Коэффициент сжимаемости воздуха

Коэффициент сжимаемости воздуха – это показатель степени сжимаемости воздуха в зависимости от давления и температуры. Используется при проведении расчетов параметров работы в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. Обозначается: Ксж.

Коэффициент сжимаемости воздуха (далее – коэффициент) используется при расчете времени работы в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и зрения (далее – СИЗОД), и предназначен для определения реального объема закачанного в баллоны воздуха.

Реальный объем сжатого воздуха в баллонах

где:

Vвозд – реальный объем сжатого воздуха в баллонах, л;

Vб – объем баллонов, л;

P – давление в баллонах, атм.

Коэффициент при любых условиях расчета параметров работы в СИЗОД принимается равным 1,1.

Коэффициент сжимаемости воздуха

Таким образом, зная реальный запас воздуха в баллонах, можно легко вычислить время работы газодымозащитника в СИЗОД. Для этого достаточно разделить реальный запас воздуха на его расход газодымозащитником (в общем случае принимается среднее значение – 40 л/мин):

Реальный запас воздуха на его расход

В общем же виде эта формула приобретает вид:

Реальный запас воздуха на его расход газодымозащитником

И в такой трактовке приводится в методических указаниях по проведению расчетов параметров работы в СИЗОД.

Физические основы

Сжимаемость характеризует свойство воздуха изменять свой объем и плотность при изменении давления и температуры. Если вещество в процессе сжатия не испытывает химических, структурных и других изменений, то при возвращении внешнего давления к исходному значению начальный объём восстанавливается.

Термин «сжимаемость» также используется в термодинамике для описания отклонений термодинамических свойств реальных газов от свойств идеальных газов. Коэффициент сжимаемости определяется как:

Коэффициент сжимаемости

где:

p – давление газа;

T – температура;

V – молярный объём.

Коэффициент зависит как от температуры вещества, так и от давления. Таким образом, при давлениях 200 атм и 300 атм коэффициент будет разным. При этом даже при различной температуре воздуха коэффициент так же меняется!

Таблица значений коэффициента

Таблица коэффициента сжимаемости воздуха

Значения коэффициента сжимаемости воздуха при различных давлениях и температурах

Примечание:

  • голубой цвет – данные получены интерполяцией экспериментальных значений;
  • серый цвет – экспериментальные значения;
  • жирным текстом с подчеркиванием выделены значения наиболее интересные с точки зрения ГДЗС.
График коэффициента сжимаемости воздуха

Зависимость коэффициента сжимаемости воздуха от давления (по оси X, атм.) и температуры (согласно графиков)

Скачать таблицу и график зависимости коэффициента сжимаемости воздуха в формате Microsoft Excel

Из приведенной информации видно, что в большинстве интересующих ГДЗС случаев, коэффициент отличается от единицы на тысячные доли, что может быть пренебрежимо. И только при давлениях приближающихся к 300 атмосферам, он начинает увеличиваться и приближаться к 1,1 используемому в расчетах.

Важно понимать, что расчет реального запаса сжатого воздуха уместно делать только в момент, когда баллон только что был наполнен, так как в дальнейшем при работе в аппарате, воздух расходуется, давление в баллонах уменьшается, а следовательно и коэффициенты изменяются. Именно поэтому, сейчас, при расчетах для ДАСВ коэффициент принимается равным 1,1 (так как рабочее давление баллонов достигает 300 атм) при любых условиях, а для ДАСК – 1 (давление баллонов не превышает 200 атм). По этой же причине ранее, в расчетах, для дыхательных аппаратов АИР-2, коэффициент принимался 1 – так как рабочее давление в баллонах данного ДАСВ было 200 атм.

Источники:

  1. Методические указания по проведению расчетов параметров работы в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и зрения.
  2. Основные параметры и свойства воздуха в атмосфере.
  3. Большая советская энциклопедия: сжимаемость.
  4. Коэффициент сжимаемости (en).
Просмотров 2797
Тема дня
Присоединяйтесь к нам
в сообществах
Самые свежие новости и обсуждения вопросов о службе