3. Аналогично, при давлении 110 фунтов на кв.
    дюйм в резервуаре будет 125/15 x 5 = 42 фут³ атмосферного воздуха
  4. Разница 11 фут³
  5. Компрессор производительностью 30 кубических футов в минуту перерабатывает 30 футов³ атмосферного воздуха каждую минуту.
    • За 10 секунд производит 5 фут³ (1/6 из 30)
    • За 20 секунд он производит 10 футов³

Для восстановления давления в резервуаре до 145 фунтов на кв. дюйм потребуется около 20 секунд.

Имея некоторые базовые знания о вашем компрессоре, давлении воздуха и необходимом количестве воздуха, вычисление времени заполнения может быть относительно простым – без использования сложных формул.

Хотите больше? Вам также может понравиться:

Определение размера резервуара воздушного ресивера

ChemTeam: Стехиометрия: Объем (газа) Примеры

ChemTeam: Стехиометрия: Объем (газа) Примеры

Стехиометрия


Объем-объем Примеры
(объем газа, а не раствора)

Датчики №1–10

Вернуться в меню стехиометрии

Краткое введение: Ключевым моментом, на который следует обратить внимание, являются условия температуры и давления. Если они остаются постоянными, вы можете обращаться с объемами так же, как с родинками. Это связано с тем, что в условиях постоянных Т и Р объемы прямо пропорциональны молям. Это обсуждается в нескольких решениях проблем ниже.

Хотя подавляющее большинство задач стехиометрии на основе объема сформулированы в терминах постоянных T и P, это не обязательно. Вы можете увидеть это в задачах 1b и 9 чуть ниже. Если у вас есть изменяющиеся условия T и P, вы, в общем, будете делать так:

(1) Преобразовать объем в моли, используя PV = nRT и исходный набор T и P
(2) Используйте отношение и пропорцию для определения молей другого вещества, связанного с проблемой.
(3) Используйте PV = nRT с новыми T и P, а также молями вещества из шага 2. Вы рассчитаете новый объем.

Будьте готовы! Ваш учитель может показать ситуацию, когда T и P не меняются, а затем проверить ситуацию, когда T и P меняются.

Пример №1: Уравнение сгорания метана:

CH 4 + 2O 2 —> 2H 2 O + CO 2

(a) Если на СТП сжечь 50,0 л метана, какой объем двуокиси углерода будет произведен на СТП?
(b) Если сжечь 50,0 л метана на НТП, какой объем газообразной воды образуется на НТП?

Решение (а):

Поскольку все происходит в STP, объемы прямо пропорциональны молям используемого реагента и произведенного продукта. Почему? Рассмотрим PV = nRT. Перепишите это как:

н/В = П/РТ

Все в правой части постоянно, поэтому отношение n:V также должно быть постоянным. Это означает, что объем прямо пропорционален количеству молей газа.

Поскольку существует молярное соотношение 1:1 между CH 4 и CO 2 , ответ 50,0 л

Решение (б):

1) Используйте PV = nRT для определения молей метана:

(1,00 атм) (50,0 л) = (n) (0,08206 л атм моль¯ 1 К¯ 1 ) (298 К)

n = 2,044665 моль

Примечание: в этой задаче я принимаю комнатную температуру равной 25,0 °C, поскольку RTP означает комнатную температуру и давление.

2) Используйте молярное соотношение метан:вода:

1 к 2 как 2,044665 моль к х

х = 4,08933 моль произведенной воды

3) Используйте PV = nRT для расчета объема водяного пара при нормальных условиях:

(1,00 атм) (V) = (4,08933 моль) (0,08206 л атм моль¯
1 K¯ 1 ) (273 K)

В = 91,6 л (до трех цифр)

Пример №2: Учитывая следующее уравнение:

C(т) + 2H 2 (г) —> CH 4 (г)

Сколько литров водорода необходимо для производства 20,0 л метана?

Решение:

1) P и T не являются частью этой задачи:

Это потому, что в задаче вообще не упоминаются Т или Р. Мы должны считать их постоянными. Если мы предположим, что они изменились, но не знаем значений, проблема не может быть решена.

2) Сформулируйте гипотезу Авогадро (используя моли, а не молекулы):

Равные объемы газа при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молей

3) Укажите молярное соотношение водорода и метана:

2:1

4) Используйте соотношение и пропорцию:

2 моля водорода соответствует 1 молю метана, поскольку x литров водорода соответствует 20,0 л метана

х = 40,0 л водорода

Пример №3: 2,35 л газообразного кислорода реагирует с 3,72 л газообразного водорода с образованием воды. Сколько литров лишнего реагента останется? Если бы на самом деле было произведено 2,50 л воды, каков был бы выход в процентах?

Решение:

1) Сбалансированное химическое уравнение:

2H 2 + O 2 —> 2H 2 O

2) Определите лимитирующий реагент:

кислород: 2,35/1 = 2,35
водорода: 3,72/2 = 1,86

Водород является лимитирующим реагентом.

Обратите внимание, что в задаче не упоминается ни температура, ни давление. Это означает, что все происходит при неизменной температуре и давлении. Следовательно, эти два значения остаются постоянными и выпадают из рассмотрения. Нам не нужны моли, потому что при постоянной температуре и давлении объемы прямо пропорциональны количеству молей.

Кроме того, мы не можем даже вычислить моли, так как не знаем ни температуры, ни давления.

3) Использовать H 2 :O 2 молярное соотношение:

2 равно 1, как 3,72 равно x

Используется 1,86 л кислорода.

2,35 − 1,86 = 0,49 л непрореагировавшего кислорода остается

4) Выход в процентах:

Производится 3,72 л воды.

2,50 / 3,72 = 67,2%

Пример #4: Сколько воздуха необходимо (в м 3 , при 25,0 °C, 1,00 атм) для полного сжигания 10,0 молей пропана (C 3 H 8 ).

Предположим, что воздух состоит из 21,0% O 2 .

Решение:

1) Сжигание пропана:

C 3 H 8 + 5O 2 —> 3CO 2 + 4H 2 O

2) Определить количество молей чистого кислорода, необходимое для сжигания 10,0 моль пропана:

1 соответствует 5, как 10,0 соответствует х

x = 50,0 моль необходимого кислорода

3) Используйте PV = nRT для перевода молей кислорода в литры кислорода при условиях, указанных в задаче:

(1,00 атм) (V) = (50,0 моль) (0,08206 л атм моль¯ 1 K¯ 1 ) (298 K)

В = 1222,694 л

4) Преобразовать в требуемый объем воздуха:

1222,694 л / 0,21 = 5822,35 л

5) Перевести в кубические метры:

5822,35 L = 5822,35 дм 3

1 м 3 = 1000 дм 3

(5822,35 дм 3 ) (1 м 3 / 1000 дм 3 ) = 5,82 м 3 (до трех знаков фиг. )

Пример #5: Пропан (C 3 H 8 ) сгорает в кислороде с образованием углекислого газа и водяного пара. Какой объем углекислого газа образуется при потреблении 2,80 л кислорода.

Решение:

Поскольку T или P не указаны, мы предполагаем, что реакция происходит при постоянной температуре и давлении.

Это означает, что коэффициенты сбалансированного уравнения представляют объемное соотношение, в котором реагируют вещества.

5 объемов O 2 произведут 3 объема CO 2

Отсюда находим:

5/3 равно 2,8/x

х = 1,68 л

Если бы мы предположили, что Т и Р изменились в ходе реакции, мы не смогли бы решить задачу. Однако не делайте этого предположения. Ваш учитель был бы недоволен.

Пример №6: Метан горит по следующему уравнению:

CH 4 + 2O 2 —> CO 2 + 2H 2 O

Рассчитайте объем воздуха, необходимый для сжигания 10,0 л метана при одинаковых температуре и давлении. Предположим, что воздух содержит 20,0 процентов кислорода по объему.

Решение:

Коэффициенты дают молярное соотношение, при котором реагируют метан и кислород при одинаковых T и P.

1 соответствует 2, как 10.0 соответствует х

x = требуется 20,0 л чистого кислорода.

20,0 л / 0,20 = требуется 100,0 л воздуха.

Пример № 7: Монооксид азота реагирует с кислородом в соответствии с приведенным ниже уравнением:

2NO(г) + O 2 (г) —> NO 2 (г)

Сколько литров NO (реагирующего с избытком кислорода) требуется для получения 3,0 литров NO 2 ?

Решение:

1) Указать соответствующее соотношение объемов:

2:1

2) Напишите соотношение и пропорцию:

2 соответствует 1, поскольку x соответствует 3,0 л

x = 6,0 л NO требуется

К настоящему времени вы должны знать, что означает отсутствие упоминания о температуре или давлении для решения проблемы. (Подсказка: это означает, что они остаются постоянными на протяжении всей задачи, поэтому они выпадают из рассмотрения.)

Пример #8: Если стехиометрические количества X и Y поместить в герметичный гибкий контейнер с начальным объемом 30,0 л при нормальных условиях, какой объем Z будет произведен? (X, Y и Z находятся в газообразном состоянии)

2X + Y —> Z

Решение:

Поскольку все они являются газами, молярное отношение равно объемному отношению:

2X + Y = 30,0 л

X : Y = 2 : 1 = 20 л : 10 л

n(Y) = n(Z)

, следовательно, v(Y) = v(Z) = 10,0 л произведенного Z.

Пример #9: 200,0 литров H 2 , реагирующих при 25,0 °C и 751,0 Торр, сколько литров O 2 потребуется при стандартной температуре?

Решение:

1) Уравнение:

2H 2 (ж) + O 2 (ж) —> 2H 2 O(л)

2) Используйте PV = nRT для расчета молей водорода:

(751,0 торр / 760,0 торр/атм) (200,0 л = (n) (0,08206 л атм моль¯ 1 К¯ 1 ) (298 К)

n = 8,0818 моль

3) Используйте H 2 : O 2 молярное соотношение:

2 к 1 как 8,0818 мл к х

x = 4,0409 моль O 2 требуется

4) Используйте PV = nRT для расчета необходимого объема O 2 при SPT:

(1,00 атм) (V) = (4,0409 моль) (0,08206 л атм моль¯ 1 K¯ 1 ) (273 K)

В = 90,52 л

Пример № 10: Готовят смесь из 12,0 л NH 3 и 12,0 л Cl 2 , измеренных при одинаковых условиях. Эти вещества реагируют по следующему уравнению:

2 NH 3 (г) + 3 Cl 2 (г) —> N 2 (г) + 6 HCl(г)

Каков объем каждого газа после завершения реакции (NH 3 , Cl 2 , N 2 и HCl соответственно)? Предположим, что конечные объемы измеряются в идентичных условиях.

Решение:

1) Нужен лимитирующий реагент:

аммиак: 12/2 = 6
хлор: 12 / 3 = 4

У нас есть победитель! хлор.

Помните, я могу обращаться с томами так же, как с кротами. Это связано с тем, что при постоянных T и P объемы прямо пропорциональны количеству молей.

2) Конечный объем аммиака:

2 равно 3, а x равно 12

x = 8,0 л использованного аммиака

Остаточный объем: 12,0 л − 8,0 л = 4,0 л

3) Конечный объем хлора:

Ноль!

4) Конечный объем азота:

3 соответствует 1, как 12 соответствует х

х = 4,0 л

5) Конечный объем HCl:

3 соответствует 6, как 12 соответствует х

х = 24,0 л

Пример бонуса: Сколько литров O 2 производятся (на НТП), когда достаточное количество KO 2 реагирует с 75,0 л диоксида углерода при −25,0 °C и 215 кПа?

4KO 2 (s) + 2CO 2 (g) —> 2K 2 CO 3 (s) + 3O 2 (g)

Решение №1:

1) Определить, сколько молей СО 2 присутствует:

PV = нРТ

(215 кПа) (75,0 л) = (n) (8,31447 л кПа/моль К) (248 К)

n = 7,820121 моль

2) Определить количество молей полученного O 2 :

2 7,820121 моль
–––  = ––––––––––
3 х

х = 11,73018 моль

3) Определить объем на STP:

PV = нРТ

(101,325 кПа) (В) = (11,73018 моль) (8,31447 л кПа/моль К) (273 К)

В = 263 л (до трех знаков фиг. )

Решение №2:

1) Определить объем CO 2 на СТП (используя комбинированный газовый закон):

П 1 В 1 П 2 В 2
––––– = –––––
Т 1 T 2
(215 кПа) (75,0 л) (101,325 кПа) (В 2 )
––––––––––––––– = ––––––––––––––––
248 К 273 К

В 2 = 175,1838 Д

2) Определить объем O 2 , произведенный на СТП:

2 175.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *