ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Образование тумана над поверхностью теплой жидкости. б Получение тумана высокой весовой концентрации из "Теоретические основы образования тумана в химических производствах" Несмотря на то что процесс образования новой фазы представляет значительный интерес, до сего времени отсутствуют экспериментальные данные, подтверждающие справедливость теоретических формул , предложенных для вычисления скорости образования новой фазы. [c.64] Приведенные вЬтше данные по образованию тумана при смещении газов в струе могут быть использованы для определения скорости образования новой фазы, а также для определения скорости роста капель в пересыщенном паре. [c.64] В опытах по определению критического пересь щ,ения пара воды в свободной струе туман наблюдался на некотором расстоянии от сопла (см. рис. 9). Между тем из гидродинамики свободной струи следует, что смешение газов происходит уже в самом начале струи. При этом линия максимального пересыщения пара также начинается у сопла (см. рис. 10, кривая /). Отсутствие тумана в начальном участке струи при достаточном пересыщении пара (что подтверждается образованием тумана в основном участке струи) объясняется тем, что скорости потока по осям л п у в начальном участке струи весьма велики. Позтому время пребывания газовой смеси в зоне максимального пересыщения пара оказывается недостаточным для того, чтобы произошло образование капель тумана и чтобы эти капли выросли до больших размеров. [c.64] Для определения скорости роста центров конденсации может быть также использована установка, принципиальная схема которой изображена на рис. 25 (стр. 96). [c.65] Между пластинами, смоченными жидкостью и имеющими разную температуру, образуется пересыщенный пар, что приводит к конденсации паров в объеме и образованию капель жидкости. Количество этих капель зависит от величины возникающего пересыщения пара, т. е. от разности температур между пластинами. Изменяя температуру пластин, можно подобрать такое пересыщение, при котором количество образующихся капель поддается подсчету, а тогда можно определить и скорость образования ново11 фазы. [c.65] Размер образующихся капель в этом случае также можно измерить, а это позволяет установить скорость роста капель и, следовательно, скорости процессов передачи массы и тепла. [c.65] В присутствии газовых ионов образующиеся капли заряжены. Поэтому скорость их осаждения может регулироваться электрическим полем. [c.65] Туман образуется над жидкостью, имеющей более высокую температуру, чем окружающий воздух. Слой воздуха у поверхности жидкости нагревается до температуры этой жидкости и насыщается ее парами. В результате последующего смешения этого слоя воздуха с более холодными лежащими выше слоями воздуха (вследствие конвекционных токов) образуется туман. [c.65] При расчете принималось, что воздух, прилегающий к поверхности воды, полностью насыщен парами, а его температура равна температуре воды. [c.66] Опыты показали, что начало образования тумана над поверхностью теплой воды происходит при пересыщении порядка 1,01, что соответствует критическому пересыщению паров воды в неочищенном воздухе, содержащем взвешенные частицы радиусом более 10 (см. табл. 1). [c.66] Па рис. 16 приведены результаты расчета начальных условий образования тумана над поверхностью воды в атмосферном воздухе при влажности 60 и 80 /о. [c.66] Техника расчета состояла в следующем. Для нескольких температур окружающего воздуха, отложенных на оси ординат, по уравнениям (3.43), (3.11), (3.44) и (3.45) находились такие температуры воздуха, прилегающего к поверхности воды и насыщенного парами воды, при которых максимальное пересыщение паров, возникающее при смещении, составляло 1,01. По полученным таким образом данным построены кривые. [c.66] В таол. i 1 приведены температуры, при которых начинается образование тумана над поверхностью воды при различных значениях критического пересыщения пара воды. [c.67] Из данных табл. 11 видно, что критическое пересыщение сильно влияет на температуру, при которой начинается образование тумана. Изменение пересыщения пара на 0,01 соответствует изменению температуры примерно на 2°. [c.67] Смирнов предложил способ, состоящий в том, что на поверхность жидкости, имеющей температуру, близкую к температуре кипения, наливают другую жидкость со значительно более низкой температурой кипения. Вследствие интенсивного испарения более низкокипящей жидкости она находится на поверхности первой жидкости в сфероидальном состоянии. По наблюдениям Смирнова образование тумана происходит в зазоре между сфероидом и впадиной на поверхности жидкости, на которой находится сфероид. [c.67] Таким образом, описанный метод является конденсационным методом, что и подтверждается результатами измерения электрического заряда образующихся капель При смешении газов весовая концентрация тумана определяется уравнением (1.10) и находится в прямой зависимости от возникающего пересыщения пара. Так как возникающее пересыщение тем выше, чем больше разность между температурами смешивающихся потоков и чем больше разность между давлением паров в этих потоках, то и весовая концентрация тумана определяется этими же величинами. Но давление паров первой жидкости р является функцией ее температуры а давление паров первой жидкости в парах второй жидкости (Рз) равно нулю, поэтому весовая концентрация тумана будет тем выше, чем больше и меньше Т — температура второй жидкости. Это и подтверждается экспериментальными данными Смирнова. [c.68] Расчет произведен по уравнениям (3.10) и (3.11). [c.69] Из данных табл. 12 видно, что максимальная весовая концентрация зависит ог температуры смешивающихся потоков, г. е. от содержания паров в них, а также от природы инертного газа. [c.69] Эти данные достаточно убедительно подтверждают возможность получения таким способом тумана высокой весовой концентрации. [c.69] Вернуться к основной статье