Испарение и кипение жидкостей

Испарение низкокипящих жидкостей. Для производства холода широко используется испарение различных жидкостей, обладающих низкими, обычно отрицательными, температурами кипения. При испарении такие жидкости охлаждаются за счет уменьшения энтальпии до температуры кипения при давлении испарения. Так, например, если жидкий аммиак испаряется при давлении 1 ат, то его температура снижается до—34 С — температуры кипения аммиака при данном давлении. При этом аммиак можно применять для охлаждения разных сред до температур, равных приблизительно —30 °С. В случае испарения аммиака при повышенных давлениях его температура кипения повышается и он может быть использован для охлаждения до менее низких температур. [c.650]

Для разделения термически нестойких нефтяных смесей, температура кипения которых при атмосферном давлении выше температуры их термического разложения, широко используют перегонку в вакууме и с водяным паром или с каким-либо другим инертным агентом. Вакуум и водяной пар понижают парциальное давление компонентов смеси и вызывают тем самым кипение жидкости при меньшей температуре. При перегонке в вакууме тепло для испарения жидкости отбирается от самого продукта, благодаря чему температура потока понижается. [c.56]

Обе ветви кривой пара на подобной диаграмме сходятся в азеотропной точке. Поэтому при испарении любой жидкости образующийся пар имеет состав, более близкий к азеотропному, чем жидкость. Конденсация и повторное испарение могут привести лишь к азеотропной смеси. Дальнейшая перегонка нецелесообразна, так как пар и жидкость в азеотропной точке имеют одинаковый состав. Состав жидких фракций при перегонке изменяется противоположным образом, а точки жидкости удаляются от азеотропной в сторону чистых компонентов справа налево в левой части диаграммы, слева направо — в правой. Поэтому при перегонке смеси, состав которой характеризуется точкой /, получаем чистый компонент А и азеотропную смесь, а при перегонке смеси, состав которой отвечает точке 2, — чистый компонент В и азеотропную смесь. Выделить оба компонента в чистом виде для смесей с подобной диаграммой невозможно. То же самое относится к смесям с максимумом температур кипения. Лишь растворы, не обладающие точками экстремума на диаграммах температура кипения — состав, могут быть разделены путем перегонки на чистые компоненты. [c.197]

Теплота испарения с увеличением давления, а следовательно, и температура кипения жидкости, уменьшается. Однако строгой н простой математической зависимости между этими величинами не имеется. Поэтому значения теплот испарения определяют обычно опытным путем и при тех или иных тепловых расчетах требуемые данные берут из справочных таблиц (см., например, табл. 5 и 15) и из тепловых диаграмм. [c.122]

Скорость перегонки. В отличие от простой перегонки, скорость которой ограничивается только возможной интенсивностью кипения жидкости и производительностью холодильника, скорость фракционной перегонки во многом определяет качество фракционирования. Превышение оптимальной скорости приводит к нарушению равновесия между флегмой и парами, и дефлегматор оказывается практически бесполезным. Кроме того, слишком высокая скорость испарения обычно вызывает захлебывание дефлегматора. При этом флегма не стекает спокойно по насадке, а скапливается в какой-либо ее части, пропуская пары в виде крупных пузырей. Разделения компонентов при таком режиме работы не происходит. Оптимальная интенсивность перегонки может быть различной в зависимости от типа насадки, размеров [c.145]

Таблица IV, 4 Энтропии испарения некоторых жидкостей в точках кипения

В результате испарения (кипения) жидкость переходит в газообразное состояние. В этом состоянии частицы находятся на расстояниях, значительно превышающих их размеры. Поэтому силы взаимодействия между ними очень малы. Частицы могут свободно перемещаться. Если в твердом веществе все частицы образуют единый агрегат, а в жидкости — большое количество крупных и прочных агрегатов, то в газах могут встречаться лишь частицы, состоящие из 2—5 молекул, причем их число обычно [c.242]

В отличие от АЯ п и AS . , которые мало зависят от температуры, AG° очень сильно зависит от температуры, Т, которая явно входит в соотношение (18-1). Если ради простоты предположить, что изменения энтальпии и энтропии постоянны, то можно графически представить зависимость AG от ДЯ и AS, как это сделано на рис. 18-3 на примере Н2О. При высоких температурах произведение 7AS° больше, чем АЯ°, свободная энергия испарения отрицательна и испарение воды при парциальном давлении водяных паров 1 атм должно происходить самопроизвольно. При низких температурах АЯ° больше, чем TAS°, так что AG° положительно, и самопроизвольно осуществляется конденсация водяных паров. При некоторой промежуточной температуре энтальпийный и энтропийный эффекты в точности компенсируют друг друга, AG° становится равным нулю и жидкая вода находится в равновесии с парами воды при парциальном давлении 1 атм. Такое состояние отвечает нормальной температуре кипения жидкости, (температура кипения на уровне моря). Для воды эта температура равна 100°С, или 373,15 К. При более низком атмосферном давлении (на большой высоте над поверхностью моря) вода кипит при температуре ниже 100°С. [c.124]

В результате испарения (кипения) жидкость переходит в газообразное состояние. В этом состоянии частицы находятся на расстояниях, значительно превышающих их размеры. Поэтому силы взаимодействия между ними очень малы. Частицы могут свободно перемещаться. Если в твердом веществе все частицы образуют единый агрегат, а в жидкости — большое количество крупных и прочных агрегатов, то в газах могут встречаться лишь частицы, состоящие из 2—5 молекул, причем их число обычно сравнительно невелико. Средняя кинетическая энергия частиц гааа значительно больше их средней потенциальной энергии. Поэтому силы притяжения между ними недостаточны для то- го, чтобы удержать их друг возле друга. [c.237]

Температура кипения жидкости представляет собой такую температуру, при которой жидкая фаза вещества находится в равновесии с его паровой фазой при давлении, равном давлению окружающей атмосферы. Нормальная, или стандартная, температура кипения соответствует давлению в 1 атм. При более низких температурах равновесное давление пара меньше 1 атм и связано со стандартной свободной энергией испарения при этой температуре соотношением [c.148]

Испарение (кипение) жидкостей. Известны различные механизмы теплообмена при испарении. Особый интерес представляет теплоотдача при так называемом пузырьковом кипении жидкостей. Этот тип теплоотдачи широко используется в промышленности. Высокие скорости теплоотдачи на единицу поверхности [c.207]

Рассмотрим фракционную перегонку двухкомпонентной жидкой смеси, не образующей азеотропного раствора, пользуясь диаграммой кипения (рис. 136). Для разделения исходную смесь состава X о нагревают при постоянном давлении до кипения (фигуративная точка Оо), при этом получается первый пузырек пара (фигуративная точка Ьо) состава Пар по сравнению с исходной жидкостью более богат легколетучим компонентом В, а раствор обогащается компонентом А и его температура кипения при подводе теплоты возрастает (фигуративная точка а ). В процессе перегонки состав жидкого раствора изменяется от Х до а состав пара — от Ко ДО Кх- Если весь полученный пар сконденсировать (первая фракция), то конденсат будет иметь состав У и промежуточный между Ко и У . При кипении оставшейся жидкости (фигуративная точка 04) состава Х1 получается пар, также обогащенный легколетучим компонентом В. При изменении состава жидкого раствора от Х1 до состав пара меняется от У г до У и получается конденсат состава У2 (вторая фракция). При дальнейшем испарении оставшейся жидкости аналогично можно получить третью, четвертую и т. д. фракцию, при этом кипящая жидкость по составу будет приближаться к чистому компоненту А с температурой кипения Т. Если каждую из полученных фракций подвергнуть аналогичной перегонке, то получится набор новых фракций, обогащенных легколетучим компонентом. Сходные по составу фракции объединяют и подвергают дальнейшему фракционированию до тех пор, пока конденсат не будет представлять собой практически чистый компонент В, а перегоняемая жидкость — чистый компонент А. [c.394]

Пользуясь рис. VI, 9, проследим за ходом фракционной перегонки раствора двух жидкостей. Исходную смесь состава нагреваем при постоянном внешнем давлении до кипения (точка а ), первые порции пара, которым отвечает точка 1, имеют состав х . При испарении изменится состав жидкости (точка а ) и пара (точка а). Конденсация этого пара дает первую жидкую фракцию (первую фракцию конденсата ) состава л . При дальнейшем испарении составы жидкости и пара снова изменятся, получится вторая жидкая фракция состава х1 и т. д. Последовательные пор ции пара, образующиеся таким путем, изображаются точками, лежащими на верхней кривой вправо от точки вплоть до конца кривой в точке /в- Составы жидких фракций, полученных при конденсации этих порций пара, определяются точками л , л и т. п., лежащими как влево, так и вправо от точки x , т. е. содержание компонента В в них изменяется от л до 1 (средний состав этих фракций равен составу х исходного раствора). [c.196]

Испарение и кипение жидкостей тесно связаны друг с другом. В обоих процессах жидкость переходит в газ. Испарение происходит при любых температурах, но только с поверхности жидкости. При повышении температуры скорость испарения увеличивается. При кипении газообразная вода (водяной пар) образуется по всему объему, а не только на поверхности жидкости. Из-за того что пар имеет меньшую плотность, чем жидкость, он поднимается к поверхности и выходит наружу. Зрительно пар мы не видим, но при соприкосновении с более холодным воздухом он конденсируется в видимые облака, состоящие из микроскопических капель. [c.35]

Скрытой теплотой испарения называется количество тепла (в калориях), которое нужно затратить, чтобы превратить 1 г данной жидкости в насыщающий пространство пар той же температуры. Скрытая теплота испарения, отнесенная к температуре кипения жидкости, называется также скрытой теплотой кипения. [c.59]

Выпариванием называют процесс концентрирования жидких растворов практически нелетучих веществ путем частичного удаления растворителя испарением при кипении жидкости. В процессе выпаривания растворитель удаляется из всего объема раствора, в то время как при температурах ниже температур кипения испарение происходит только с поверхности жидкости. [c.347]

Мерой энергии межмолекулярного взаимодействия может служить теплота испарения (возгонки) жидкости (кристалла) Л, а точнее разность между теплотой испарения и работой расширения одного моля газа при атмосферном давлении (ЯТ). В табл. 14 приведены значения X—ЯТ при температуре кипения некоторых жидкостей. Теплоты испарения воды и спиртов и других так называемых ассоциированных жидкостей в 5—6 раз выше, чем метана или аргона. Это указывает на то, что в ассоциированных жидкостях между молекулами помимо [c.131]

При молекулярной дистилляции не происходит кипения жидкости. Этот процесс можно определить как молекулярное испарение . Равновесное состояние между жидкостью и ее паром постоянно нарушается из-за конденсации. При этом должно устанавливаться новое равновесие, т. е. новые молекулы должны испариться с поверхности жидкости. Таким образом, молекулярная дистилляция является ярким примером прямоточной дистилляции, которую также можно назвать однократным испарением [141]. [c.280]

При определении /3 следует иметь в виду, что основным фактором, определяющим теплоприток при испарении жидкости, будет разность температур окружающей среды to. и кипения жидкости ix". [c.248]

Рассмотренная теория применима к расчету испарения и диффузионного горения как капель индивидуальных химических веществ (этиловый спирт, бензол и т. п.), так и капель многофракционных топлив (нефть, ее производные). В случае многофракционных топлив при горении капель не происходит разгонки фракцией, так как скорость перемешивания внутри капли гораздо меньше скорости испарения. Слой жидкости у поверхности капли испаряется полностью (испаряются все фракции) за время, в течение которого заметного перемешивания внутри капли не происходит. Температура поверхности капли приближается к температуре кипения наиболее высококипящей фракции (к температуре кипения составного топлива). В расчет входит эффективная теплота испарения, определяемая, как и температура кипения составного топлива, из опыта. [c.251]

Для разделения исходная смесь состава нагревается до кипения (т. а . При этом образуется 1 - я порция пара состава у . Пар, по сравнению с жидкостью, более богат легколетучим компонентом (комп.2). Раствор обогащается менее летучим компонентом (комп. 1) и температура его кипения возрастает. В процессе перегонки состав жидкого раствора изменяется вдоль линии жидкости (от до x ), а состав пара - вдоль линии пара (от У ДО Уг)- Если полученный пар сконденсировать, то конденсат будет иметь состав у , промеж точный между и у (это I фр.). При дальнейшем испарении состав жидкости изменяется от XJ до Х2> а состав пара - от у, до Конденсат будет иметь состав у (II фр.). При дальнейшем испарении жидкости можно получить чистый 1 - й компонент (в остатке). [c.67]

Теплоты испарения неполярных жидкостей кал моль) при нормальной температуре кипения [c.909]

Характеристика жидкого состояния. . . Поверхностное натяжение и поверхностная Внутреннее трение (вязкость) жидкостей Испарение и кипение жидкостей. ... [c.403]

Испарение низкокипящих жидкостей. Так, например, если испарять жидкий аммиак при абсолютном давлении 2 ат, то он охлаждается до температуры кипения при этом давлении (около —20° С) и может служить охлаждающим агентом для получения температур порядка —15° С. С понижением давления испарения достигаются еще более низкие температуры. [c.523]

При испарении смесей температура кипения не остается постоянной, как при испарении чистых жидкостей. Так, смесь состава х начинает кипеть при температуре t состав паров при этом будет i/i. Так как в пары переходит преимущественно НК, то смесь обедняется этим компонентом и температура ее кипения повыщается. Одновременно происходит изменение состава паров в сторону понижения в них содержания НК. Кипение заканчивается при температуре являющейся ординатой линии конденсации при абсциссе Jir, соста в паров при этом будет равен начальному составу смеси Xi, а состав жидкости будет х . [c.662]

На практике при таких процессах, как транспортировка жидких СНГ по трубопроводам, сжижение под давлением, испарение при температуре кипения жидкостей, перегрев, расширение или сжатие паров, требуются сведения об энтальпии за пределами границ насыщения. Для этих целей разработаны номограммы, позволяющие найти энтальпии в широком диапазоне температур и давлений (прил. 3). [c.64]

Технические условия. Для предотвращения аварий, вызываемых короблением, уменьшения влияния выделяющегося в поршневом двигателе внутреннего сгорания тепла на центровку подшипников, ход поршней и т. д. важно поддерживать температуру двигателя на каком-то определенном уровне. Кроме того, температура должна быть достаточно высокой, чтобы водяные пары в газах, проникающих из цилиндров в картер, не конденсировались, а удалялись через суфлер. В то же время температура не должна быть весьма большой, чтобы смазочное масло не портилось вследствие окисления или в результате крекинга. Для минимизации размеров радиатора желательно, чтобы система охлаждения работала при максимальной возможной температуре, чем обеспечивалась бы практически максимально достижимая разность температур между охлаждающей двигатель жидкостью и охлаждающим радиатор воздухом. С другой стороны, чтобы свести к минимуму потери при испарении охлаждающей жидкости, следует поддерживать температуру системы нил<е точки кипения охлаждающей жидкости. Поэтому в системе должно поддерживаться некоторое давление, не превышающее, однако, значений, допустимых из условий надежности работы простых соединительных резиновых шлангов. Опыт показывает, что оптимальной с точки зрения указанных требований является температура в интервале 82—93° С. [c.217]

Испарение и кипение жидкостей [c.43]

Согласно правилу Трутона молярная теплота испарения М1 пропорциональна абсолютной температуре кипения жидкости Т, т. е. [c.93]

Кипение жидкости в вертикальной обогреваемой снаружй трубе является б олее сложным процеооом, чем тот, о котором шла речь в предыдущей главе, вне зависимости от того, имеет ли место естественное или вынужденное течение. При испарении в трубке пузырьки пара не могут свободно подыматься, как это происходит при кипении на поверхности, погруженной в жидкость. Они вынуждены подыматься в относительно ограниченном пространстве, которое все более заполняется пузырьками пара. Характер разделения смеси пара и воды будет зависеть от наклона трубки и от относительного содержания пара в жидкости. Характер движения смеси пара и жидкости изменяется в зависимости от процентного содержания пара в жидкости. При некоторых условиях (например, при значительном паросодержании смеси, а также в наклонной или горизонтальной трубке) может произойти разделение фаз и возникновение двух полностью самостоятельных течений. При этом в одних случаях жидкость может перемещаться вдоль стен трубки, а пар внутри нее, а в других (например, в горизонтальной трубе) пар перемещается отдельно над жидкостью. [c.117]

Теплоты испарения различных жидкостей закономерно связаны с их нормальными температурами кипения. По правилу Траутона (1884) мольные энтропии испарения различных жидкостей в нормальных точках кипения одинаковы [c.142]

Из рассмотрения процесса испарения видно, что молекулам жидкостей, обладающих большей теплотой испарения, приходится при испарении преодолевать больший энергетический барьер. Вследствие этого процесс испарения таких жидкостей затрудняется и они должны обладать меньши,м давлением насыщенного пара, следовательно, более высокой точкой кипения. Однако наряду с теплотой испарения на процесс испарения влияют и другие факторы. [c.173]

В. Равновесия пар — жидкий раствор в системах с несмешиБающимися жидкостями. В системах, состоящих из несмешивающихся жидкостей, испарение каждой жидкости происходит независимо от присутствия другой, и давление пара каждого компонента при данной температуре сохраняется постоянным при любых соотношениях жидкостей. Температура кипения смеси из двух взаимно нерастворимых жидкостей ниже температур кипения чистых жидкостей, так как общее давление паров Р над системой всегда выше давления паров каждого из компонентов в отдельности (Р и р1). [c.398]

Рост паровых пузырьков при кипении жидкости на поверхнбстй теплообмена происходит в неоднородном поле температур. В этом случае рост парового пузырька в значительной мере связан с испарением жидкости через поверхность раздела фаз в основании пузырька. Эта -модель оправдана для малых и средних давлений, когда пузырьки имеют полусферическую форму и отделены от поверхности сравнительно тонкой пленкой жидкости. Экспериментами установлено, что интенсивное испарение этого микрослоя жидкости вызывает заметное охлаждение поверхности теплообмена в зоне действующего центра парообразования, зафиксированное с помощью специальных микротермопар [100]. [c.218]

Основное отличие жидкостей данной категории заключается в явлении "мгновенного испарения", которое возникает тогда, когда в системе, включающей жидкость, находящуюся в равновесии со своими парами, понижается давление. Через некоторое время устанавливается новое состояние равновесия, причем температура кипения жидкости будет ниже. Особо выде шм случай выброса жидкости из герметичной системы в окружающую среду. 1 ак, при разрушении резервуара с пропаном начальные и конечные условия могут выглядеть следующим образом [c.77]

Естественная циркуляция возникает в замкнутой системе, состоящей из необогреваемой опускной (циркуляционной) трубы 1 (рис. 13-2) и обогреваемых подъемных (кипятильных) труб 2. Если жидкость в подъемных трубах нагрета до кипения, то в результате испарения части жидкости в этой трубе образуется иарожидкостная смесь, плотность которой меньше плотности самой жидкости. Таким образом, вес столба жидкости в опускной трубе больше, чем в подъемных трубах, вследствие чего происходит упорядоченное движение (циркуляция) кипящей жидкости по пути подъемные трубы паровое пространство опускная трубаподъемные трубы и т. д. При циркуляции повышается коэффициент теплоотдачи со стороны кипящей жидкости и предохраняется поверхность труб от образования накипи. [c.471]

Здесь исп. 1 — мольная теплота испарения эталонной жидкости при определенном давлении, которому соответствует температура кнпения Т1, а ,сп относится к исследуемой жидкости под тем же давлением (температура кипения исследуемой жидкости при этом равна Г). Отношение йТ1с1Ти соответствующее тому же давленик) н тому, же йр, — наклон линии Дюринга. [c.224]

При горении паров в приведенной пленке температура поверхности испаряющейся жидкости будет близка к температуре адиабатического испарения (к температуре мокрого термометра), так как отвод тепла внутрь жидкости относительно небольшой. В зоне горения температура получается достаточно высокой и поэтому температура адиабатного испарения жидкости приближается к температуре кипения при заданном внешнем давлении (верхний предел температуры адиабатного испарения). Практически можно принять, что температура поверхности жидкого топлива равна температуре кипения. То же получается и при испарении в высокотемпературной среде жидкости без горения (испарение негорящей жидкости или испарение в инертной среде). [c.247]

Перегонке подвергались смеси, содержащие 69% бензола и 31% нефтяного остатка или 7% бензола и 93% остатка. Скорость процесса отгонки бензола из смеси определяли по точке 50%-ого отгона бензола. Было показано, что в первом случае скорость испарения бензола более высока, чем во втором. Повышение скорости испарения бензола при добавке нефтяного остатка к нему объясняется тем, что нефтяной остаток растворяется в большем количестве бензола, не образуя структуры в жидкости. При больших концентрациях остатка в жидком бензоле образуется некоторая струк хура, через которую затруднена диффузия молекул бензола к поверхности испарения, что затрудняет процесс кипения жидкости, снижает скорость испарения и повышает температуру кипения. Указанные макрокинетические явления затрудняют процесс испарения жидкости. Кроме того, при повышении содержания нефтяного остатка в жидком бензоле он в большей степени входит в сольватные оболочки, образующиеся вокруг нефтяных частичек, и в этом случае межмолекулярные взаимодействия играют отрицательную роль в отношении интенсивности процесса перегонки нефтяных систем. [c.103]

Воспользовявшись уравнением Трутона Д//исп/7"п.т,к = 21,7 (где п.т.к — температура кипения при нормальных условиях) или более точным уравнением Кистяковского, АЯ с, /7 , к =/ (82,07-Тнд ), рассчитать теплоту испарения исследуемой жидкости. Рассчитать эбулиоскопическую постоянную и сравнить ее со справочными данными. [c.178]

В литературе описано много конструкций таких приборов. Схема одного из них приведена на рис. 9. Пар, образующийся при кипении в емкости (кубе) А, поднимается во внутренней трубке 5 и конденсируется в холодильнике Сл, конденсат стекает в приемник В, откуда его избыток поступает в куб Л. Температура стенок трубки с помощью внешнего нагревателя 7 поддерживается при температуре кипения жидкости во избежание частичной конденсации пара на стенках трубки и связанного с этим дополнительного разделения компонентов смеси. В течение опыта нижний конец трубки 5 остается частично погруженным в кипящую жидкость, в результате чего пар из паровой рубашки не попадает в холодильник С , а поступает в холодиль-1ШК Сп, где конденсируется конденсат поступает в куб А. Таким образом, в приборе имеет место циркуляция жидкости, отсюда и лазвание метода. Через некоторое время собранный в приемнике дистиллят практически будет иметь состав, отвечающий составу пара, равновесного с жидкостью в кубе А. На основании результатов анализа проб жидкости из приемника В и куба А по уравнению (11.4) или (П.5) нетрудно найти а. Циркуляционный метод дает хорошие результаты, когда величина а исследуемой системы не очень велика. Отмеченное ограничение обусловлено тем, что в процессе циркуляции парожидкостной смеси сосуществующие фазы не находятся в термодинамическом равновесии. При этом особенно заметно составы фаз отличаются от равновесных в системе с большими значениями а вследствие повышенного испарения низкокипящего компонента. Поэтому для определения коэффициента разделения в таких системах целесообразно использовать метод статического уравновешивания фаз. Циркуляционный метод приводит к неточным результатам и тогда, когда коэффициент разделения мало отличается от единицы, поскольку при этом трудно с удовлетворительной точностью определить различие в составах фаз, даже если в распоряжении имеется достаточно чувствительный метод анализа. В этом случае лучше воспользоваться методом релеевской дистилляции. [c.45]