Фазовые в конденсированных система

Возможен механизм образования фазовых контактов, обусловленный пересыщением или переохлаждением системы. Например, на первоначальной стадии спекания пары спекаемого вещества, насыщенные по отношению к частицам, будут пересыщенными в зоне контакта (отрицательная кривизна) между частицами в соответствии с уравнением Кельвина (И.169), Поэтому они конденсируются в местах контакта и точечные контакты между частицами будут переходить в фазовые (рис. VII. 16). Такой же механизм образования фазовых контактов может быть и в системах с жидкой дисперсионной средой при наличии в ней растворенных веществ. Интересен механизм, называемый снежным>. Когда [c.385]

Примеры фазовых диаграмм двух- и трехкомпонентных смесей приведены в гл. 5 (рис. 5.20 и 5.30). Обычно на таких диаграммах переменными являются только температура и состав, так как влияние давления на конденсирующиеся фазы невелико. На рис. 5.28 показано влияние давления на изменение растворимости на примере системы твердая фаза — жидкость, однако подобное можно ожидать и для систем жидкость — жидкость. [c.352]

НО, чтобы стадии конденсации в ректификационной колонке были полностью разделены. В некоторой степени фракционирование происходит почти Б любом приборе для простой перегонки, поскольку пар частично конденсируется на стенках колбы и трубки, ведущей к холодильнику, и затем повторно испаряется при соприкосновении с горячим паром, поднимающимся в системе. (Это же явление вызывает основную трудность при построении фазовых диаграмм, так как при этом нужна уверенность, что анализируемый пар характеризует одно и только одно равновесие.) Улучшить ректификационные колонки для перегонной аппаратуры можно, увеличив поверхность соприкосновения между газом и жидкостью. Во-первых, этого можно достигнуть, вставив простую стеклянную трубку между насадкой с холодильником и горлом кипятильной колбы, кроме того, эту трубку можно набить наполнителем (насадкой), увеличивающим ее внутреннюю поверхность. Трубка длиной приблизительно 1 м, наполненная свободно уложенными стеклянными спиральками и нагреваемая электрическим нагревателем примерно до температуры кипения жидкости, часто позволяет получить очень высокую степень разделения компонентов (см. рис. 35.7,6). Ясно, что наполнить колонку намного легче, чем изготовить колонку с тарелками. [c.178]

Поскольку степень разделения весьма сильно колеблется от одной колонки к другой, удобно ввести некоторую количественную меру эффективности колонки. Введем с этой целью понятие теоретической тарелки. Предположим, что имеется установка, состоящая из кипятильного сосуда, ректификационной колонки и конденсирующей насадки ( головки ). После прогрева этой системы до установления стационарного состояния, при котором конденсат с верха колонки полностью возвращается в нее, отметим температуру вверху колонки. Возьмем пробы конденсата из головки и жидкости из кипятильного сосуда и проанализируем их. На соответствующей диаграмме Г — X отметим составы жидкости из головки и жидкости из сосуда и определим число равновесий жидкость — пар, теоретически необходимых для получения пара такого состава. При полном возврате конденсата в колонку число равновесий равно числу ступенек (см. рис, 35.6), необходимых для того, чтобы перейти от состава конденсата в головке к составу жидкости в кипятильном сосуде. Это число и является числом теоретических тарелок. Если бензольно-толуольная смесь в кипятильном сосуде имела состав а пар, собирающийся в головке, состав Хе, то по фазовой диаграмме на рис, 35.6 можно установить, что прибор в целом имеет пять теоретических тарелок, а колонка — четыре, поскольку кипятильный сосуд равноценен одной теоретической тарелке. [c.178]

Возвращаясь к диаграмме состояния серы, мы можем отметить, что на рис. 32 точки А я С отвечают стабильному, а точка О — метастабильному равновесию двух конденсированных фаз с отвечающим им насыщенным паром. Если давление повышается, то пар конденсируется, и система становится конденсированной двухфазной. Соотношение давления и температуры, при которых могут существовать подобные равновесные двухфазные конденсированные системы, описывается соответственно линиями АВ и СВ и линией метаста-бильного равновесия ОВ, а также продолжением последней ВР, отвечающей уже стабильному равновесию серы жидкой и серы ромбической. Все эти линии наклонены вправо, так как каждое фазовое превращение, связанное с поглощением теплоты, сопровождается увеличением объема. [c.166]

Рассмотрим вначале, как влияет смачивание на процесс конденсации. Пусть капля жидкости конденсировалась на гладкой поверхности твердого тела (например, на стенке конденсатора). При этом образуются две новые поверхности раздела фаз (жидкость— газ и жидкость — твердое тело), а площадь контакта между твердым телом и газовой фазой уменьшается. В целом свободная поверхностная энергия системы возрастает. Поэтому для начала конденсации необходимо создать достаточно большое пересыщение пара, чтобы уменьшение энергии Гиббса при фазовом переходе пар — жидкость скомпенсировало увеличение свободной поверхностной энергии. Соответственно, чем меньше прирост свободной поверхностной энергии Д/ пв (при данном объеме образовавшейся капли), тем легче осуществить конденсацию пара (меньше необходимое пересыщение). [c.213]

Как теплоноситель воду используют в различных системах теплообмена. Теплота фазового перехода жидкость-газ у воды значительно выше, чем у других веществ, поэтому конденсирующийся водяной пар - самый распространенный теплоноситель. Высокая теплоемкость, простота регулирования температуры в зависимости от давления, высокая термическая стойкость - основные преимущества перед другими теплоносителями водяного пара и воды (это уникальные теплоносители при высоких температурах). Воду используют также как хладоагент для отвода тепла в экзотермических реакциях, охлаждения атомных реакторов. В целях экономии расхода воды часто применяют оборотную воду - воду, исиользованную и возвращенную в производственный цикл. [c.29]

Изменения, происходящие вдоль кривой с уменьшением объема, наблюдаются при фазовом переходе газ — жидкость. Участок кривой до точки а соответствует сжатию газа. Прямая а — Ь характеризует линию фазового перехода. На этом участке пары конденсируются в жидкость, поэтому объем системы уменьшается, а давление остается постоянным. В точке Ь весь пар конденсируется в жидкость, которая практически несжимаема. Поэтому дальнейшее уменьшение объема приводит к резкому возрастанию давления. [c.197]

Наконец, дополнительные усложнения возникают в системах с фазовыми переходами (например, жидкая вода — пар) возникают нестабильности, циклические вариации давления и скорости в трещинах даже при неизменных граничных условиях объясняется это тем, что несмачивающая фаза (пар) не может поддерживать давление, достаточное для ее непрерывного потока, и жидкая фаза временно перекрывает самые узкие каналы, заставляя давление пара увеличиваться — до прорыва узкого места . Вместе с тем, перемещение паровой фазы возможно и путем фазового перехода пар конденсируется на входе в водяную пробку , а вода испаряется на выходе из нее [31 ]. [c.63]

Для иллюстрации влияния состава углеводородов на фазовое состояние бинарных смесей при различных значениях температуры рассмотрим схематическую фазовую диаграмму давление-состав для бинарной смеси (рис. 57). Составы сосуществующих газовой и жидкой фаз на этих кривых определяются в конечных точках отрезков постоянного давления. Бинарная система с молярной долей более летучего компонента лд при изотермическом сжатии начинает конденсироваться в точке Д. При этом состав жидкой фазы будет характеризоваться молярной долей легкого компонента [c.127]

Контактная конденсация с исследованием газожидкостной смеси постоянной массы в замкнутой системе позволяет определить давление начала конденсации пластовой или модельной газоконденсатной смеси объем конденсирующейся жидкости при снижении давления от пластового до минимального, зависящего от объема исследуемой смеси, и произвести построение на основе этих данных изотерм контактной конденсации. Контактная конденсация соответствует фазовым процессам, происходящим при движении пластовой смеси в подъемнике (скважине), промысловых трубопроводах и сепараторе. При наличии изотерм контактной конденсации, снятых при различных температурах в диапазоне от минус 20°С до плюс 200°С, при постоянном содержании конденсата, строится фазовая диаграмма исследуемой смеси. Определение точки давления начала конденсации Рн.к. - наиболее сложная часть исследования. Первый насос (рис. 2), подключенный к верху камеры PVT, ставится на малый ход и начинается откачивание ртути при снижении давления в системе. Этот процесс можно проводить непрерывно или ступенями через 1,0-2,0 МПа с последующей стабилизацией до 1 ч. Необходимо помнить, что при уменьшении давления граница раздела ртуть-смесь будет смещаться вверх. Чтобы не было ощибок в определении объемов при снятии замеров, границу раздела необходимо возвращать на первоначальную отметку по реперу, работая спаренными насосами. [c.16]

Температура кипящего конденсата в теплообменнике 1 зависит от его состава и давления после дросселя. Эта температура практически и определяет степень очистки разделяемой смеси в криогенном блоке. В связи с тем что другие углеводороды- конденсируются при температуре более высокой, чем температура конденсации метана, задача концентрирования метана в криогенном блоке сводится, как это отмечалось выше, к отделению водорода от метана. Таким образом, чистота про-дукционого водорода будет зависеть от условий равновесия между паром и жидкостью в сепараторе 2. Это позволяет использовать с достаточно высокой степенью точности для оценки чистоты получаемого водорода данные по фазовому равновесию системы — СН . Эти данные для четырех изотерм - 90,3 103,1 110,0 и 127,0 К приведены в табл. 22. [c.123]

Во-вторых, избыток спирта начинает испаряться, и содержание его в паровой фазе повышается. Одновременно в паровой фазе нефтяной системы возможны процессы частичной конденсации паров, что приводит к появлению микрокапель жидкости. В условиях эксперимента это приводит к сорбции поверхностно-активных молекул спирта на поверхности микрокапель, что оказывает влияние на фазовое равновесие жидкость-пар. Так, понижение поверхностного натяжения микрокапель за счет сорбции молекул спирта приводит к уменьшению радиуса термодинамически стабильных микрокапель, а следовательно, к повышению давления насыщенного пара и торможению процесса испарения. Понижение радиуса микрокапель конденсирующегося пара может происходить в системе при избытке спирта также и вследствие процесса диссоциации взаимодействующих молекул. [c.113]

Если система конденсирована, то небольшие давления мало отражаются на равновесии. Поэтому при исследовании конденсированных систем при атмосферном давлении, как это обычно делается, можно без ощутимой погрешности принять давление постоянным. Действительно, если ограничиться рассмотрением свойств системы при р= onst и выбрать это давление большим, чем давление насыщенных паров смесей любого состава, то в системе не будет газообразной фазы. Число переменных уменьшается до двух. Изображение зависимости между ними может быть выполнено на плоскости в координатах T=f X). Построенную диаграмму называют изобарической диаграммой равновесного состояния конденсированной системы. В литературе вместо этого точного, но слишком длинного термина обычно применяют более краткие, но неточные названия диаграмма состояния, диаграмма равновесия, концентрационно-температурная диаграмма, фазовая диаграмма, диаграмма [c.130]

Решеточные модели конденсир. состояния нашли широкое применение при термодинамич. рассмотрении практически всех физ.-хим. задач. Весь объем системы разбивается на локальные области с характерным размером порядка размера молекулы V( . В общем случае в разных моделях размер локальной области м.б. как больше, так и меньше v в большинстве случаев они совпадают. Переход к дискретному распределению молекул в пространстве существенно упрощает подсчет разл. конфигураций молекул. Решеточные модели учитывают взаимод. молекул друг с другом энергия взаимод. описывается энергетич. параметрами. В ряде случаев решеточные модели допускают точные решения, что позволяет оценить характер используемых приближений. С их помощью возможно рассмотрение многочастичных и специфич. взаимод., ориентац, фектов и т. п. Решеточные модели являются основными при изучении и проведении прикладных расчетов растворов неэлектролитов и полимеров, фазовых переходов, критических яв.<1ений, сильно неоднородных систем. [c.419]

Тепловая теорема Нернста (7 32) относится к конденсиро ванным системам следовательно уравнение (7 36) в котором равенство,нулю константы интегрирования получено с помощью выражаемых этой теоремой закономерностей ограничено этим же условием Для реакций в газах / О Кроме того как это было сказано при рассмотрении закона Кирхгофа [см уравне ние (3 12)1 выражение АН при существовании фазовых превра щении и разрывов зависимости теплоемкости от температуры должно быть усложнено [c.133]

ДИАГРАММА ПЛАВКОСТИ, диаграмма состояния конденсиров. систем с числом компонентов 2 и более, характеризующая равновесие твердых фаз системы с жидкой фазой (расплавом, отсюда название) или, в более сложных случаях, с неск. жидкими фазами. Строится обычно в координатах состав — т-ра при пост, давлении. На такой диаграмме имеется совокупность линий (для двойной системы) или пов-стёй (для тройной системы), изображающих зависимость т-р начала и конца равновесной кристаллизации тв. фаз от состава системы при данном давлении (соогв. линии или пов-сти ликвидуса и солидуса). Над состоящей из неск. ветвей линией ликвидуса расположено фазовое поле жидкости, под линиями солидуса — поля тв. фаз. Области сосуществования жидкой и твердых фаз расположены между ликвидусом н солидусом. Если компоненты двойной системы не образуют хим. соед. и непрерывного ряда твердых р-ров, на Д. п. имеется одна эвтектич. точка, в к-рой т-ра и состав характеризуют расплав, находящийся в равновесии с двумя ТВ. фазами. Затвердевание расплава любого состава в этом случае заканчивается при эвтектич. т-ре совм. кристаллизацией обоих ТВ. компонентов в виде мех. смеси (см. Эвтектика). [c.153]

Для определения М. м. нелетучих соед. используют коллигативное св-во их сильно разбавл. р-ров, проявляющееся в том, что работа отделения растворенного компонента. ог р-рителя пропорциональна числу растворенных частиц, не зависит от их природы и описывается законами Рауля. Мерой мольной доли растворенного компонента служат измене ние т-ры, давления или о<5ъема системы по отношению к чистому р-рителю. В криоскопии измеряют понижение т-ры плавления илн замерзания смеси, в эбулиоскопии — повышение т-ры кипения р-ра. Благод я многократному-повторению актов разделения фаз при образовании пузырьков пара в эбулиоскопии (в отличие от Др. методов) разность т-р фазового перехода р-ра и чистого р-рителя можно реГиСт -рировать в течение довольно длит, времени Для определения М. м. использ. также изотермич. перегонку р-рйтел . При этом пробу р-ра исследуемого компонента вносят в ка--меру с насыщ. паром р-рителя (при данной т-ре) пары р-рителя конденсируются, т-ра р-ра повышается и после-уставов -ления равновесия вновь понижается по изменению т-ры судят о кол-ве выделившейся теплоты испарения, к-рая связана с М. м. растворенного в-ва. Эбулиоскопию й изотермич. перегонку иногда наз. паровой осмометрией. [c.349]

Физический смысл коэффициента затвердевания f можно выяснить при рассмотрении механизма образования кристаллической решетки льда из молекул пара [109]. При образовании элементарной ассоциированной группы, состоящей из пяти и более молекул пара, мгновенно выделяется энергия фазового превращения, которая должна столь же быстро отводиться от поверхности. Однако такой мгновенный отвод энергии с должной скоростью в действительности возможен только в условиях сравнительно редкого падения молекул пара на охлаждаемую поверхность, т. е. в условиях сверхвысокого и высокого вакуума. При повышении давления поступающего пара рс и, следовательно, увеличении количества молекул, поступающих в конденсатор, мгновенно выделяемая тепловая энергия несоизмеримо велика по сравнению с тепловой проводимостью системы. Выделившаяся при конденсации теплота не в состоянии быстро отвестись от поверхности только.незначительная часть теплоты отводится через стенку конденсатора к хладагенту, а основная часть тепла идет на спонтанное испарение сконденсировавшегося на поверхности пара. Неотводимая тепловая энергия расходуется на частичный самораспад (спонтанный распад) уже образовавшихся кристаллических групп. Такое рассмотрение вопроса находится в полном согласии с теорией конденсации Ленгмюра. Согласно этой теории все молекулы пара, попавшие на охлаждаемую поверхность, конденсируются на ней. Однако, если не будет осуществлен отвод выделяющейся тепловой энергии от поверхности, происходит обратное испарение этих сконденсировавшихся молекул. [c.118]

Как теплоноситель вода используется в различных системах теплообмена — в экзотермических и эндотермических процессах. Теплота фазового перехода Ж—Г воды значительно выше, чем для других веществ, вследствие чего конденсирующийся водяной пар является самым распространенным теплоносителем. Водяной пар и горячая вода имеют значительные преимущества перед другими теплоносителями — высокую теплоемкость, простоту регулирования температуры в зависимости от давления, высокую термическую стойкость и пр., вследствие чего являются уникальными теплоносителями при высоких температурах. Воду используют также как хладоагент для отвода теплоты в экзотермических реакциях, для охлаждения атомных реакторов, где необходима сверхдистиллированная вода. В целях экономии расхода воды применяют так называемую оборотную воду, т. е. использованную и возвращенную в производственный цикл. [c.33]

На рис. 15 представлена установка для разделения неоно-гелиевой смеси, обеспечивающая получение жидкого неона с содержанием примесей гелия не выше 10" % об. [66]. Условия разделения выбраны с учетом данных по фазовым соотношениям в системе гелий—неон [63]. Газовая смесь, сжатая до 2,5 Мн/м в компрессоре /, охлаждается до 78° К в теплообменниках 2 к 3 и в ванне 4 с жидким азотом. Дальнейшее охлаждение обеспечивается в про-тивоточном теплообменнике 5 и в теплообменнике 6, где смесь охлаждается до 25—26° К и где конденсируется неон. После отделения паровой фазы в отделителе жидкости 8 жидкость дросселируется до 0,12 Мн1м и поступает в колонну 9, где происходит практически полное отделение гелия. Установка рассчитана на непрерывную работу с коэффициентом извлечения неона до 97—97,5%. [c.101]

Образование ту.мана объясняется следующими причинам Известно, что если парциальное давление пара какого-нибу,ть вещества в газовой фазе больше давления его насыщенного пара, то будет происходить конденсация этого пара на какой-либо фазовой поверхности. Если же при этом отношение парциального давления з газовой фазе к давлению насыщенного пара больше некоторой величины, называемой критическим пересыщением, то пар может конденсироваться в самом газе (в объеме) с образованием мелких капель жидкости. Система, содержащая мелкие капли жидкости, взвешенные в газовой среде, и называется т у м а н о м. Величина критического пересыщения, при котором начинается объемная конденсация пара, зависит от природы пара, температуры и природы имеющихся в газе центров (или ядер) конденсации. Центрами конденсации могут быть имеющиеся в газе пылинки, а также ионизированные частицы газа. В пересыщенном паре, не содержащем взвешенных частиц и ионов газа, центры конденсации мог т образовываться самопроизвольно в результате местных изменений в плотности пара. [c.362]

Наряду с этими основными типами структур имеется множество различных двух- и трехфазных структур промежуточного типа. К их числу относятся, в частности, так называемые осевдокоа-гуляционные структуры, образуемые из структур с точечными атомными контактами, если их поместить в среду, насыщенную парами жидкой фазы. В этом случае пары жидкой фазы (например, воды из воздуха) конденсируются вблизи контактов, и в результате двухмерной миграции жидкой фазы образуется коагуляционный контакт. Вместе с тем в процессах структурообразования возможно возникновение и других структур смешанного типа, например, коагуляционно-кристаллизационных или конденсационных, образуемых коагуляционными и истинными фазовыми контактами между частицами твердой фазы в системах на минеральной или полимерной основе, т. е. структур дисперсных материалов. [c.15]

Определить тип залежи. углеводородов в них существующими методами практически невозможно. В частности для этих залежей характерно высокое содержание жидкой фазы в составе поступащей из скважины продукции (более 1000 см /м ). В подобных условиях фазовое поведение газоконденсатной смеси на поверхности в сепараторе практически не отличается от фазового поведения нефти. Объясняется это тем, что выделившийся из нефти растворенный газ обладает свойствами ретроградности, т.е, из него выделяется большое количество конденсата. Кроме того, при опробовании объектов с большим содержанием высококипящих углеводородов с малыми дэбитами газа (низкой скоростью в башмаке ШСГ) нарушается реальное (пластовое) соотношение жидких и газовых углеводородов. При низкой скорости газового потока на входе в НКТ в стволе скважины происходит перераспределение углеводородов высокомолекулярная часть С конденсируется и растет доля низкомолекулярной части фракции С по сравнению с пластовой системой, а в сепараторе выделяются углеводороды С облегченного состава, [c.28]