ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конденсация паров в объеме и рост капель в пересыщенном паре из "Производство серной кислоты из сероводорода по методу мокрого катализа" Теория образования капель в пересыщенных парах разработана пока недостаточно. Имеющиеся данные освещают лишь общие закономерности процесса и не могут быть использованы для определения количества и размеров капель, образующихся в практических условиях конденсации паров в объеме. Поэтому рассматриваемые в данном разделе положения хотя и не могут осветить вопрос с предельной полнотой, но все же позволяют составить известное представление о влиянии различных факторов на размер капель тумана, а также установить оптимальные условия процесса конденсации паров серной кислоты в производственных условиях. [c.71] Рассмотрим процесс конденсации паров в охлаждаемой снаружи трубе при постоянной температуре поверхности конденсации Та по всей длине трубы. Предположим, что пересыщение пара достигает критической величины в сечении И—II (рис. 13). После образования капель начинается коагуляция, в процессе которой число капель уменьшается, а размер их увеличивается. Это приводит к понижению давления насыщенного пара над каплями и, следовательно, к конденсации паров на поверхности капель. Вследствие выделения тепла конденсации температура капель становится выше температуры окружающей парогазовой смеси и происходит теплоотдача от капель к газу. [c.71] Из рис. 15 и 16 видно, что принципиального различия между обоими случаями нет, но существует количественное различие, оказывающее весьма существенное влияние на конечные результаты. С увеличением пересыщения пара скорость образования капель резко возрастает, поэтому в первом случае за короткий период пребывания газа на участке трубы от 4 до /3 образуется небольшое количество капель. В дальнейшем размеры этих капель значительно увеличиваются вследствие коагуляции и конденсации паров, оставшихся в парогазовой смеси после объемной конденсации. [c.72] Из приведенных данных можно сделать следуюший важный практический вывод чем меньше максимальное пересыщение пара превышает его критическое пересыщение, тем более моно-дисперсен туман на выходе газа из конденсационного аппарата и тем крупнее капли тумана. [c.73] При расчете одновременной конденсации паров на поверхности и в объеме обычно требуется определить давление паров р в газе на выходе из конденсатора, количество капель N в единице объема газовой смеси и радиус капель г. Количество конденсирующихся паров определяется скоростью трех процессов конденсации паров на поверхности трубы, конденсации паров на поверхности капель и образования капель в результате конденсации в объеме. [c.73] —абсолютная температура поверхности капли, °К Рн( г) Рн(Т к)—давление насыщенного пара у поверхности конденсации и у поверхности капли, ат. [c.73] Р—общее давление газовой смеси, ат. [c.74] Однако при конденсации паров в объеме одновременно с коагуляцией капель происходит образование все новых и новых капель. В этом случае уравнение скорости коагуляции капель будет более сложным. [c.75] Величина давления насыщенного пара у поверхности капли р (Гк), входящая в уравнение (III, 44), определяется по уравнению (III, 34). При этом температура капли устанавливается по закону влажного термометра и может быть определена из уравнения (III, 37), поскольку массопередача и теплопередача происходят через пограничный слой, прилегающий к поверхности капли. [c.75] Где L—теплота конденсации жидкости, кал г. [c.75] —средний молекулярный вес газовой смеси. [c.75] На основании уравнений (III, 38) и (III, 59) можно установить, что для капли, взвешенной в спокойном газе т—0 [в уравнении (III, 38)]. В турбулентном потоке вследствие турбулентных пульсаций происходит перемещение капель по отношению к газовому потоку, поэтому здесь т 0. При этом значение коэффициента т возрастает с увеличением числа Рейнольдса Re. [c.77] Рн( т)—давление насыщенного пара при температуре, показываемой термометром, смоченным жидкостью. [c.77] Скорость теплоотдачи от основного газового потока к поверхности трубы выражается уравнением (Г — Т ). [c.77] Однако этот процесс замедляется, так как тепло конденсации паров на поверхности капель и тепло конденсации паров в объеме с образованием новых капель практически полностью передается газовому потоку. [c.77] Влияние передачи тепла каплями путем лучеиспускания на скорость конденсации паров на каплях не учтено, так как в условиях конденсации паров серной кислоты в процессе мокрого катализа это влияние незначительно . [c.78] Для определения величины пересыщения пара 5, которая входит в уравнения (III, 49) и (III, 64), следует проинтегрировать уравнения (III, 48) и (III, 63) и, получив значения р и Г, подставить их в уравнения (III, 32) и (III, 34). Однако решение получаемых при этом уравнений связано с большими трудностями вследствие сложной зависимости рассмотренных процессов от ряда условий. [c.78] Для процесса конденсации паров на участке конденсационной трубы от /=0 до /2 (рис. 15, кривая /), т. е. до тех пор, пока / 1 и, следовательно, 5 5 р. расчет проводят по обычным формулам для конденсации паров на поверхности (поскольку не происходит конденсация паров в объеме). На участке трубы от 4 до /3 при расчете необходимо учитывать все протекающие процессы, используя для этого приведенные выше формулы. На участке конденсационной трубы от до ее конца приведенные уравнения упрощаются, так как / = 0 и потому новые капли не образуются. [c.78] В практических расчетах части конденсатора, в которой возникающее пересыщение превышает критическую величину, т. е. при /=/3. делят эту часть трубы на несколько участков А/ и определяют по приведенным формулам все требуемые показатели (Др, М и др.). При этом принимают, что все входящие в эти уравнения величины постоянны на участке А/. Полученное приращение рассчитываемого параметра прибавляют к его значению в начале участка и получают начальное значение параметра на следующем участке. Пример такого расчета приведен в главе IV (стр. 90). [c.79] Вернуться к основной статье