ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет дисперсности и численной концентрации тумана, образующегося при конденсации пара серной кислоты в трубчатом конденсаторе из "Теоретические основы образования тумана при конденсации пара" Приведенные выше теоретические данные позволяют установить такие условия процесса, при которых пары жидкости могут быть сконденсированы на поверхности с любой заданной полнотой без образования тумана. Однако очень часто оказывается более экономичным вести процесс при больших скоростях, когда одновременно с конденсацией пара на поверхности часть его конденсируется в объеме с образованием тумана. Выделение тумана из газа производят затем в пористых, волокнистых, центробежных (циклонах) или электрических фильтрах. [c.163] Но выделение капель тумана во всех фильтрах происходит тем эффективнее, чем больше размер капель. Поэтому в тех случаях, когда процесс ведется с образовайием тумана, желательно создавать такие условия, при которых обеспечивается образование возможно более крупных капель, легко выделяемых затем в фильтрах. [c.163] На практике в газе обычно содержатся ядра конденсации (пылинки, капли жидкости и др.), но они обычно не оказывают заметного влияния на образование тумана в производственных процессах, так как концентрация взвешенных в газе частиц редко превышает 10 см . Поэтому в объеме газа вдали от ядра конденсации возникает высокое пересыщение пара и происходит гомогенная конденсация пара (стр. 57), при которой концентрация образующихся первичных капель превышает указанную концентрацию частиц в тысячи и даже сотни тысяч раз. Кроме того, в производственных условиях число ядер конденсации уменьшается в процессе обработки газа (в теплообменниках, контактных аппаратах, орошаемых башнях и др.) или в результате специальной очистки газов. Вследствие этого во всех рассматриваемых ниже практических случаях образования тумана наличие в газе ядер конденсации не учитывается. [c.163] Для конденсации пара применяются главным образом три типа аппаратов трубчатые конденсаторы, орошаемые башни (башни с насадкой, орошаемой жидкостью) и барботажные аппараты (колпачковые аппараты, аппараты с барботажными трубами, башни с провальными решетками, пенные аппараты и др.). [c.163] Механизм образования тумана во всех аппаратах состоит в том, что по мере охлаждения газа повышается пересыщение пара и, если оно достигает достаточно большой величины, происходит конденсация пара на ядрах конденсации или гомогенная конденсация и рост зародышей в пересыщенном паре. [c.164] Несмотря на одинаковый механизм образования тумана, каждый тип конденсационного аппарата имеет свои особенности, которые следует учитывать. [c.164] Трубчатые конденсаторы широко используются в разнообразных производственных процессах для выделения пара из газов, так как они просты, высокопроизводительны и создают малое гидравлическое сопротивление. [c.164] На рис. 5.6 изображена схема трубчатого конденсатора, состоящего из вертикального цилиндрического корпуса 1 с двумя решетками 2, на которых закреплены трубы 3. Паро-газовая смесь поступает в верхнюю камеру 4, проходит по трубам и собирается в нижней камере 5, из которой выходит через боковой патрубок. Конденсирующаяся в трубах жидкость собирается в нижней камере и вытекает из нее через специальный штуцер. В межтрубном пространстве параллельно газовому потоку или противотоком к нему движется газообразный или жидкий охлаждающий агент. В зависимости от природы паро-газовой смеси и хладоагента детали конденсатора изготовляются из различных материалов в некоторых случаях поверхности, соприкасающиеся с парогазовой смесью или хладоагентом, покрываются защитным слоем лака, эмали и др. [c.164] Сущность постадийного метода расчета в данном случае состоит в том, что высота трубы (расчет ведется для одной трубы конденсатора) разбивается на несколько участков (слоев), по длине которых принимаются постоянными все показатели, входящие в расчетные уравнения. Длина каждого участка не одинаковая наименьшая она для тех участков, в которых происходит конденсация пара в объеме (образование капель и конденсация на них паров), так как в этом случае особенно сильно изменяются показатели процесса по длине трубы. [c.166] Поскольку скорость образования капель существенно зависит от величины пересыщения пара, то вначале определяют пересыщение пара на входе газа в участок, а затем на основе полученного значения выбирают длину участка. [c.166] С помощью описанного метода выполнены расчеты процесса конденсации паров глицерина и серной кислоты в трубе, охлаждаемой снаружи водой. Каждый из расчетов проводится в двух вариантах, с использованием для вычисления скорости образования зародышей уравнений Френкеля (1.53) и Беккера и Деринга (1.34). Техника вычислений отражена в приведенном ниже примерном расчете процесса конденсации серной кислоты (стр. 170). [c.166] В таблице 5,5 приведены исходные данные, которые приняты в основу расчетов, а в таблице 5.6—результаты расчетов. [c.166] Из данных табл. 5.6 видно, что численная концентрация тумана, полученная в результате расчета по уравнению Беккера и Деринга, значительно выше численной концентрации, полученной расчетом по уравнению Френкеля. [c.166] Давление пара серной кислоты в газе на входе в трубы, лш р/п. ст. [c.167] Численная концентрация тумана Л/, слг . . . Средний радиус капель г, см. [c.167] Полученная зависимость объясняется тем, что при меньшем р образование зародышей начинается позже и продолжается более длительное время, так как рост капель замедляется, а максимальное пересыщение пара достигает более высокого значения (рис. 5.8). [c.167] Очевидно, что при некотором значении р численная концентрация тумана N достигает максимального значения, а затем при дальнейшем снижении р уменьшается до N=0- Это объясняется тем, что при этом значении р возникающее максимальное пересыщение пара максХ- кр.. [c.168] Измеренный объем воздуха после очистки от взвешенных частиц и ионов в ватном фильтре 2 и фильтре из металлических сеток 4 направляется в термостат 5, где нагревается, проходя через змеевик 6, и насыщается паром жидкости, находящейся в сосуде-испарителе 7. Далее воздух направляется по обогреваемой стеклянной трубке в конденсационную трубу 8 (длиной 2 м, внутренним диаметром 13 мм и наружным диаметром 16 мм), расположенную в трубе-холодильнике 9 (с внутренним диаметром 45 жж). Между конденсационной трубой и холодильником снизу вверх проходит вода. Конденсат собирается в сосуде 10, а отходящие газы выбрасываются в атмосферу. [c.168] Температура поверхности конденсации рассчитана на основании данных о температуре воды на входе в трубу и на выходе из нее. Из расчета следует, что температура поверхности изменяется незначительно по длине трубы, особенно в области образования зародышей, когда температура поверхности имеет наиболее важное значение. [c.168] У—воздуходувка 2—ватный фильтр 3—реометр 4—фильтр с металлическими сетками 5—термостат змеевик 7—сосуд-испаритель с жидкостью 5—конденсационная труба 5—холодильник / —сосуд для конденсата. [c.169] Вернуться к основной статье