Тепло- и массообмен в процессе испарения жидкости

Ректификация состоит в многократном чередовании и повторении процессов испарения и конденсации в противотоке пара и жидкости при температуре кипения. Ректификация относится к многоступенчатым противоточным процессам разделения (протекает по схеме каскада с постоянным потоком) и принципиально может обеспечить любую заданную степень разделения . Противоток пара и жидкости создается благодаря наличию в схеме ректификационной установки испарителя (куба), связанного с нижним концом, и конденсатора (дефлегматора), связанного с верхним концом колонны. Тепло, подводимое к кубу, благодаря теплообмену между паром и жидкостью в адиабатических условиях передается последовательно от ступени к ступени и отводится хладоагентом в конденсаторе. Благодаря массообмену между потоками пара и жидкости более летучий компонент переносится потоком пара в направлении снизу вверх, а менее летучий компонент — потоком жидкости сверху вниз. Таким образом, в основе ректификации лежит тепло- и массообмен между потоками пара и жидкости. При этом движущая сила массообмена определяется фазовым равновесием жидкость — пар и материальным балансом. Соотношения между основными параметрами ректификации, определяемые законами фазового равновесия жидкость — пар и материальным балансом, составляют статику ректификации. [c.42]

Тепло- и массообмен капиллярно-пористых тел с окружающей несжимаемой жидкостью при наличии фазовых превращений представляет не только теоретический интерес, но имеет большое практическое значение во многих технологических процессах. Наличие фазовых превращений (испарение жидкости или льда), как будет показано ниже, существенно влияет на интенсивность тепло- и массообмена между поверхностью тела и окружающей средой (внешний тепло- и массообмен). [c.97]

ТЕПЛО- И МАССООБМЕН В ПРОЦЕССЕ ИСПАРЕНИЯ ЖИДКОСТИ [c.35]

B. Совместный тепло- и массообмен. Непосредственный контакт теплоносителей создает возможность осуществлять между ними массообмен. Часто массообмен происходит при испарении части жидкости или конденсации одного из компонентов газового потока. Первый процесс наблюдается в упоминавшихся градирнях, последний — в некоторых аппаратах по удалению влаги. [c.9]

Тепло- и массообмен в процессе испарения жидкости 35 [c.35]

При удалении жидкости с поверхности твердых тел, из капиллярнопористых тел (сушка), а также в некоторых способах разделения компонентов жидкостей (выпаривание, перегонка) одним из основных процессов является испарение. Тепло- и массообмен в процессе испарения достаточно полно описаны в работах А. В. Лыкова [32—35] и многих других книгах. [c.45]

Разложение веществ, находящихся в жидком состоянии, сопровождается испарением. В отличие от испарения инертных систем, где скорость процесса лимитируется внешним тепло-массообменом, для реагирующих систем, как установлено в работе [1], испарение увеличивается с ростом газовыделения, вследствие насыщения пузырьков газа паром исходной (или частично разложившейся) жидкости. Такое объемное испарение приводит к росту массовой [c.178]

Книга известных американских ученых представляет собой фундаментальное руководство, в котором изложены вопросы молекулярной и турбулентной диффузии, массопередачи на границе раздела фаз, одновременного тепло- и массообмена, массопередачи с параллельно протекающей химической реакцией. Сформулированы основные принципы расчета массообменного оборудования, применяемого для проведения различных химико-технологических процессов (абсорбция, адсорбция, ионный обмен, жидкостная экстракция, дистилляция, кристаллизация, экстрагирование, испарение, конденсация паров, охлаждение жидкости в градирнях). [c.4]

Перенос тепла и массы внутри пористого тела (внутренний тепло- и массообмен) также имеет свою специфику. Механизмы переноса тепла и массы в процессах испарения до сих пор мало изучены, и поэтому аналитические (математические) исследования не приводят к надежным результатам. Основная часть нашей статьи посвящена экспериментальному изучению тепло- и массообмена в процессах испарения. С целью выявления особенностей теплообмена, осложненного массообменом, опытное изучение проводят одновременно с сухим телом (чистый теплообмен) и с телом, содержащим жидкость. Такое сопоставление позволяет установить специфику взаимосвязанных процессов тепло- и массообмена. [c.97]

Рассмотренные выше опыты не дают возможности выяснить сложный, взаимосвязанный процесс тепло- и массопереноса в пограничном слое при испарении жидкости. Поэтому представляют интерес исследования по тепло- и массообмену при испарении твердых веществ (сублимация), проведенные П. А. Новиковым [16] в Институте тепло- и массообмена (г. Минск). [c.118]

Сущность процесса ректификации сводится к выделению из смеси двух или в общем случае нескольких жидкостей с различными температурами кипения одной или нескольких жидкостей в более или менее чистом виде. Это достигается нагреванием и испарением такой смеси с последующим многократным тепло- и массообменом между жидкой и паровой фазами в результате часть легколетучего компонента переходит из жидкой фазы в паровую, а часть менее летучего компонента—нз паровой фазы в жидкую. [c.298]

Перенос массы в неподвижной или почти неподвижной газовой смеси рассматривался в предыдущем разделе. Перенос массы в. промышленном применении обычно более сложен, так как имеет место вынужденная или свободная конвекция, которая также способствует массообмену. Когда масса переносится с твердой поверхности в поток жидкости, процесс переноса по существу концентрируется в пограничном слое. Этот процесс будет изучаться на плоской плите, помещенной в потоке с одинаковой око-ростью такой величины , что вдоль поверхности существует ламинарный пограничный слой. В -большинстве случаев процесс переноса тепла связан с переносом массы. Так, например, при испарении пара с влажной поверхности или при конденсации на поверхности тепло поглощается или выделяется на поверхности благодаря изменению фазы. Этот процесс обычно вызывает разность температур в жидкости и, следовательно, перенос тепла. [c.557]

Возможны три способа передачи теплоты от стенки к пленке жидкости 1) перенос теплоты к жидкости при отсутствии теплообмена на внешней поверхности пленки 2) перенос теплоты к жидкости, осложненный тепло- и массообменом на ее свободной поверхности 3) перенос теплоты при парообразовании на обтекаемой твердой поверхности. К первому способу близки процессы нагревания или охлаждения жидкости в пленочных теплообменниках, ко второму — процессы отгонки летучих компонентов путем их испарения, а также процессы абсорбции и десорбции. По третьему способу происходит теплоотдача при кипении жидкости на обогреваемой твердой поверхности. [c.312]

Ожижение воздуха и его разделение путем ректификации представляют собой процессы, включающие тепло- и массообмен, испарение и конденсацию, расширение и сжатие газов и жидкостей. Для осуществления этих процессов используют различные машины и аппараты. Все-эти процессы связаны основными общими закономерностями, которые могут быть изучены термодинамическими методами. Использование диаграмм и графиков для наглядного изображения разбираемых процессов и проведения необходимых расчетов значительно облегчает эту задачу. [c.15]

Для разделения смесей на чистые составляющие компоненты широкое применение нашел метод ректификации. Сущность процесса ректификации сводится к выделению из смеси нескольких жидкостей или сжиженных газов, имеющих разную температуру кипения, одной жидкости или газа, обладающих самой низкой температурой кипения. Процесс ректификации осуществляется в установках, где происходит нагрев, испарение смеси, а затем многократный тепло- и массообмен между жидкой и паровой фазами. Низкокипящий или легколетучий компонент переходит из жидкой фазы в паровую, а высококипящий компонент — из паровой фазы в жидкую. [c.147]

Создание устойчивых стекающих пленок жидкости на твердых поверхностях является достаточно эффективным и широко распространенным способом интен-сификащш тепло- и массообменных процессов в системах газ (пар)— жидкость. За счет очень маленькой толщины пленки (0,1-5 мм) сравнительно небольшой объем жидкости в лучших массообменных устройствах удается распределить по поверхности свыше 500 м /м . Это превышает величину межфазной поверхности, которая может быть достигнута при барботаже. Следует учесть, что при использовании стекающих пленок высокие значения межфазных поверхностей можно получить при очень низком гидравлическом сопротивлении и высокой пропускной способности контактного устройства. Именно поэтому пленочные массообменные аппараты широко испо шзуются в процессах газоочистки, абсорбции и десорбции, испарения, контактного охлаждения, конденсации, выпарки и ректификации. Здесь рассматривается массообмен при пленочном течении жидкостей в массообменных устройствах простой конфигурации — плоскопараллельных каналах и вертикальных трубках. Массообмен в более сложных устройствах будет рассмотрен в разделах 6 и 14. [c.290]

Дифференциальная перегонка и тем более однократное испарение не могут дать полного разделения смеси. Правда, в первом случае можно получить почти чистый компонент, однако количество его будет ничтожным. Тонкое разделение осушествляется путем ректификации, представляющей сочетание последовательных испарений и конденсаций (рис. 103). Этот процесс проводится в ректификационных колоннах, схема действия которых показана на том же чертеже. Принцип процесса ректификации сводится к следующему. Если жидкость состава Ь и пар состава V, поступающие на данную тарелку, не находятся в равновесии, то между ними происходит тепло- и массообмен. Результатом этих процессов будет 1) смещение состава пара и состава жидкости в направлениях, указанных стрелками 2) охлаждение пара, приводящее к частичной его конденсации (точка Я ), и нагревание жидкости, вызывающее частичное ее испарение (точка Р"). Таким образом, восходящий поток пара, теряя в результате контакта с жидкостью высококипящип компонент и приобретая легкокипящий компонент, обогащается им жидкость же, стекающая по мере накопления ее на тарелках по переливным трубкам вниз, постепенно обогащается высококипящим компонентом. При достаточном количестве тарелок, число которых рассчитывается на определенную полноту разделения, можно получить пар с минимальным содержанием труднолетучего компонента. При необходимости получения смеси определенного состава пар (жидкость) отбирается на определенной высоте колонны. [c.294]

В хлораторе бензола кроме образования ХБ и ДХБ происходят растворение РеС1з и хлора в бензоле, испарение бензола (вследствие выделения реакционного тепла), десорбция НС1, взаимодействие хлора с железом с образованием РеС1з. Большинство этих процессов массообменные для их ускорения в реакторе должны возможно тщательнее смешиваться газ с жидкостью и осуществляться интенсивный контакт газо-жидкостной эмульсии с железом. [c.130]

Методы получения потоков и осуществления тесного соприкосновения между фазами Morjrr изменяться, но это несущественно, поскольку нас интересует лишь принцип разделения. Рассмотрим какой-нибудь уровень в колонне (рис. 156) пусть пар V и жидкость L имеют составы, представленные соответственно точками Я и F на рис. 155. Пар //не находится в равновесии с жидкостью F, с которой он соприкасается равновесной жидкостью будет жидкость, соответствующая точке С. Следовательно, имеется разность химического потенциала, и будет происходить массообмен между паром и жидкостью. Это приводит к тому, что состав пара смещается по направлению к точке G, а состав жидкости — к точке С. Таким образом, пар становится богаче более летучим компонентом, а в жидкости его содержание, наоборот, уменьшается. Кроме того, следует отметить, что массообмен осуществляется как конденсацией, так и испарением. Другими словами, вместо того, чтобы эти два процесса происходили раздельно в разных частях аппарата (что шиеет место при фракционной перегонке), при ректификации они идут одновременно, что приводит к большой экономии тепла. [c.665]

Тепло- и массообмен в -этом случае характеризуется постоянством энтальпии воздуха /, так как при условии ж = м = сопз1 отданная воздухом теплота в процессе конвективного теплообмена возвращается обратно вместе с испаренной влагой в виде теплоты парообразования. Если при этом контакт жидкости с влажным воздухом, начальное состояние которого определяется, допустим, точкой А (рис. 1.20), достаточно продолжителен, то он, охлаждаясь и увеличивая свое влагоеодержание д. по изоэнтальпе, достигнет полного насыщения (точка В). Температуру, которую примет воздух в конце этого процесса, называют температурой адиабатного насыщения /а, а сам процесс — абиабат б ж процессом охлаждения воздуха, для которого справедливо равенство [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология