Глава III. Испарение и конденсация

Часто в теплообменных аппаратах в процессе теплообмена происходит изменение агрегатного состояния одного из теплоносителей конденсация горячего или испарение холодного теплоносителя. Аппараты, применяемые при конденсации горячего теплоносителя, почти не отличаются от других теплообменных аппаратов и поэтому рассматриваются в данной главе. Если конденсация горячего теплоносителя является целевым процессом, то эти аппараты называют конденсаторами. Аппараты для испарения холодного теплоносителя (выпарные аппараты) будут рассмотрены в главе 13. [c.411]

Такая гипотеза противоречит утверждению Стефановича о том, что массообмен в разработанном им ректификаторе, как и в любых аппаратах термической ректификации, определяется только кратностью актов испарения — конденсации, т. е. тепловым числом и относительной летучестью разделяемых компонентов. В главе III этот вопрос будет рассмотрен специально. [c.34]

Принцип метода термической ректификации был рассмотрен в главе I. Там же было указано на необходимость специального исследования, которое позволило бы установить, действительно ли массообмен в аппаратах, работающих по этому принципу, определяется только кратностью актов испарения — конденсации и относительной летучестью разделяемых компонентов или же массообменная характеристика такого аппарата в значительной степени определяется условиями адиабатического массообмена и испарительно-конденсационные процессы лишь дополнительно повышают интенсивность массообмена. [c.142]

То обстоятельство, что в операциях сушки, испарения, конденсации и дистилляции комбинируются процессы перемещения, тепло- и массообмена, затрудняло изложение материала этой главы. Поэтому здесь не было дано исчерпывающего объяснения всех рассмотренных проблем. [c.281]

В настоящей главе эти процессы рассматриваются с термодинамической точки зрения с целью определения количеств тепла, потоков, ко нцентраций, температур, концентрационных и температурных напоров. При этом, если жидкость и пар находятся в контакте, то считается, что между ними устанавливается равновесие. Факторы, влияющие на скорость протекания процессов испарения, конденсации и ректификации, а также аппаратурное оформление этих процессов рассматриваются в главах V и УП. [c.99]

В смесительных теплообменниках, в которых происходит соприкосновение газа и воды, наряду с теплообменом протекает процесс массообмена, заключающийся либо в испарении воды в газ, либо, наоборот, — в конденсации влаги из газа. Испарение воды (увлажнение газа) происходит при соприкосновении с водой сравнительно сухого газа. При соприкосновении же с водой газа с большим содержанием водяных паров происходит конденсация этих паров (осушка газа). Более подробно процессы массообмена рассмотрены в главе 16. [c.466]

Каждому тепловому режиму работа совмещенных ступеней соответствует определенное распределение тепла и холода по ступеням. Соответственно каждому виду теплового распределения соответствует определенное построение комбинированной диаграммы. В главе 3 не основе комбинированной диаграммы проводится анализ основных тепловых режимов работы системы совмещенных ступеней конденсации и испарения. [c.31]

В гл. 5 и 6 изложены элементы теории и разработанные автором приемы расчета потока конденсации паров малой концентрации из объема газов на поверхность. В главу включены номограммы, составленные автором применительно к парам серной кислоты, воды, а также сведения о конденсации пятиокиси ванадия. Рассматриваются комплексные задачи, когда процесс конденсации совпадает по времени и уравновешивается с процессом испарения. Излагаются методы и результаты прямых измерений потоков конденсации, а также причины и масштабы их отклонения от расчетных значений. [c.8]

Двухступенчатая машина. Степень сжатия паров хладоагента ра/рх, как уже известно, определяется температурами конденсации и испарения. Ранее (см. главу III) было показано, что при Рг/Рх > 4—5 одноступенчатое сжатие газов (паров) приводит к снижению объемного коэффициента полезного действия компрессора и повышению расхода энергии. Для устранения этих недостатков при > 4—5 применяют многоступенчатые компрессоры с охлаждением сжимаемого газа между ступенями. [c.732]

В этой главе мы будем описывать диффузию одним коэффициентом D. Это всегда верно для бинарной смеси (состоящей только из двух компонентов) и, следовательно, для процессов испарения и конденсации, для которых стефановский ноток имеет наибольшее значение. Если существенны одновременно несколько разных коэффициентов диффузии, то вступает в силу более сложная теория многокомпонентной диффузии, которая будет рассмотрена в следующей главе. [c.144]

Отвод продуктов реакций может происходить за счет испарения жидкости, кристаллизации, конденсации, избирательности абсорбции или адсорбции. Для этого иногда используются совмещенные реакционно-массообменные процессы, в том числе с применением мембран (см. главу 6). [c.143]

Б гл. 3—5 рассмотрены вопросы, полностью относящиеся к системам постоянного состава. Система могла претерпевать изменения температуры, давления и веса, но относительное содержание компонентов в ней оставалось неизменным. Однако многие проблемы в инженерной практике связаны с изменением состава. Характерными в этом смысле являются процессы дестилляции, абсорбции, экстракции, испарения и частично конденсации. Поэтому в последующих главах будут рассмотрены системы переменного состава. [c.96]

Действительное количество сконденсированных молекул меньше теоретического, так как не все испарившиеся молекулы отводятся к поверхности конденсации из-за взаимных столкновений и часть испаренных молекул возвращается обратно на поверхность испарения (см. главу III). Если ввести фактор эффективности К, который учитывает, какая часть испарившихся молекул достигает поверхности конденсации, то получим выражение для максимальной скорости, испарения при молекулярной, дистилляции [c.238]

Для отбора обогащенной фракции на питание последующей ступени 2 используются естественные процессы испарения и конденсации влаги, уносимой газами из электролизера (см. главы III и IV). [c.253]

Это утверждение авторов не совсем верно. Для адсорбционной ветви капиллярная конденсация сопровождается адсорбцией, а для десорбционной ве тви испарение сопровождается десорбцией. Выбор десорбционной ветви для расчетов структуры адсорбентов обусловлен другой причиной. Как показал Коэн [10] и экспериментально доказал Жданов 8] (см. дополнительную литературу к этой главе), при наличии в адсорбенте как открытых, так и закрытых цилиндрических пор форма мениска при прямом процессе капиллярной конденсации может быть различной, от цилиндрической до сферической, и в соответствии с этим кривые зависимости упругости пара от размеров капилляра будут иметь различную форму. При обратном процессе — испарении мениск имеет только сферическую форму и для расчетов структуры можно пользоваться формулой (17), на что справедливо указывают далее авторы. Для пор, представляющих пустоты между сферическими частицами, как показал анализ Карнаухова и Киселева [6] (см. дополнительную литературу), также проще пользоваться десорбционной ветвью гистерезиса.— Прим. перев. [c.137]

В основе ректификации и лежит именно такое многократное частичное испарение жидкости в сочетании с конденсацией пара. (Более детально процессы ректификации рассмотрены в главах, посвященных отдельным производствам.) [c.27]

Непрерывное получение холода чисто механическим способом, например путем использования сжатия в цикле, включающем попеременную конденсацию пара в жидкость и парообразование, известно, как механическое охлаждение . Этот способ представляется наиболее важным для поддержания низких температур, и рассмотрение его будет главной темой настоящей главы. Методы достижения температур несколько ниже температуры внешней среды с помощьк испарения воды важны для кондиционирования воздуха и охлаждения воды однако обзор этих методов не входит в задачи настоящей главы. Методы достижения очень низких температур, например ниже —70° С, несколько специфичны, но будут кратко рассмотрены в этой главе. [c.483]

Мы будем считать испарение и конденсацию основными процессами, происходящими при всех упомянутых выше отдельных операциях, и поэтому эти процессы и включены в название главы. При изложении будет сделан упор на процессы перегонки и ректификации, при которых жидкий раствор разделяется на две или несколько фракций, которые могут быть или почти чистыми компонентами, или же смесью их. Мы будем также рассматривать и случай сжижения одного или нескольких способных к конденсации веществ из смеси, содержащей неконденсирующиеся газы. [c.599]

Очевидно, что наиболее важный фактор, определяющий степень конденсации, это температура пробы. Кривые рис. 154 и 155 дают представление о температурной зависимости степени конденсации для двух примесей Zn и Bi. Начиная с температуры 1600° С, степень конденсации для этих двух элементов уже не зависит от рола основы и способа изготовления стандартов. Для менее летучей окиси никеля степень конденсации (рис. 156) в исследованном интервале температур нагрева образцов (800— 2000° С) сильно зависит от температуры, приближаясь к 100% лишь при 2000° С. Поэтому определение Ni производится с несколько большей погрешностью (см. 4 этой главы). Данные, характеризующие степень конденсации при температуре нагрева 1800° С, обычно применяемой для испарения большинства примесей, приведены в табл. 36. [c.360]

При соприкосновении воды и воздуха помимо конвективного теплообмена, обусловливаемого температурным градиентом, происходит также и влагообмен, обусловленный разностью парциальных давлений водяного пара у поверхности воды в ядре потока. При этом происходит либо испарение влаги и переход ее в газовую среду, либо конденсация паров, из воздуха на поверхности жидкости. В процессе влагообмена вместе с парами переносится и тепло, затраченное на их образование. Конструкции скрубберов описаны в главе I тома 2. [c.270]

Разделительные аппараты, в которых происходит процесс ректификации воздуха, являются составной частью воздухоразделительных установок, принципиальные схемы которых рассмотрены в главе IV. В процессе ректификации воздуха подвод тепла в испарителе и отвод тепла в конденсаторе осуществляются посредством конденсации и испарения воздуха и продуктов его разделения. Для этого в разделительный аппарат под повышенным давлением подается поток азота (в аппарате с азотным циклом) или сам поток направляемого на разделение воздуха (в аппаратах однократной и двукратной ректификации). [c.110]

Значительный вклад в изучение фазовых равновесий в многокомпонентных системах, в основе которого лежит детальный анализ процессов открытого испарения (конденсации) и установление термодинамикотопологических закономерностей в структуре диаграмм равновесия жидкость — пар, развито в работах Жарова и Серафимова [39]. Попытка более или менее подробного пересказа содержания этой оригинальной и обстоятельной монографии вряд ли будет оправданной, тем более потому, что одно из достоинств ее — строгость и последовательность изложения. Некоторые вопросы термодинамической теории равновесий жидкость — пар в многокомпонентных системах решены авторами настоящей книги (Морачевский и Смирнова) в работах, выполненных совместно со Сторонкиным. Эти результаты также достаточно полно отражены в отечественной монографической литературе, в частности, в указанной в предыдущих главах монографии Сторонкина, в монографиях Когана. [c.79]

При обратимом разделении смеси термодинамические потери смешения потоков равны нулю, в связи с чем концентрации компонентов в потоках, направляемых на смешение, должны быть равными. В процессе совмещенной многоступенчатой конденсации и испарения этому требованию соответствует режим с равновесннм>1 встречными потоками со смежных совмещенных ступеней, раоомотренный в главе 2 (режим типа I). [c.81]

Молекулярную дистилляцию (см. главу 5.44) в микромасштабе можно осуществить пли методом холодного пальца , или методом падающей пленки, т. е. в тонком слое. Пример осуществления на практике метода холодного пальца приведен на рис. 140 1 10]. Смесь, которую необходимо разделить, вносят в часть аппарата, обозначенную 1 конденсация паров происходит на холод- Гмсти/тат ном пальце 2. С кольцевого выступа 3 конденсат по каплям стекает в капилляры 5 вращающегося приемника 4. Для количеств вещества меньше 4 г Брегер [11] предложил оригинальный аппарат, изображенный на рис. 141. Испарение жидкости происходит на внутренней поверхности внешней трубки, конденсация — на внутренней трубке, проходящей через аппарат. Этот небольшой аппарат длиной 185 мм укреплен в центре таким образом, что его можно повернуть на 180°. Смесь вначале обезгаживают. Благодаря подвижности прибора исходную смесь, а также и дистиллат [c.227]

Оптимальная многоколонная схема разделения получается не только за счет выбора оптимальных параметров разделения в каждой простой колонне и нахождеция соответствующих связей между ними по сырьевым и продуктовым потокам, но и в результате рационального использования тепла уходящих потоков, а также тепла конденсации и испарения продуктов в конденсаторах-холодильниках и кипятильниках [101]. Эти вопросы здесь подробно не рассматриваются, так как изложение их выходит за рамки целей и задач настоящей книги. Однако отметим, что применение оптимальных и многоколонных схем разделения зачастую дает большую экономию энергетических затрат, чем использование рассмотренных в главе ГГ технологических схем процессов разделения с простыми и сложными ректификационными колоннами. [c.242]

КолйттеШ венкБГй э ф1ф ёкТ"изменения температуры, давления, концентрации реагентов при взаимодействии жидкостей и газов определяют, пользуясь диаграммами фазового состояния. Так, например, для расчета процессов дистилляции и ректификации пользуются диаграммами температура кипения — состав, по которым можно определить равновеаные составы жидкости и пара при любой температуре и проследить ход процессов испарения или конденсации. Примеры таких диаграмм даны в главах IV, [c.128]

Время пребывания молекулы на поверхности адсорбента можно вычислить по теории Лэнгмюра[ ]. Пользуясь уравнениями (11), (17) и (18) главы IV, моукно рассчитать величину скорость испарения с полностью покрытой поверхности, при условии, что Яц, коэффициент конденсации, принят равным единице. Величину, обратную VI, Лэнгмюр называет относительной продолжительностью жизни . Для адсорбции азота на слюде при 90°К (рис. 35), эта величина равна 1,78- 10 сек на 1 сл "поверхности. Это значит, что для десорбции 1 моля азота с 1 поверхностп слюды требуется около 50 часов при условии, что поверхность слюды все время насыщена азотом. [c.614]

Глава V начинается обсуждением поверхностной миграции и торможения роста, что включает рост пластинок и усов, а также контактный рост (разделы V.2—V.13). Затем следует сводка экспериментальных значений а для роста из пара и испарения, начиная с экспериментов по полной конденсации и свободному испарению и до экспериментов при нпзких пересыщениях п недосыщениях (разделы V.14—V.24). [c.131]

В главе Осно1Вные понятия о перегонке мы уже указывали, что на испарение всякой жидкости затрачивается определенное количество тепла. Это тепло содержится в парах в виде скрытой теплоты парообразования . При сжижении (конденсации) паров эта скрытая теплота выделяется обратно. Получившаяся жидкость будет иметь температуру, соответствующую ее точке кипения при данном давлении. В большинстве случаев эта горячая жидкость подвергается в перегонных установках дальнейшему охлаждению. [c.62]

Необходимость привлечения для интерпретации коэффициента испарения а модели конденсации привело многих исследователей к попыткам вывода выражения, эквивалентного уравнению Герца—Кнудсена, непосредственно из механизма испарения. Цель таких попыток состояла в создании микроскопической модели испарения, из которой можно было бы получить < 1, не предполагая, что испарение и конденсация являются идентичными, но противоположными процессами. Следовательно, необходимо было рассмотреть условия, которые могут препятствовать или задерживать уход атомов или молекул с поверхности конденсированной фазы. Были высказаны различные предположения о таких препятствующих факторах и предложены их различные математические описания. Эти вопросы изложены в обзорной статье Кнака и Странского [32], в более сжатой статье Детторе, Кнорра и Холла [37], а также в книге Хирса и Паунда [35], в которой представлен наиболее полный обзор исходных посылок, а также приведена обширная библиография. Последующие разделы данной главы, посвящены механизмам испарения и экспериментальным результатам, основанным, главным образом, на работе Хирса и Паунда. [c.40]

Примером погоноразделительных устройств, работающих по принпипу только последовательной кондепсации, могут служить шлемовые трубы кубовых батарей, особенно масляных. В настоящее время такие погоноразделительные устройства ие применяются, так как осуществляемое ими погоноразделение крайне несовершенно. Вместо процесса последовательной конденсации в настоящее время в технике применяется процесс ректификации, представляющий собой ряд чередующихся иро-дессов испарения и конденсации, осуществляемых в ректификационной колонне. Примером могут служить описанная в начале настоящей главы перегонная установка (см. рис. 48 на стр, 340) и другие аналогичные аппараты. Характерная особенность их работы заключается прежде всего в том, что подогрев сырья производится здесь отдельно, в трубчатой печи, и поступающее в колонну сырье, нагретое до соответствующей температуры, почти сразу всей своей массой превращается в смесь паров и неиспаряю-щегося в этих условиях жидкостного остатка. Последующая затем ректификация паров совершается постепенно наиболее тяжелые компоненты, сконденсировавшись, падают в нижнюю часть колонны и подвергаются дальнейшей ректификации, а зател отводятся наружу, пары же более легких компонентов поднимаются по колонне вверх, постепенно конденсируются здесь на разной высоте в порядке понижения их температур кипения и отводятся с разных высот колонны наружу в виде разного рода дестиллатов. Таким образом, в колонных аппаратах обеспечивается прежде всего непрерывность работы, крайне важная с практической точки зрения. Вместе с том в процессе ректификации отдельные зоны ректификационной колонны сохраняют в точение всего процесса перегонки известное постоянство как материального, так и теплового режима состав и температура в каждой точке ректификационной колонны должны оставаться во все время перегонки без измепения. Благодаря этому метод ректификации легче поддается теоретическому обоснованию и подлежит ])ассмотрению в первую очередь. [c.375]

Когда система, состоящая из нескольких фаз, достигает равновесия, то переход молекул из одной фазы в другую не прекращается. Например, в равновесной системе вода — пар молекулы все время переходят из жидкости в пар и обратно. Для равновесия характерно равенство скоростей испарения и конденсации. Равновесие, таким образом, поддерживается двумя противоположными процессами, идущими с одинаковой скоростью. Разумеется, фазовые равновесия могут устанавливаться и в других системах, например в системе жидкость — твердое тело или твердое тело — газ и т. д. Несколько важных случаев будут разобрайы в этой главе. [c.266]