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 Издание 3" Из приведенных данных видно, что в рассматриваемом процессе существует сложная зависимость между его показателями. Установленная зависимость не получила достаточно строгого математического оформления, поэтому в настоящее время отсутствуют надежные методы расчета дисперсности и численной концентрации тумана, образующегося при конденсации пара в таких условиях. Между тем данные показатели представляют большой интерес для решения разнообразных практических задач. В связи с этим ниже приводится описание приближенного постадийного метода расчета 2 дисперсности и численной концентрации тумана, образующегося при конденсации пара в трубе. Такой метод расчета может обеспечить точность, достаточную для оформления многих технологических процессов (постадийный метод расчета адиабатического процесса описан на стр. 74). [c.170] Скорость образования капель существенно зависит от величины пересыщения пара, поэтому вначале определяют пересыщение пара на входе газа в участок, а затем на основе полученного значения выбирают длину участка. [c.171] 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 (1.46) и (1.47). Техника вычислений отражена в примерном расчете процесса конденсации серной кислоты (стр. 176). [c.171] Внутренний диаметр трубы й, мм. [c.172] Из данных табл. 5.4 видно, что численная концентрация тумана, полученная в результате расчета по уравнению Беккера и Деринга, значительно выше численной концентрации, полученной по уравнению Френкеля. [c.172] С увеличением давления пара в газе на входе в трубу, при прочих равных условиях, численная концентрация тумана вначале увеличивается, достигает максимума, а затем снижается средний радиус капель увеличивается. На рис. 5.10 приведены данные для пара серной кислоты при температуре газа на входе в трубу 300 °С и температуре поверхности конденсации 40°С. [c.172] Так как при Р] — О и при р Р, 8 - I, а Л — -0, то в промежуточной области (когда О р Р) пересыщение 5 1 и численная концентрация 1, и, следовательно, имеют максимумы. [c.173] Из уравнений (5.4), (5.6), (5.11) и (5.12) видно, что коэффициент б и производная йр/йТ не зависят от скорости потока (при Ке 10 ) поэтому до тех пор, пока 5 5кр, аппаратурное оформление процесса конденсации пара на поверхности и скорость газового потока не оказывают существенного влияния на механизм образования пересыщенного пара и начальные условия конденсации пара в объеме. Но при 5 5кр увеличивается скорость газового потока, уменьшается время пребывания капель тумана в пересыщенном паре и снижается роль конденсационного роста капель. Процесс сдвигается в сторону образования все новых и новых капель, в результате значение N увеличивается, а г уменьшается. [c.173] Чтобы оценить степень точности выполненных расчетов (а следовательно, надежность приведенного метода) и установить, какое из теоретических уравнений для определения величины / является более надежным, был проведен ряд опытов по определению численной концентрации и среднего радиуса капель тумана, обра зующегося в трубчатом конденсаторе в установке, изображенной на рис. 5.12. Условия экспериментов соответствовали условиям, принятым в расчетах (стр. 175). [c.174] Температура поверхности конденсации рассчитана на основе данных о температуре воды на входе в трубу и на выходе из нее. Из расчета следует, что температура поверхности изменяется незначительно но длине трубы, особенно в области образования зародышей, где температура имеет наиболее важное значение. [c.174] В описанных опытах полнота очистки воздуха от взвешенных частиц и газовых ионов в фильтрах 2 и 5 не контролируется. Отсутствие ошибки подтверждается расчетом, из которого следует, что при остаточном содержании в воздухе взвешенных частиц до Ю см они не оказывают заметного влияния на численную концентрацию капель в газе на выходе из трубы, составляющую примерно 10 см . [c.175] Результаты опытов, проведенных с глицерином и серной кислотой при температуре поверхности конденсации /п. к=40°С и с серной кислотой при п. к = 104 °С, представлены в табл. 5.5, а основные расчетные и опытные данные для наглядного сравнения — в табл. 5.6. [c.175] Результаты опытов (см. табл. 5.5) показывают, что при повышении температуры поверхности конденсации (при прочих равных условиях) численная концентрация тумана уменьшается, а радиус капель увеличивается. Эти результаты согласуются с приведенными выше теоретическими выводами, сделанными при анализе уравнения (5.4). [c.176] Из табл. 5.6 следует, что экспериментальные данные для глицерина лучше согласуются с данными, полученными расчетом по уравнению Френкеля, а для серной кислоты — по уравнению Беккера и Деринга. [c.176] При оценке полученных результатов следует учитывать, что использованные в расчете данные о давлении насыщенного пара над 96,5%-ной серной кислотой являются приближенными, так как они получены интерполяцией нуждающихся в уточнении литературных данных 2 . [c.176] Основные условия расчета и обозначения приведены на стр. 172, а дополнительные — в тексте. [c.176] Образование пара серной кислоты протекает в газовой фазе выделяющееся тепло затрачивается на нагревание газа. Поэтому средняя разность между температурами газа и поверхности конденсации (внутренней стенки трубы), определяющая скорость процесса теплоотдачи, в данном случае более высокая, чем это следует из обычных расчетных формул. [c.176] Давление пара серной кислоты ро и общий объем газа, указанные на стр. 172, соответствуют полной ассоциации пара серной кислоты. Состав газа на входе в трубу при этих условиях приведен в табл. 5.7. Указанному составу газа соответствует 96,5%-ная концентрация конденсирующейся серной кислоты. [c.177] Техника вычисления основных показателей процесса отражена в приведенных ниже расчетах участков 1, 8 и 9. На участке 1 (начало процесса) рассчитывается процесс охлаждения газа и конденсации пара серной кислоты на поверхности трубы на участке 8 дополнительно рассчитывается процесс образования зар одышей, поскольку скорость этого процесса значительна (/=1,2-102) да участке 9 рассчитываются те же процессы, что и на участке 8, и дополнительно процесс конденсации пара на поверхности зародышей, образовавшихся в участке 8. [c.178] Вернуться к основной статье