ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Равновесие между жидкостью и паром в бинарных и тройных системах из кислорода, аргона и азота из "Аппараты и установки для производства аргона" Общие вопросы теории равновесия между жидкостью и паром. [c.10] Кинетика явлений, протекающих в ректификационных колоннах, связывается в настоящее время с диффузионными, массообмен- ыми процессами [38]. На массообмен между контактирующи-мися паровой и жидкостной фазами, естественно, влияет разность температур, но она не является его первопричиной. Непрерывное нарушение равновесия между фазами происходит лз-за противотока жидкости и пара в разделительном аппарате. В результате контакта неравновесных по составу фаз возникает процесс массообмена, поскольку естественное распределение каждого компонента смеси направлено к выравниванию его химических потенциалов в системе жидкость—пар. Именно разность химических потенциалов является движущей силой процесса. При этом диффузионный поток каждого компонента через поверхность контакта будет направлен в сторону фазы с меньшим значением его химического потенциала. [c.10] Уг и у — мольные доли компонентов в паровой фазе (Уг + + У =- 1). [c.10] Как видно из последнего выражения, при р 1 р yi Xi, т. е. концентрация высококипящего компонента i в паре меньше, чем в жидкости. [c.11] Реальный пар, состоящий из компонентов воздуха, не является идеальным газом, в связи с этим в ряде термодинамических расчетов при изотермических процессах приходится оперировать специальной функцией /, названной летучестью [13]. С помошью летучести, введенной в уравнения идеального газа Льюисом, можно определять значения термодинамических параметров реальных газов. Непосредственное использование уравнений состояния реальных газов, содержащих иногда целый ряд Бириальных коэффициентов, приводит обычно к сложным, громоздким выражениям. Летучесть заменяет в уравнении идеального газа давление и отличается от него тем больше, чем больше отклонение реального газа от идеального. Таким образом, летучесть представляет собой идеализированное, исправленное давление, с помощью которого свойства любого реального газа приближаются к свойствам идеального газа. [c.11] Здесь С и Ац, — коэффициенты, определяемые экспериментально для соответствующих бинарных систем. [c.14] Давление насыщенного пара кислорода, аргона и азота в зависимости от температуры можно определить по графикам, представленным в работе [38]. [c.14] Иначе обстояло дело с изучением бинарной системы кислород—аргон, хотя первые исследования ее фазового равновесия были проведены Инглисом еще в 1906 г. В 1936 г. были опубликованы данные П. 3. Бурбо и И. П. Ишкина по изучению системы кислород—аргон 6]. [c.16] Для исследования фазового равновесия системы кислород— аргон авторы применили так называемый лейденский метод, в основе которого лежит измерение температуры и давления в конце конденсации смеси определенного состава. Состав равновесного пара вычисляется затем аналитически. В результате исследований были построены диаграммы Т—х—t/ для трех давлений 1,0 1,43 и 2,0 ата и составлены таблицы равновесных фаз для трех изотерм 87 90 и 95° К. Эти данные, несмотря на имевшие место погрешности (возможное наличие примеси азота в смеси, а также применение по отношению к паровой фазе зависимостей идеального газа) и сравнительно узкий диапазон давлений, до последнего времени служили основой при расчете аргонных колонн. [c.16] В 1948 г. Вайсхаупт [67] получил зависимости по равновесию фаз бинарной системы кислород—аргон путем экстраполяции фаз экспериментальных данных по равновесию фаз тройной системы кислород—аргон—азот при 1000 мм рт. ст. Однако неточность вычислений (из-за раздельной экстраполяции значений по составу пара и жидкости) ограничивает возможности использования этих данных. [c.16] Исследованию равновесия жидкость—пар в системе кислород—аргои при температуре 90 99 и 106° К посвящены работы Кларка, Дина и Робба, опубликованные в 1954 г. Экспериментальное исследование проводилось ими статическим методом и поэтому, как указывают сами авторы, было возможно нарушение равновесия между жидкостью и паром. В то же время авторы пришли к выводу, что паровая фаза смеси аргон—кислород отклоняется от законов идеальных газов, и предложили эмпирические уравнения для вычисления упругости пара над жидкими смесями в зависимости от температуры и состава. Кроме того, было предложено уравнение, по которому, в зависимости от температуры и состава жидкости можно вычислить относительную летучесть компонентов [36]. [c.16] В табл. 2 и на рис. 2 приведены данные ВНИИкимаша [38], характеризующие равновесие жидкость—пар в системе кислород—аргон. Из рис. 2 видно, что в области больших содержаний кислорода и особенно аргона разность составов фаз чрезвычайно мала. Этим обстоятельством и вызываются весьма малые концентрационные напоры в колоннах сырого аргона и нижней части верхней колонны воздухоразделительных аппаратов. [c.17] Для расчета процесса ректификации в аргонных колоннах построены г/2—а з диаграмма (р = 1,36 ата) для аргона (до 100%) с линиями постоянной концентрации азота (г/з = 40% и Хз = 20%) и Уз—Хз диаграммы для азота уз до 40 и 4% и Хз до 40 и 30%). [c.24] Более полные данные по равновесию фаз бинарных и тройных систем, состоящих из кислорода, аргона и азота, и соответствующие диаграммы имеются в книге [38]. [c.24] Вернуться к основной статье