ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дисперсность и численная концентрация тумана, образующегося в трубчатых конденсаторах из "Теоретические основы образования тумана при конденсации пара Издание 3" Ниже приводится вывод уравнения для с1р1с1Т, который дает представление о зависимости показателей процесса при конденсации пара в трубе, охлаждаемой снаружи, при условии 5 5кр. [c.164] Первое слагаемое правой части уравнения выражает скорость процесса конденсации пара на поверхности, второе — скорость процесса конденсации пара на поверхности капель, изменяющихся в газовой смеси, и третье слагаемое определяет скорость перехода пара в жидкое состояние в результате образования зародышей. [c.165] Первое слагаемое правой части уравнения (5.35) выражает количество тепла, передаваемого газом охлаждающей поверхности второе — выражает тепло конденсации пара, конденсирующегося на поверхности присутствующих в газе капель, и третье слагаемое выражает тепло конденсации, выделяющееся в результате образования зародышей. Третье слагаемое по сравнению с первыми двумя мало, и его можно не учитывать. [c.165] При турбулентном движении газа k = 0,8. [c.166] Образование капель приводит к увеличению dp/dT и уменьшению S, что, в 1СВ0Ю очередь, способствует снижению скорости образо- вания зародышей. Вначале произведения АС и ВС име-1ют незначительную величину и не оказывают заметного влияния на возникающее пересыщение пара. В дальнейшем, в результате роста величин и г, а также уменьшения ф, произведения АС и ВС значительно увеличиваются и Y становится больше единицы, а Z, пройдя через нулевое значение, становится отрицательной величиной. При этом пересыщение S резко снижается и образование зародышей быстро прекращается. [c.167] В зависимости от концентрации пара и условий охлаждения газовой смеси АС и ВС могут достигать больших значений и превышать разности р — Р2 и Т — Т2 в уравнении (5.38). [c.167] На рис. 5.7 показано изменение отношений АС1 р — рг) и ВС/(Г — Г2) по длине трубы при конденсации пара серной кислоты. Первое из них выражает отношение количества пара, конденсирующегося на каплях, к количеству пара, конденсирующегося на поверхности трубы второе — отношение количества тепла конденсации, выделяющегося на поверхности капель, к количеству тепла, передаваемому поверхности конденсации. [c.167] Из рисунка видно, что указанные отношения продолжают увеличиваться и после того, как процесс образования зародышей закончится. Это объясняется тем, что на поверхности капель происходит интенсивная конденсация пара. Когда процесс образования зародышей прекратится (при длине трубы 750 мм), на каплях конденсируется примерно такое же количество пара, что и на поверхности трубы. При длине трубы 775 мм на каплях конденсируется почти в 100 раз больше пара, чем на поверхности трубы. Аналогично можно сказать и о количестве тепла, выделяемого на каплях, по отношению к количеству тепла, передаваемого стенке. [c.168] При наличии в газе центров конденсации (пылинок и взвешенных частиц) и при ничтожной скорости образования зародышей численная концентрация капель N величина постоянная. Кроме того, в результате конденсации пара на центрах конденсации радиус капель становится практически одинаковым и достаточно большим, поэтому ф 1. Уравнение (5.38) упрощается и проинтегрировать его не представляет труда. [c.168] Приведенный выше вывод уравнения для йр 1Т довольно громоздкий и его решение связано с большими трудностями. Еще более сложной в рассматриваемом случае (т. е. при конденсации пара на поверхности) будет зависимость 5 от т, когда одновременно с конденсацией на поверхности происходит образование зародышей. Действительно, чтобы получить значение производной с15/с1х, необходимо подставить значения производных йр/йт и йТ/йх из уравнений (5.34) и (5.36) в уравнение (1.7). [c.168] Приведенные выше теоретические данные позволяют определить условия процесса, при которых пар жидкости конденсируется на поверхности с любой заданной степенью полноты 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. Туман выделяют далее из газа в пористых, волокнистых, центробежных (циклонах) или электрических фильтрах. Но выделение капель тумана в фильтрах происходит тем эффективнее, чем больше размер капель. Поэтому в тех случаях, когда процесс проводится с образованием тумана, желательно создавать условия, при которых обеспечивается образование возможно более крупных капель, легко выделяемых затем в фильтрах. [c.168] Механизм образования тумана во всех аппаратах состоит в том, что по мере охлаждения газа повышается пересыщение пара и по достижении достаточно большой величины происходит конденсация пара на ядрах конденсации или гомогенная конденсация и рост зародышей в пересыщенном паре. [c.169] Несмотря на одинаковый механизм образования тумана, каждый тип конденсационного аппарата имеет свои особенности, которые следует учитывать. [c.169] Трубчатые конденсаторы широко используются в разнообразных производственных процессах для выделения пара из газов, так как они просты, высокопроизводительны и обладают малым гидравлическим сопротивлением. [c.169] В целях увеличения скорости протекающих процессов в трубах и межтрубном пространстве конденсатора иногда предусматриваются различные устройства, турбулизирующие потоки. Эти устройства не меняют существа протекающих процессов, состоящи. в том, что в результате соприкосновения с более холодной поверхностью труб происходит охлаждение газа и конденсация на этой поверхности содержащегося в газе пара. При этом пересыщение пара обычно вначале повышается, достигает некоторого максимального значения, а затем снижается (см. рис. 5.4). Если максимальное пересыщение пара достаточно велико, наступает гомогенная конденсация пара и образование зародышей. Дальнейшая конденсация пара происходит на поверхности труб, на поверхности капель-зародышей и в результате образования новых зародышей. На рис. 5.9 показана схема процесса конденсации пара в трубах конденсатора при одновременной конденсации пара на поверхности и в объеме. [c.170] Вернуться к основной статье