Наполнение смесью углекислого газа и аргона

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем touchskyyy 13.05.2019 в 14:13. Я видел, что некоторые станции заправки промышленными газами могут предоставлять смеси газов углекислого газа и аргона (доля углекислого газа и аргона в смеси составляет соответственно 20% и 80%). Хотел бы задать несколько вопросов уважаемым специалистам: 1. Можно ли при смешивании углекислого газа (жидкий газ под высоким давлением) и аргона (нестехиометрический газ) в одном баллоне обеспечить такое соотношение компонентов, чтобы доля углекислого газа составляла 20%, а аргона — 80%? 2. Какой метод заполнения позволяет обеспечить безопасность? Поскольку сжиженные газы заполняются с учетом установленного коэффициента наполнения (критическая температура у углекислого газа составляет 31 градус Цельсия), а инертные газы — по давлению, неправильный способ смешанного наполнения может повлиять на безопасность баллонов. Мой вопрос заключается в следующем: углекислый газ является сжиженным газом при высоком давлении; при комнатной температуре давление превышает 5,7 МПа (насыщенное давление пара при 20°C), поэтому он существует в жидком состоянии ； Аргон при комнатной температуре при давлении 5,7 МПа находится в состоянии сжатого газа. При использовании газа необходимо открыть баллон; концентрация выделяющегося газа не является постоянной. Например, при температуре 20°C общее давление смеси составляет 10 МПа; углекислый газ в баллоне в основном находится в жидком состоянии, а аргон — в газообразном. В этот момент отношение молярных долей углекислого газа и аргона в газовой фазе должно соответствовать отношению их давлений паров. Углекислый газ находится в состоянии насыщения; давление его в газовой фазе составляет 5,7 МПа ； Давление аргона составляет 10–5,7 = 4,3 МПа. Затем рассчитывается соотношение объемов. Когда общее давление в баллоне постепенно снижается, пока не достигнет уровня 5,7 МПа, из баллона будет выделяться чистый углекислый газ. Есть ли какие-то проблемы с такой идеей? ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Еще одна идея: при температуре 20°C, когда углекислый газ и аргон находятся в баллоне в соотношении 20% и 80% по объему (то есть по молярному соотношению), давление паров углекислого газа может оказаться ниже его насыщенного давления при той же температуре. Следовательно, можно сделать вывод, что из-за низкого содержания углекислого газа в баллоне не образуется жидкой фазы. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Разделительная линия. Согласно стандарту HG/T3728-2004 «Смеси газов для сварки: аргон-углекислый газ», когда доля углекислого газа по объему составляет не более 30%, давление наполнения не должно превышать 13,5±0,5 МПа. Теперь, согласно второй идее, в наихудших условиях температура использования стальных баллонов составляет -5°C, а насыщенное давление пара при этой температуре — 3,05 МПа. Соотношение молярных количеств углекислого газа и аргона: 20% : 80%. Общее давление составляет 14 МПа, следовательно, давление углекислого газа равно 14*0,2 = 2,8 МПа. Это давление меньше насыщенного давления пара при температуре -5°C, поэтому углекислый газ в бутылке находится в ненасыщенном состоянии и жидкая фаза отсутствует. Я хотел задать вопрос, но в процессе его анализа у меня сами собой возникли мысли, я их проверил, и в итоге пришёл к выводу. Но пожалуйста, уважаемые преподаватели, посмотрите, верен ли подход и верны ли выводы.