Скорость конденсации пара на поверхности капель

Ф—коэффициент учитывающий влияние радиуса капли на скорость конденсации пара на ее поверхности [уравнение (1.68)1 [c.73]

С учетом влияния стефановского потока скорость конденсации пара на поверхности капли увеличивается. В уравнении (1.67) это увеличение может быть отражено введением дополнительного множителя п [c.47]

Теплопередача в выпарных аппаратах происходит при изменении агрегатного состояния обоих теплоносителей. Поскольку теплопередача, как и все естественные процессы, всегда идет от высшего уровня к низшему, то температура конденсации пара должна быть выше температуры кипения раствора. Это означает, что давление пара в греющем пространстве каждого корпуса должно быть выше, чем в паровом. Разность температур в каждом корпусе выпарной установки бывает невелика. Она тем меньше, чем меньше полезная разность температур, т. е. разность между температурами пара, греющего первый корпус, и пара, поступающего в конденсатор, за вычетом всех температурных потерь и чем больше число корпусов. Поэтому поверхности выпарных аппаратов бывают значительными. Протекание теплоносителей в теплообменниках происходит под действием напора, создаваемого извне. В выпарных аппаратах в большинстве случаев скорость течения теплоносителей по трубкам определяется естественной циркуляцией, зависящей от разности удельных весов закипающего раствора, пронизанного пузырьками пара, и раствора, не содержащего паровых пузырьков, и многих других причин. Вторичный пар должен содержать как можно меньше капель и брызг раствора, иначе эти капли, удаляясь вместе с конденсатом, повлекут потерю продукта. [c.443]

Скорость испарения зависит от вероятности отрыва частиц жидкости, т. е. от прочности связи их с поверхностью, что, в свою очередь, зависит от природы жидкости. Скорость конденсации определяется главным образом числом ударов молекул пара о поверхность жидкости, т. е. давлением пара. Чем менее прочно связаны молекулы жидкости с ее поверхностью, тем вероятнее отрыв их, тем больше скорость испарения. Следовательно, тем большее давление пара необходимо, чтобы скорость конденсации стала равной скорости испарения, т. е. тем выше давление пара, отвечающее равновесию. Прочность связи молекул жидкости с поверхностью (скорость испарения) зависит не только от температуры и природы жидкости, но и от формы ее мениска. На выпуклом мениске, например на маленькой капле, прочность связи молекул с поверхностью несколько меньше. Вследствие этого и равновесное давление над такой поверхностью будет выше. [c.493]

Здесь q — количества вещества (конденсата), г. Было предложено большое количество конкретных выражений этой функциональной зависимости. В настоящее время считается, что наиболее точно скорость конденсации пара на поверхности капли, взвешенной в спокойном газе, описывается формулой Максвелла с поправкой Фукса. [c.63]

Процесс образования капель тумана в рассматриваемом случае зависит от многих факторов, которые определяют численную концентрацию тумана и его дисперсность. Образование зародышей (а затем и капель) начинается в точке пересечения кривых / и <3 при /г 0,6 (рис. 4.3). Скорость этого процесса (определяемая значением 5) вначале возрастает, достигает максимального значения, а затем резко снижается вследствие снижения 5 главным образом в результате конденсации пара на поверхности капель (радиус зародышей очень мал и составляет 10 см, поэтому снижение давления пара за счет их образования незначительно). Образующиеся капли движутся под действием сил термо- и диффузиофореза к поверхности, имеющей более низкую температуру, и осаждаются на ней. Капли во время движения увеличиваются в результате конденсационного роста и коагуляции. При этом все показатели, входящие в уравнения (1.46) и (1.55) и влияющие на скорость образования зародышей и их конденсационный рост [5, N. ф, Т, Р—Рг Тг) и др.], изменяются во времени, что затрудняет установление общей закономерности [c.130]

Для капли, взвешенной в спокойном газе, скорость конденсации и испарения пара на поверхности капли выражается уравнением [c.46]

На стадии конденсации заметную роль играет коагуляция, в частности, кинематическая коагуляция приводит к замедлению движения крупных капель, увеличивает скорость их тепловой релаксации. Процесс конденсации пара из парогазовой смеси, лимитируемый конвективной диффузией пара в среде, будет иметь различную интенсивность для одиночной капли и каили, движущейся с другими каплями. При групповом движении возрастает степень турбу-лизации газообразной среды, а также конвективный поток пара на каплю. На стадии испарения на радиационные характеристики поглощающей среды оказывают влияние капли, расположенные между контрольной каплей, и поверхностью теплообмена. [c.25]

Уточнению сомножителей в формуле для потока зародышей посвящено много работ. Я.И. Френкель [123] указал на необходимость учета внешних степеней свободы кластеров. Лоте и Паунд [127] ввели поправку в формулу (8.7.2.3) для учета поступательных и вращательных степеней свободы кластера и предложили выражение для множителя Вх. Однако при неизменном экспоненциальном множителе значение Вх, вычисленное по этому выражению, отличается от найденного по формуле (8.7.2.2) в 10 раз, и указанную поправку считают не соответствующей действительности. М. Фоль-мер [цит. по 128] при расчете стационарной конденсации полагал, что капли, достигшие критического радиуса, выбывают из рассмотрения, превращаясь в новую фазу, и заменяются эквивалентным числом молекул пара. Скорость образования зародышей определяется как произведение числа зародышей в единице объема I/, достигших критического размера, на количество сконденсировавшихся молекул при столкновении с единицей поверхности в единиц времени и на [c.828]

С уменьшением Ре увеличивается толщина пограничного слоя и возрастает вероятность проникновения капель из пограничного слоя в турбулентный поток. Если в турбулентном потоке (где —равновесное пересыщение над каплей), то капли, проникающие в турбулентный поток, будут испаряться, вследствие чего скорость конденсации уменьшится, а общее количество образующегося тумана увеличится. Если же в турбулентном потоке то капли будут расти за счет конденсации пара на их поверхности, а пересыщение пара в турбулентном потоке будет снижаться. [c.156]

Расхождение данных по размеру капелек воды, выделяющихся из топлива, по-видимому, является результатом того, что измерения проводятся на различной стадии их формирования. Так, У[. М. Кусаков с соавторами определяли размеры капелек воды, выделяющихся из топлива, насыщенного водой, при его охлаждении от 50 до 20 °С, т. е. в достаточно широком интервале температур. Не исключено, что в процессе охлаждения топлива происходило не только выделение капелек воды вследствие уменьшения ее растворимости в топливе с понижением температуры, но и их укрупнение. Увеличение размера капель (рост капель) может осуществляться либо при непосредственной конденсации водяного пара, либо соударением капель при молекулярно-кинетическом движении, либо слиянием капель, вызванным неодинаковой скоростью оседания в топливе крупных и мелких капель (гравитационная коагуляция). Рост капель может происходить при конденсации паров воды, уже растворенных в топливе и за счет паров, образовавшихся в результате испарения более мелких капель. Первый процесс протекает в основном при охлаждении, а второй преимущественно при постоянной температуре. Процесс переконденсации, т. е. процесс испарения мелких капель с последующей конденсацией образовавшихся паров на более крупных каплях, происходит вследствие того, что мелкие капли имеют более выпуклую поверхность, чем крупные, и потому давление насыщенных паров над ними будет больше, чем над крупными. [c.87]

Вследствие неустойчивости системы при конденсации даже одной молекулы пара на поверхности зародыша последний становится каплей, радиус которой будет увеличиваться за счет конденсации с возрастающей скоростью. С другой стороны, испарение одной молекулы пара с поверхности зародыша приводит к тому, что он становится комплексом, радиус которого меньше критического, поэтому такой комплекс испаряется. Так как скорость конденсации и испарения зародыша одинакова (поскольку пар находится в равновесии), то только половина зародышей становится каплями. [c.20]

Зависимост , механизма конденсации от свойств системы, таких как [юверхностное натяжение, полностью не ясна. Наблюдения н экснериментах показали, что при высоких скоростях конденсации или при большой концентрации водяного пара можно использовать модель с разделенными зонами. Если обе жидкости смачивают поверхность, то наиболее вероятным будет ручейковое течение. На поверхностях, на которых одна жидкость не смачивает стенку также хорошо, как другая, режим течения с неподвижными каплями более вероятен однако при увеличении скорости конденсации он может смениться ручей-ковым. [c.356]

Закон диффузии применим для определения скорости процессов испарения жидкости, на поверхности которой имеется слой насыщенного пара, а также при конденсации жидкости, капли которой содержат на поверхности насыщенный пар. Закон диффузии приложим также к электродным процессам при электролизе и к ряду других процессов. [c.80]

В момент испарения одной молекулы пара с поверхности зародыша он становится комплексом, радиусом меньше критического, поэтому такой комплекс испаряется. Так как скорость испарения и конденсации зародыша одинаковая, то только половина зародышей становится каплями. [c.23]

Действительно, вследствие большой скорости капель топлива, для начального испарения создаются условия в отношении отсутствия конденсации пара на поверхности летящей капли, напоминающие условия испарения неподвижной капли в вакууме, так как, ввиду относительности движения, безразлично, уходят ли пары в вакуум от неподвижной капли или, наоборот, капля уходит от заторможенных сопротивлением среды паров топлива со скоростью того же порядка. [c.288]

Если процесс конденсации вести с незначительной скоростью, то можно получить на выходе из конденсатора газ, практически не содержащий тумана серной кислоты. Однако более экономично вести процесс при больших скоростях, когда одновременно с конденсацией на поверхности пары частично конденсируются в объеме с образованием тумана, осаждаемого затем в пористых, волокнистых, центробежных или электрических фильтрах. При этом процесс будет тем экономичнее, чем меньше капитальные затраты на фильтр, улавливающий туман серной кислоты. Если капли тумана достаточно крупные, они могут быть осаждены в простых и дешевых волокнистых фильтрах [3]. [c.98]

При численной концентрации тумана N < 10 см снижение концентрации пара в результате образования зародышей ничтожно, так как радиус зародышей очень мал (примерно 10 сж) невелико также общее содержание жидкости в каплях. Поэтому дисперсность тумана, образующегося при гомогенной конденсации, зависит от скорости коагуляции и количества пара, сконденсировавшегося на поверхности каждого зародыша. Но это количество пара, в свою очередь, зависит от общего количества сконденсировавшегося пара, весовой концентрации тумана [уравнение (1.94)]. [c.57]

Конденсация пара может происходить как непосредственно на границе твердое тело —газ, так и на границе раздела с газовой фазой промежуточного слоя жидкости, образующейся, например, из-за наличия на поверхности твердого тела легкоплавких примесей — так называемый механизм роста пар—жидкость—кристалл (ПЖК). Рост кристаллов по механизму ПЖК часто может осуществляться при малых степенях пересыщения, когда непосредственная конденсация газа на поверхности кристалла не происходит или происходит с весьма малой скоростью. Этот способ используют, например, при выращивании нитевидных (соотнощение длина ширина составляет около 1000 и более) кристаллов ( виске-ров ) кремния путем нанесения на поверхность его монокристалла субмикронных частиц золота, которые, плавясь, не полностью смачивают поверхность кремния. При последующем осаждении кремния из газовой фазы происходит рост кристаллов преимущественно на участках, покрытых каплями золота. [c.239]

Влияние степени конденсации пара N на эффективность процесса сепарации исследовалось на одно- и многотрубном сепарирующих элементах под атмосферным давлением при различных значениях скорости пара. Как видно из полученной при этом зависимости уноса от степени конденсации пара (рис. 12.35), при увеличении степени конденсации до 0,23 унос резко снижается. При дальнейшем повышении степени конденсации пара наблюдалось незначительное уменьшение уноса. Такой характер зависимости объясняется тем, что по мере увеличения степени конденсации растет поток пара, направленный к охлаждаемой поверхности трубки. Это способствует выносу все большего количества капель из ядра потока в пристенный слой, где они приобретают движение, ориентированное в сторону поверхности конденсации, и достигая ее, капли выпадают в пленку конденсата, который затем выводится [c.445]

При таком расчете допускается некоторая неточность, так как не учитывается скорость образования тумана и тепло конденсации. Но эта неточность невелика, особенно на последних участках, где конденсируется небольшое количество пара, и конденсация происходит на уже образовавшихся каплях тумана. Поверхность таких капель весьма значительна, поэтому процесс конденсации протекает с большой скоростью. [c.189]

Скорость роста или испарения капель, а следовательно, и захвата частиц аэрозоля зависит от ряда обстоятельств степени пересыщения водяных паров, природы центров конденсаций, характера веществ, входящих в состав образующихся капель. Если в облаках находятся одновременно и крупные, и мелкие капли, влага из мелких капель часто переходит в крупные. Над выпуклыми поверхностями давление насыщенных паров тем выше, чем меньше радиус кривизны поверхности. Поэтому при небольшой степени пересыщения атмосферы водяными парами может оказаться, что для больших капель наступили условия пересыщения, а для малых нет. [c.162]

Некоторые из комплексов достигают критического размера, в результате давление насыщенного пара над такими комплексами становится равным давлению пара в газовой смеси [выражаемому уравнением (1.9)]. В этом случае комплексы становятся зародышами. Следовательно, при конденсации даже одной молекулы пара на поверхности зародыша последний становится каплей, радиус которой будет увеличиваться за счет конденсации пара с возрастающей скоростью (при 5= onst). [c.23]

Скорость процесса конденсации на поверхности капли определяется диффузией пара к поверхности, поэтому при большой скорости изменения пересыщения з/сИ (например, в процессах, вызывающих быстрое увеличение пересыщение пара и связанных с небольпюй объемной концентрацией капель) скорость диффузии может оказаться недостаточной для выравнивания давления пара во всем объеме. При этом давление пара у поверхности капель может значительно отличаться от давления пара в толще смеси. В итоге возникает больиюе пересыщение, приводящее к интенсивному зародышеобразованию на начальной стадии процесса. [c.380]

Из приведенных данных видно, что степень пересыщения оказывает существенное влияние на скорость конденсационного роста капель. Основываясь на этих данных, можно сказать, что при охлаждении топлива, когда не создаются условия для значительного пересыщения, образуются капли небольшого размера. При конденсации паров воды из воздушного пространства на более холодной поверхности топлива, особенно при большой разности температур воздуха и топлива, создаются условия для быстрого конденсациой-ного роста капель воды, в результате чего происходит образование более крупных капель. Так, например, в топливе, помутневшем в результате охлаждения, только при увеличении в 2000 раз удалось обнаружить наличие второй фазы. В то же время в топливе, помутневшем в результате нитеобразования , т. е. конденсации паров воды из воздуха на более холодной поверхности топлива, даже при значительно меньших увеличениях были отчетливо видны капли воды. При этом чем больше была разность температур между воздушной фазой и топливом, тем интенсивнее проявлялось нитеобразование и тем крупнее образовывались капли [135]. [c.89]

Изложенные ранее теоретические представления (стр. 91) позволяют создавать такие условия конденсации серной кислоты, при которых пары Н2504 могут быть сконденсированы на поверхности без образования тумана с любой заданной степенью полноты. Для этого при конденсации должна поддерживаться определенная скорость охлаждения газа и для достижения высокой степени конденсации требуется большая поверхность охлаждения. Как показывают расчеты и опыт, часто экономически выгоднее вести процесс конденсации при больших скоростях охлаждения, когда одновременно с конденсацией паров серной кислоты на поверхности происходит конденсация паров в объеме с образованием тумана, который затем выделяют в фильтрах. Выделение капель тумана происходит тем полнее, чем больше размер капель [уравнение (4-10)], поэтому при конденсации паров Нг504 стремятся создать условия,, при которых образуются возможно более крупные капли. Одним из таких условий является уменьшение пересыщения пара-в процессе конденсации паров серной кислоты. [c.223]

Как показывают расчеты и опыт, часто экономически выгоднее вести процесс конденсации при больших скоростях охлаждения, когда одновременно с конденсацией паров серной кислоты на поверхности происходит конденсация паров в объеме с образованием тумана, который затем выделяется в электрофильтрах. Выделение капель тумана происходит тем полнее, чем больше размер капель [уравнение (4-10)], поэтому при конденсации паров Нг504 стремятся создать условия, при которых образуются возможно более крупные капли. Одним из таких условий является уменьшение пересыщения пара в процессе конденсации паров серной кислоты. [c.284]

При рассмотрении уравнения движения при различных скоростях газа и частиц необходимо учесть влияние конденсации на взаимодействие фаз. Так, при конденсации пара на частицах присоединившаяся масса имеет скорость газа, большую, чем скорость частиц, н это должно увеличивать скорость конденсата. При испарении к газу подводится масса, имеющая скорость, меньшую скорости газа, что также должно учитываться в уравнении движения. Правда, в работе [900] указано, что отмеченные выше эффекты не должны фигурм-ровать в уравнениях. Такой вывод сделан на основании равенства скорости частицы и газа в пограничном слое на поверхности капли, откуда молекулы попадают на каплю при конденсации. Испаряющиеся молекулы поступают в газовую фазу с внешней части пограничного слоя, где скорость равна скорости газа. [c.214]

Если загрязнитель поверхности уменьшает силы сцепления настолько, чтобы поддерживать поверхность несмачиваемой, конденсат будет собираться в капли, которые увеличиваются в размерах до тех пор, пока силы тяжести не заставят их скатиться по поверхности. Благодаря тому, что в любой момент значительная часть поверхности свободна от конденсата, при данной разности температур получаются значительно более высокие скорости конденсации, чем при неактивировавной смачиваемой поверхности, изолированной сплошной пленкой конденсата Эммонс [34], используя метод Блоджетта для получения мономо-лекулярного слоя, нашел, что для получения устойчивой капельной конденсации водяного пара на охлаждаемую поверхность достаточно нанести два слоя подходящего гидрофобного вещества. [c.472]

Образование кристаллов льда в реактивных топливах возрастает при повышении загрязненности топлив твердыми микрочастицами и уменьшается при увеличении скорости охлаждения за счет переохлаждения микрокапель воды. Однако наличие в топливе переохлажденных капель воды представляет собой еще большую опасность, чем кристаллы льда. Переохлажденное состояние неустойчиво, и при перекачках топлива, содержащего переохлажденные капли воды, при соприкосновении его с отдельными агрегатами топливной системы самолетов происходит спонтанное образование кристаллов льда и быстрое обмерзание клапанов, фильтров и Др. агрегатов. Накопление кристаллов льда в топливах происходит также за счет инея, образующегося на стенках топливных баков и резервуаров. Кристаллы льда в топливах образуются не только в условиях охлаждения, но и при повышении температуры окружающего воздуха. В этих условиях про -исходит конденсация водяных паров из воздуха на поверхности холодного топлива и, если его температура ниже 0°, образуются кристаллы льда, распространяющиеся по всему объему топлива. [c.46]

Часть мелкодисперсной жидкости не успевает покинуть приосевой поток и выходит из кам,еры разделения через диафрагму вместе с охлажденным потоком. Остальные капли попадают в периферийный газовый поток, где частично или полностью испаряются. Это приводит к снижению температуры периферийного газового потока, а следовательно, и температуры потока, вытекающего из камеры разделения через дроссель. Неис-парившаяся в периферийном потоке часть капель жидкости может либо достичь поверхности пленки или стенки камеры, либо вернуться в приосевой газовый поток вблизи дросселя, где центробежные силы малы из-за низких значений тангенциальной составляющей скорости движения потока. Таким образом, наличие капель жидкости в газовых потоках вызывает перенос теплоты от периферийных слоев вихря к приосевым. Суть этого процесса заключается в стекании паров высококипящих компонентов из периферийных слоев в приосевые, их конденсации в приосевых слоях, возвращении и испарении конденсата в периферийных слоях. [c.130]

Как видно из зависимости соле-содержания пара после конденсации на однотрубном элементе от числа Re при различных давлениях, для режима прямотока на рис 12 36 экспериментальные точки, соответствующие различным давлениям р, укладываются на параллельные прямые с одинаковым наклоном С увеличением числа Re возрастает количество солей, уносимых паром из элемента Это объясняется тем, что при р = onst на унос влияет только скорость пара При увеличении скорости пара усиливается турбулизация потока и возрастает составляющая скорости капли, направленная вдоль поверхности теплообмена, что приводит к уменьшению вероятности выпадения ее в пленку конденсата, образующуюся на поверхности трубки элемента [c.446]