Wie kann ich die Dichte eines Gases nur bei gegebener Temperatur bestimmen?

Ich habe ein Hausaufgabenproblem, bei dem Abgas durch ein Abgassystem (der Einfachheit halber als Luft angenommen) von einem Motor strömt und dann in die Atmosphäre freigesetzt wird. Der Auspuff hat eine Temperatur von 250F. Ich muss den Druck am Anfang der Abgasanlage finden.

Ich konnte dies aufstellen und eine Gleichung erstellen, um den Druck zu lösen. Ich nahm an, dass der Druck der Atmosphäre dort, wo sie austritt, 0 atm beträgt. Das Problem ist jedoch, dass der Druck von der Dichte des Abgases (Luft) abhängt. Mir wurde im Problem nur die Temperatur des Auspuffs gegeben und ich brauche eine zweite Eigenschaft, um die Dichte zu bestimmen. Gibt es eine andere Möglichkeit, die Dichte zu bestimmen? Außerdem erhalte ich den Volumenstrom und die Fläche des Rohrleitungssystems

"Ich bin davon ausgegangen, dass der Druck der Atmosphäre dort, wo sie austritt, 0 atm beträgt." Wissen Sie, die Einheit "Atmosphäre" bedeutet den normalen Atmosphärendruck. Der Ausgangsdruck beträgt also 1 atm, da das Gas "in die Atmosphäre entlassen" wird.
Oh, es stellt sich heraus, dass Sie den Druck am Auspuff nicht brauchen werden.
Ich nahm an, dass der Druck der Atmosphäre, wo es austritt, 0 Manometerdruck ist. Ich verwende keinen absoluten Druck. Und ja, ich brauche den Druck am Anfang der Abgasanlage .... das ist es, wofür ich löse
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Antworten (3)

Der Schlüssel ist die Bernoulli-Gleichung für die kompressible Strömung:

v 2 2 + P ρ + u = konst

u ist innere Energie pro Masseneinheit oder unter Verwendung von Enthalpie H pro Masseneinheit:

v 2 2 + H = konst

Die andere zu findende Gleichung v erhalten Sie aus der Definition des Volumenstroms.

Sie haben zwei Gleichungen, um das System zu lösen. Ich überlasse es Ihnen, das zu finden H Beim idealen Gas werden Sie feststellen, dass es nur von der Temperatur abhängt.

So finden Sie die Temperatur im Motor. Um den Druck im Motor zu finden, benötigen Sie auch die Dichte. Hier kommt die Massenerhaltung ins Spiel:

ρ v S = ρ Q = C Ö N S T

Wo Q = v S ist der Volumenstrom. Alles, was Sie brauchen, ist die Dichte am Auspuff, die Sie aus dem idealen Gasgesetz finden, wenn Sie die Auspufftemperatur und den Druck (1 atm oder 0 atm Manometer) kennen.

Vielleicht fehlt mir etwas, aber es sieht so aus, als könnten Sie Folgendes tun: 1) Bestimmen Sie die Gasgeschwindigkeit basierend auf Volumenstrom und Rohrgröße; 2) Schreiben Sie die Bernoulli-Gleichung auf; 3) Schreiben Sie die Zustandsgleichung für das (ideale) Gas auf. Als Ergebnis haben Sie zwei Gleichungen für Druck und Dichte.

Achmeteli: Können Sie mir bitte sagen, ob „T“ in Celsius steht?
@veronica: Zum Beispiel im idealen Gasgesetz P v = N R T , T ist in Kelvin.

Ich bin Abgassystem-Student!

Abgasdichte angenähert werden könnte R = 352.5 / ( T + 273 ) , In K G / M 3 . Wo T ist die Abgastemperatur nach dem Turbo in °C.

Wie kann ich die Dichte eines Gases nur bei gegebener Temperatur bestimmen?
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