Парообразование, механизм процесса

При контактной сушке механизм переноса тепла довольно сложен. При сушке капиллярно-пористых тел тепло передается главным образом переносом массы поглощенного вещества. Процесс испарения в первом периоде происходит с открытой поверхности в определенном интервале температур вальца. При высо-ких температурах интенсивность сушки определяется скоростью фазового превращения и зависит от интенсивности внутреннего парообразования. Так как надежные уравнения для определения основных расчетных параметров отсутствуют, то вальцовые сушилки рассчитывают по приближенной методике, основанной на составлении уравнений теплового баланса сушильной установки. [c.283]

Во многих случаях образующиеся агомы и другие частицы могут соединяться между собой в -тех или других сочетаниях. В отличие от низких температур, когда свободные атомы и радикалы являются неустойчивыми коротко-живущими частицами, при высоких температурах они могут находиться в состоянии подвижного равновесия с продуктами соединения их между собой. Механизм процесса парообразования при высоких температурах является поэтому часто довольно сложным. [c.239]

Коэффициенты теплопередачи, найденные опытным и расчетным путями, значительно расходятся. Это свидетельствует о том, что наши современные знания о физическом механизме процесса парообразования недостаточны для получения вполне удовлетворительных расчетных уравнений. [c.82]

Механизм процесса парообразования с точки зрения молекулярнокинетической теории заключается в следующем. Молекулы жидкости, находящиеся вблизи от поверхности нагрева и обладающие в данный момент большой скоростью, вылетают в пространство над жидкостью, освобождаясь от притяжения остальных молекул, и становятся свободными. Каждая испаряющаяся молекула преодолевает силы сцепления жидкости и сопротивление внешнего давления при затрате некоторого количества тепловой энергии, подводимой извне. [c.404]

В 1952 г. Розенов [94] опубликовал очень полный обзор литературы по теплообмену при кипении, в который включил главу, посвященную работе испарителей с естественной циркуляцией. В этой главе) он рассмотрел также механизм процесса парообразования в трубах. [c.71]

Уместно подчеркнуть диффузионную природу направленного обмена веществом между контактирующими фазами и с самого начала отказаться от упрощенного толкования механизма процесса ректификации как попеременных явлений частичного испарения жидкой фазы и частичной конденсации паровой. Хорошо известно, что можно добиться заметного перегрева чистых жидкостей против точки начала кипения без парообразования или, как говорится, без фазового перехода. [c.183]

Механизм процесса парообразования с точки зрения молекулярнокинетической теории, заключается в следующем. Молекулы жидкости, находящиеся вблизи поверхности и обладающие в данный момент наи- большей скоростью, вылетают в пространство над жидкостью, освобождаясь от притяжения остальных молекул, и становятся свободными. Каждая испаряющаяся молекула затрачивает некоторое количество тепловой энергии, подводимой извне, на преодоление сил сцепления в жидкости и сопротивление внешнему давлению. Количество тепла, затрачиваемое при данной температуре, характеризуется скрытой теплотой испарения. С повышением температуры скрытая теплота испарения уменьшается и при критической температуре становится равной нулю. Наоборот, с понижением температуры скрытая теплота испарения возрастает и при температуре близкой к —54° С становится максимальной [197]. [c.177]

Действительно, из ранее изложенного следует, что существенной для задачи может быть только такая длина, которая в той или иной форме связана с процессом развития пузырька. Конечно, очень существенны также параметры, определяющие микрогеометрию поверхности, так как от них, в первую очередь, зависит распределение центров парообразования. В принципе определение масштаба протяженности на основе такого аспекта задачи возможно. Однако реализация этой возможности привела бы к очень большим трудностям и, по крайней мере, пока ее едва ли приходится учитывать. Таким образом, в качестве характеристического значения длины может быть принят только некоторый размер пузырька, выделенный потому, что с ним связываются какие-то особенно важные эффекты. Принцип выбора этого размера (обусловленный, разумеется, общей системой взглядов на механизм процесса) определяет конкретную форму решения. [c.309]

Дальнейшее повышение температуры вызывает изменение в механизме процесса сушки, при котором все большее влияние оказывает на величину интенсивности сушки плотность потока пара, перемещающегося внутри материала. При выше 100° С действует вполне развитый механизм внутреннего парообразования и переноса массы, вследствие чего величина е при этих максимальна и ее изменение при повышении невелико. [c.275]

Механизм процесса конвективной сушки может быть представлен следующим образом. При непосредственном взаимодействии влажного материала с окружающей средой вследствие разности температур поверхности материала и среды происходит испарение влаги (изменение ее агрегатного состояния). Одновременно осуществляется перенос массы паров влаги в окружающую среду, обусловленный разностью парциальных давлений паров влаги над, влажной поверхностью тела и в окружающей среде. В результате, испарения влаги с поверхности и отвода образовавшихся паров возникает градиент концентрации влаги в материале, являющийся движущей силой внутреннего перемещения ее из глубинных слоев к поверхности испарения. Это перемещение приводит к нарушению связи влаги со скелетом твердого тела и, следовательно, к дополнительным затратам энергии сверх той, которая необходима для парообразования. Поэтому скорость процесса зависит от характера или формы связи влаги с сухим веществом материала. [c.13]

Опыты показали, что коэффициент теплоотдачи пропорционален концентрации активных центров парообразования, в некоторой степени изменяющейся от 0,25 до 0,46, хотя никаких теоретических предпосылок для этой зависимости неизвестно. Число активных центров на поверхности нагревателя растет с увеличением перегрева, но об этой зависимости мало что известно, кроме того, что она, вероятно, связана с шероховатостью поверхности и физическими свойствами кипящей жидкости. Точный расчет коэффициентов теплоотдачи при кипении станет возможным лишь после полного выяснения механизма процесса. [c.370]

Исследованием течения реакций во времени занимается химическая кинетика. Под кинетикой в широком смысле понимают учение о скоростях различных процессов (химических реакций, растворения, кристаллизации, парообразования и т. д.) и их механизмах, определяющих скорость процесса. [c.229]

При кипении жидкости в условиях вынужденного движения, так же как и при кипении в большом объеме, значение коэффициента теплоотдачи определяется соотношением между интенсивностью механизма переноса тепла, обусловленного процессом парообразования, и интенсивностью механизма конвективного теплообмена в однофазной среде. Однако если при кипении в большом объеме мош ность первого механизма даже при относительно низких удельных тепловых потоках д много больше мощности второго, то в условиях вынужденного движения интенсивность обоих эффектов может оказаться соизмеримой при любом значении д. [c.39]

Область режимных параметров, в которой интенсивность теплообмена целиком определяется механизмом переноса, обусловленным процессом парообразования (развитое пузырьковое кипени е), В этой области коэффициент теплоотдачи не зависит от [c.40]

Высокая интенсивность теплообмена при кипении обусловлена существованием на поверхности нагрева дискретной системы локальных нестационарных интенсификаторов — центров парообразования. Плотность теплового потока и перегрев поверхности, включаемые в описание работы отдельного центра парообразования при изучении механизма теплообмена при кипении, являются по своей сути локальными величинами. Однако при переходе к рассмотрению процесса кипения на достаточно протяженной поверхности нагрева вследствие многочисленности и более или менее равномерного распределения центров неявно предполагается, что все они действуют при усредненных по поверхности режимных параметрах, которые, по-видимому, могут существенно отличаться от локальных. Тогда правомерность такого перехода становится сомнительной и требующей должного обоснования. [c.47]

Механизм парообразования в пленке, стекающей по твердой поверхности под действием гравитационных сил, рассмотрен в работе [119] с точки зрения зависимости интенсивности процесса от Д/ = ст—tx или ОТ д. Для малых значений (или д) характерным является процесс испарения с поверхности пленки. Роль конвективного теплообмена при этом ничтожна мала, и теплоперенос осуществляется в основном за счет теплопроводности. При некотором значении At в пленке начинает развиваться режим пузырькового кипения. Измеренная с помощью скоростной киносъемки частота образования пузырьков пара при = 200 кВт/м составила от 500 до 2000 1/(с-м2) в зависимости от свойств исследуемой жидкости. Вполне естественно, что столь высокая насыщенность мелкими пузырьками пара усиливает перемешивание в пленке, что в конечном итоге приводит к интенсификации теплообмена — подобно тому как это происходит при кипении в объеме [120]. [c.44]

Возможны три механизма передачи тепла от стенки к пленке жидкости 1) при отсутствии теплообмена на свободной поверхности пленки 2) при наличии тепло- и массообмена на ее свободной поверхности 3) при парообразовании на обтекаемой твердой поверхности. К первому механизму 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 меха- [c.216]

Механизм теплоотдачи при кипении многокомпонентных смесей еще не раскрыт в достаточно полной мере, и эта проблема еще ждет своего разрешения. Следует подчеркнуть важность учета характера парообразования, так.как его вид и интенсивность играют существенную роль в устранении зависимости коэффициента теплоотдачи от основных параметров процесса. [c.236]

Все сказанное о механизме теплообмена при кипении позволяет считать, что способы интенсификации этого процесса должны обеспечивать повышение числа действующих центров парообразования, объемной скорости парообразования в каждом центре и площади поверхности парового пузыря, соприкасающейся с микрослоем.у [c.42]

Процесс сушки материала состоит из перемещения влаги внутри материала, парообразования и перемещения влаги с поверхности материала в окружающую среду. При соприкосновении влажного материала с нагретым воздухом жидкость на поверхности испаряется и путем диффузии покидает поверхность материала, переходя в окружающую среду. Испарение влаги с поверхности материала создает перепад влагосодержания между последующими слоями и поверхностным слоем, что вызывает обусловленное диффузией перемещение влаги из нижележащих слоев к поверхностным. Наличие температурного градиента внутри материала осложняет механизм переноса влаги. Под влиянием перепада температуры (температура поверхности материала больше температуры центральных слоев) влага стремится переместиться внутрь тела (под влиянием термодиффузии влага перемещается по направлению потока тепла). [c.90]

Интенсивность тепломассообмена, происходящего в зоне парообразования в контактном слое и на границе соприкосновения материала с греющей поверхностью, зависит от температуры греющей поверхности, удельной массы, влагосодержания, степени прижатия и пористости материала. При высоких/гр (выше 85—110°С) и низких теплообмен в контактном слое, вызванный фазовым превращением и массообменом, преобладает над кондуктивным. Он определяет величину плотности потока тепла (а следовательно, интенсивность сушки) и является одной из причин изменения механизма сушки тонких материалов (малые g). Интенсивность процесса сушки в первый период увеличивается в несколько раз по сравнению с интенсивностью при обычной конвективной сушке. Глубина зоны парообразования в контактном слое, как показывают опытные данные, находится в пределах толщины слоя материала, соответствующей удельной массе 0,05 кг м причем с увеличением температуры она растет, а с увеличением g материала уменьшается- [c.60]

По мере движения вверх пузыри разрываются и видимая пузырчатость исчезает. В верхней части трубки наблюдается тонкий быстродвижущийся слой воды. Здесь надо отчетливо представить себе различие процесса кипения в замкнутом контуре, что имеет место в паровых котлах, когда труба полностью заполнена жидкостью и в разомкнутом контуре, когда трубка заполнена жидкостью не Конденсат более /3 высоты. В последнем случае диаметр трубы должен оказать влияние на механизм движения двухфазного потока. Пузырьки пара зарождаются на поверхности трубы в самой верхней части экономайзер ного столба. Эти пузырьки отрываются от стенки и всплывают в свободное пространство трубы над столбом жидкости. Чем больше диаметр трубы, тем, видимо, ближе процесс кипения сходен с процессом кипения жидкости в большом объеме, так как пузырьки пара всплывают на поверхность жидкости и не могут увлекать за собой жидкую фазу. С уменьшением диаметра трубы оторвавшиеся от стенки пузырьки вследствие малого поперечного сечения трубы увлекают за собой жидкость, которая движется по стенке тонким слоем и дальнейшее парообразование происходит в этой тонкой движущейся пленке жидкости. Допустим, что диаметр парового пузыря 1 мм. Если взять трубу диаметром 100 мм, то площадь поперечного сечения будет 7850 мм , а периметр кольца 314 мм. Сплющим эту трубу с таким расчетом, чтобы высота щели была тоже 1 мм. Периметры этих двух каналов одинаковы, а следовательно, одинаково будет число образовавшихся пузырей, но в площади сечения плоского канала разместится в 50 раз меньше пузырей, чем в трубе. [c.308]

В статье [12] высказаны также соображения по механизму процесса теплообмена при кипении воды в трубах. Автор правильно считает, что основной причиной интенсификации теплообмена является разрушение ламинарного пограничного слоя образующимися на поверхности нагрева пузырьками пара, а также турбулентными пульсациями и, по-видимому (при еще более высокой интенсивности теплообмена), пока еще мало изученными кавитационными явлениями. Это разрушение пограничного слоя становится более интенсивным с ростом частоты образования пузырьков и числа центров парообразования, т. е. с увеличением теплового потока. Так как эти явления происходят на поверхности нагрева, то разрушение пограничного слоя представляет собой очень сложный процесс. Однако увеличение скорости основного потока никогда не приводит к полному разрушению пограничного слоя, а лишь уменьшает его эффективную толщину. Поэтому скорость в некоторых случаях менее существенно влияет на коэффициент теплоотдачи, чем тепловой поток. При увеличении турбулизации ядра потока увеличивается массообмен через ламинарный слой и возрастает интенсивность теплообмена. В связи с этим автор вводит в свое уравнение параметр ш/шкр. где аНкр.— критическая скорость, соответствующая переходу в трубах ламинарного потока в турбулентный. Введение этой величины обусловлено тем, что массообмен при ламинарном движении пренебрежимо мал, а следовательно, незначителен и теплообмен. Богданов ввел также в критериальное уравнение число Не, число Рг, отношение давлений р/ра и после обработки своих данных получил следующее соотношение [c.54]

Анализ растворов имеет ряд особенностей более простой спо- Соб использования стандартов, иной по сравнению с порошками механизм парообразования вещества, для разбавленных растворов в электрических источниках света снижение помех за счет влияния третьих элементов в некоторых методах возможность 1спользования одного стандарта, например при стабилизированном процессе диспергирования аэрозоля в источник. [c.119]

В работе [34] в основу расчета интенсивности теплообмена в условиях пристенного кипения недогретой жидкости положена физическая модель процесса теплопереноса по толщине граничного кипящего слоя. В результате анализа расчетных данных установлено, что при поверхностном кипении в условиях вынужденного течения жидкости охлаждение стенки трубы происходит в специфической форме, связанной с особенностями механизма парообразования и циркуляции жидкости в пристенной зоне. [c.89]

Проанализируем теперь составляющую теплопереноса, связанную с паропроизводительностью пузырьков, движущихся вдоль поверхности нагрева. Модель процесса, соответствующая этому механизму теплопереноса, предложена в работе [55]. Автор [55] принимает, что отвод тепла от стенки происходит посредством скрытой теплоты парообразования с последующим выделением этого тепла в виде скрытой теплоты конденсации на поверхности контакта пузырька с недогретой жидкостью. [c.99]

Рассмотрение круга вопросов, образующих научную основу теории процессов перегонки и ректификации, в различных случаях может быть проведено с различной глубиной. Одни из этих вопросов разработаны глубоко и тщательно, тогда как по другим имеются лишь предварительные скудные данные, не идущие дальше первого приближения в установлении сущности изучаемого явления. В одних случаях привлечение сведений из соответствующих смежных областей позволяет дать точную количественную оценку явления, в других же случаях приходится ограничиваться первым качественным приблил<ением ввиду недостаточности и недоработанности имеющихся данных. Так, например, привлечение надлел<ащих сведений из химической термодинамики позволяет создать серьезное основание для построения термодинамической теории процессов перегонки и ректификации, тогда как сведения, имеющиеся по вопросам механизма парообразования и диффузии в колоннах, еще недо- [c.4]

Свободное движение в тонком слое жидкости. В перегретой жидкости образуются и существуют зародыши паровых пузырей. При развитии зародыш проходит ряд фаз возникновение, рост зародыша, отрыв пузыря, разрушение пузыря. При этом около поверхности нагрева происходит довольно сложное движение жидкости, влияющее на процесс теплоотдачи. Существует целый ряд представлений о механизме парообразования, предложенный различными исследователями [47, 53, 92, 208]. К сожалению, нет достаточно полного исследования механизма движения пузырей в пленке. Отдельные исследования не позволяют полностью представить весь механизм кипения в пленке. Визуальные наблюдения В. А. Рачко (опыты на воде), И. П. Вишнева, Н. И. Елухина и В. В. Мазаева (кипение сжиженного газа) показали, что отрывной диаметр пузырей и частота отрыва их зависят от толщины пленки жидкости [7, 69]. С уменьшением б уменьшается отрывной диаметр пузыря, усиливается турбулизация, и коэффициент теплоотдачи повышается [160]. Кинематографический анализ поведения паровых пузырей в пленке жидкости проводился Т. А. Колачем и И. А. Копчиковым [39] на модели (вдувание воздуха в пленку жидкости на латунной пластине) и при кипении жидкостей. В результате наблюдений установлено, что по мере роста пузыря верхняя часть его постепенно начинает выступать над поверхностью жидкости. Вследствие этого силы, действующие на пузырек и описываемые выражением [c.89]

Механизм кипения диссоциирующей системы весьма сложен и практически не изучен. В качестве отправны.х положений для изучения процессов зародышеобразования и роста парового пузыря можно лишь вьгсказать несколько основных предположений. На их основании качественно исследовались вероятность появления зародышей паровой фазы, критические размеры пузыря и его рост в диссоциирующей системе. На границе раздела фаз ввиду различия в степени диссоциации в жидкой и паровой фазах существует скачок концентраций компонентов N2O4 и NO2. Кроме того, фазовый переход сопровождается реакцией диссоциации с соответствующим тепловым эффектом. Скорость реакции диссоциации на линии насыщения Б жидкости и газовой фазе очень велика. Константы скорости диссоциации находятся в пределах 10 —10 eK. Соотношение скоростей парообразования и диссоциации, а также абсолютная разность содержания компонентов в жидкой и газообразной фазах, несомненно, оказываю г значительное влияние на зарождение и рост парового пузырька в связи с различием величины выделения теплоты реакции диссоциации на границе раздела фаз или в паровой фазе. [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология