Диффузия газов

[SirThomasHoffman]

Здравствуйте! Возникла сложность с решением задачи. Не могли бы вы мне помочь ее решить? Просто, я эту тему мимо ушей пропустил, сейчас пытаюсь самостоятельно пройти, но мне легче, когда примеры задач готовы, чтобы понять метод решения.
Имеется сосуд (емкость) в виде цистерны для хранения природного газа под давлением 3,0 Мпа. Объем сосуда 60 м3. имеется патрубки входа и выходы газа диаметром 300 мм(варианты 100 мм и 50 мм) и высотой 2000 мм. Каждый патрубок имеет запорную арматуру(затвор). При проведении ремонтных работ был демонтирован затвор на одном из патрубков и соответственно был стравлен в атмосферу весь газ из цистерны. Температура воздуха и газа – 45 С. Давление газа в емкости уравнялось с атмосферным. Начинается процесс взаимной диффузии газов(атмосферного воздуха и оставшегося природного газа в емкости через открытый патрубок). Надо рассчитать: Какой объем метана диффундирует в в воздух за 2 часа. Другими словами какой объем воздуха может попасть в емкость за 2 часа. Провести также расчет для патрубка диаметром 100 мм. высота патрубка 2000 мм. Заранее,спасибо

[rotozeev]

Если сделать ряд недопустимых допущений, то получается, что объем прошедшего по патрубку газа будет порядка:
$\displaystyle{V\approx 10^{-4}\frac{St}{L}}$ в кубометрах.

Где $S,t,L$ - площадь сечения трубы, время в открытом состоянии после выравнивания давлений, длина трубы. Маловато в общем получается.

Просто написал диффузионный ток в трубе: $j = - D \frac{dn}{dx} = - Dn/L$, затем полное число частц прошедшего газа $N = jSt$

[druggist]

SirThomasHoffman в сообщении #668176 писал(а):

Начинается процесс взаимной диффузии газов(атмосферного воздуха и оставшегося природного газа в емкости через открытый патрубок).

А как патрубок торчит? Если вверх, то основным будет перемешивание, так как метан примерно в два раза легче воздуха