Пересыщение конденсации в трубе

Знание законов пересыщения газовых смесей и образования ядер конденсации позволяет в каждом отдельном случае создать модель процесса объемной конденсации. Вначале рассчитывают значения и строят кривую пересыщения пара в функции расстояния от входа в трубу (при продольном) и в пучок труб (при поперечном) омывании (рис. 7.2). Далее рассчитывают и строят на том же графике линию критического пересыщения [5.13]. [c.221]

Более надежные данные по определению скорости образования зародышей при 5>5кр. были получены в опытах по конденсации паров глицерина и серной кислоты на поверхности . Паро-газовая смесь направляется в полую трубу, интенсивно охлаждаемую снаружи (см. рис. 5.7). При этом в трубе создается высокое пересыщение пара, в результате чего часть пара конденсируется в объеме с образованием тумана. В газе по выходе из трубы определяется численная концентрация тумана и средний радиус капель. Полученные результаты сравниваются с расчетными данными (для скорости образования зародышей) по уравнениям (1.34) и (1.53). [c.45]

В небольших слоях, например в пограничном слое при конденсации паров в трубе (стр. 141), турбулентная диффузия и теплопроводность оказывают малое влияние на процессы передачи массы и тепла. В этом случае при наличии высокого градиента температур и давления паров может возникнуть высокое пересыщение пара, что приведет к образованию тумана. [c.132]

ОБРАЗОВАНИЕ ПЕРЕСЫЩЕННОГО ПАРА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА В ТРУБЕ [c.141]

При конденсации пара в трубе в условиях турбулентного движения газа, температура газа и давление пара по сечению турбулентного потока снижаются от центра трубы к ее стенкам , причем, чем больше Re, тем меньше это снижение. Пересыщение пара изменяется в противоположном направлении, т. е. в начале процесса оно увеличивается от центра трубы к ее стенкам (стр. 155). При ламинарном движении газа уменьшение давления паров и температуры газа (и увеличение пересыщения пара) от центра трубы к ее стенкам происходит в большей степени, чем при турбулентном движении газа. [c.148]

Пересыщение пара в охлаждаемой снаружи трубе может быть значительно снижено применением насадки, на поверхности которой происходит конденсация пересыщенного пара. При этом за счет теплоты конденсации температура поверхности насадки повышается и становится выше температуры газовой смеси. Благодаря этому тепло отводится от поверхности насадки и способствует дальнейшей конденсации пара на ней. Рассматривая зависимость давления пара от температуры в уравнении (5.4), в случае применения насадки в правую часть следует ввести дополнительный множитель [c.150]

Так как температура газа и давление пара в турбулентном ядре и у поверхности конденсации изменяются в ходе процесса (по длине трубы I, если процесс ведется в трубчатом конденсаторе), то в соответствии с уравнением (4.12) изменяются значения пересыщения пара по толщине пограничного слоя и величина х, при которой достигается максимальное пересыщение пара 5 акс. причем абсолютное значение 5 акс. везде одинаково. По мере продвижения газа вдоль охлаждающей поверхности зона максимального пересыщения пара перемещается к границе турбулентного ядра (рис. 5.2,а) при дальнейшем продвижении газа возникающее в пограничном слое пересыщение 5<5 акс,- [c.155]

Когда 5 мало и зародыши в газе отсутствуют, ЛС = ВС=0. В этом случае уравнение (5.38) переходит в уравнение (5.4), анализ которого приведен ранее (стр. 150). Из анализа уравнения следует, что для снижения пересыщения пара необходимо повышать температуру поверхности конденсации или температуру газа на входе в трубу. [c.161]

Первый этап протекает на участке трубы - 100 мм. (от точки а до точки в) при изменении 5 от 3,4 до 5,6 (см. рис. 5.10). Второй этап очень кратковременный (он протекает на участке трубы 20 мм), так как снижение пересыщения пара происходит в результате конденсации пара не только в объеме (как это наблюдается при адиабатическом расширении), но и на поверхности трубы. Третий этап самый продолжительный, он протекает на участке трубы более 1000 мм, но в конце процесса количество пара, конденсирующегося на поверхности капель, незначительно, поэтому их радиус практически не изменяется. Коэффициент изменчивости а, характеризующий монодисперсность тумана [уравнение (1.83)1, сначала увеличивается, достигает максимального значения, затем уменьшается (см. рис. 5.10). В конце трубки туман становится практически монодисперсным (а=0,17). [c.267]

Если после полой камеры паро-газовую смесь вновь направить в трубу (сохранив прежние условия охлаждения), то величина пересыщения пара будет вновь повышаться, но не достигнет критического значения, поэтому возможность образования новых капель исключается. Имеющиеся в газе капли будут непрерывно расти в пересыщенном паре за счет конденсации пара на их поверхности. [c.279]

В промышленных условиях описанный прием может быть осуществлен в трубчатом конденсаторе, разделенном свободным объемом (полой камерой) на две части (рис. 7.8). Паро-газовая смесь поступает в камеру 1, а затем в трубное пространство верхней части конденсатора. По выходе из труб газ поступает в свободный объем 2, в котором происходит конденсация пара на каплях и снижается пересыщение пара. Из свободного объема 2 газ поступает в трубное пространство нижней части конденсатора. Охлаждающая вода направляется в межтрубное пространство верхней части конденсатора. [c.280]

Из перегревателя 3 паро-газовая смесь, содержащая ядра конденсации, поступает в конденсационную трубу—конденсатор 7 диаметром 2 см, снабженный воздушной рубашкой. В конденсаторе паро-газовая смесь охлаждается, и пар конденсируется на поверхности трубы. В результате пересыщение пара постепенно повышается (стр. 141), и пар конденсируется на ядрах конденсации. По выходе из конденсатора туман разбавляется в смесителе 8 [c.285]

Наглядным примером образования пересыщенного пара в результате турбулентной и молекулярной диффузии и теплопроводности может служить процесс конденсации пара в трубе, охлаждаемой снаружи, при движении по этой трубе турбулентного потока паро-газовой смеси (рис. 5.1). В этом случае одновременно протекают два самостоятельных процесса — охлаждение газа и конденсация пара на поверхности трубы. Соотношение скоростей [c.148]

Рис. 5.1. Схема процесса конденсации пара в трубе и изменение пересыщения пара.

В целях увеличения скорости протекающих процессов в трубах и межтрубном пространстве конденсатора иногда предусматриваются различные устройства, турбулизирующие потоки. Эти устройства не меняют существа протекающих процессов, состоящи. в том, что в результате соприкосновения с более холодной поверхностью труб происходит охлаждение газа и конденсация на этой поверхности содержащегося в газе пара. При этом пересыщение пара обычно вначале повышается, достигает некоторого максимального значения, а затем снижается (см. рис. 5.4). Если максимальное пересыщение пара достаточно велико, наступает гомогенная конденсация пара и образование зародышей. Дальнейшая конденсация пара происходит на поверхности труб, на поверхности капель-зародышей и в результате образования новых зародышей. На рис. 5.9 показана схема процесса конденсации пара в трубах конденсатора при одновременной конденсации пара на поверхности и в объеме. [c.170]

Полученная зависимость объясняется тем, что при очень малом значении р объемная конденсация пара отсутствует по всей длине трубы и = 0. С повышением р соответственно увеличивается возникающее в трубе пересыщение пара (по длине трубы) при некотором значении рг это пересыщение достигает наибольшего [c.172]

После участка № 8 одновременно с конденсацией пара на поверхности трубы происходит конденсация его на поверхности уже образовавшихся капель, а также образование все новых и новых зародышей. Однако, несмотря на постепенное увеличение общей скорости конденсации пара за счет указанных трех факторов и уменьщение давления пара серной кислоты, пересыщение пара 5 не снижается, а некоторое время еще возрастает. Максимальное пересыщение пара достигается при I = 750 мм (сечение трубы в) и составляет 5 = 5,67 (см. рис. 5.13,. табл. 5.9, участок № 20). На этом же участке максимальна и скорость образования зародышей / = 3,1-10 см- -сек К При дальнейшем продвижении газа по трубе пересыщение быстро снижается. [c.186]

Конструкция теплообменников-вымораживателей аналогична трубчатым конденсаторам (см. рис. 5.8), т. е. по трубам движется воздух, а в межтрубном пространстве — хладоагент. Температура хладоагента, применяемого в вымораживателях, очень низкая (120—150°К), а содержание пара воды в атмосферном воздухе сравнительно большое, поэтому степень пересыщения пара может достигать большого значения. Между тем процесс вымораживания должен протекать при отсутствии конденсации пара в объеме, с тем, чтобы исключить унос примесей в туманообразном состоянии и обеспечить высокую степень очистки воздуха. Этого можно достичь лишь тогда, когда разность, между температурами газа и стенки трубы в течение всего процесса поддерживают низкой, не более 30 °С. [c.196]

Как видно из рис. 5.25, в конденсаторах II и 111 возникающее пересыщение пара 5 приближается к 5кр (кривые 3 и 4) на коротком участке конденсационных труб. Между тем поднятие кривой 3 (путем снижения температуры поверхности конденсации tn. к) означает повышение интенсивности процесса. Например, при понижении tn.K в конденсаторе III на участке от L = 8 и до конца трубы со 120 до 100 °С уменьшается содержание пара серной кислоты в отходящих газах почти в два раза. [c.214]

При очень низкой температуре охлаждающей воды или большой влажности газа в процессе конденсации паров серной кислоты на поверхности труб ангидридного холодильника возникающее пересыщение пара превышает критическую величину (стр. 140), в связи с чем образуется сернокислотный туман. Он не улавливается в абсорбционных башнях и выбрасывается с отходящими газами в атмосферу. [c.224]

С понижением температуры поверхности конденсации пересыщение пара повышается кривая 5 на рис. 4-1 отражает изменение пересыщения пара по длине трубы при температуре поверхности конденсации 40 °С (вместо 180 °С, как это было принято в первом случае). В точке А, где кривая пересыщения пересекает кривую критического пересыщения 4, спонтанно образуются зародыши последние в дальнейшем увеличиваются за счет конденсационного роста, т. е. в результате конденсации пара на их поверхности, и превращаются в капли тумана. После образования тумана процесс конденсации осложняется. [c.94]

Конденсацию паров серной кислоты ведут в орошаемых башнях с насадкой (скрубберы), трубчатых конденсаторах, аппаратах распылительного типа (например, в трубе Вентури) или-в барботажных аппаратах (например, в башне с провальными тарелками) и др. Механизм процесса во всех перечисленных аппаратах одинаков и состоит в том, что парогазовая смесь охлаждается в результате соприкосновения с более холодной поверхностью жидкости или пленки конденсата. Схема процесса, при котором возникающее пересыщение превышает критическое значение (5>5кр) и происходит образование тумана, показана на рис. 8-8. [c.223]

Испарение капель жидкости в газообразной среде и обратный процесс роста капель в среде, содержащей пересыщенный пар жидкости, играют большую роль в жизни природы и в человеческой деятельности. Достаточно вспомнить, что кругооборот воды в природе проходит через стадию конденсации водяного пара на содержащихся в атмосфере гигроскопических частицах (ядрах конденсации) с образованием облачных капель, причем значительная часть этих ядер образуется в результате испарения брызг морской воды напомним также, что при выпадении дождя происходит испарение падающих дождевых капель и нередко они не успевают достигнуть земли. В технике мы наблюдаем испарение капель горючего в двигателях внутреннего сгорания, при распылительной сушке вязких растворов и охлаждении горячих газов распыленной водой. Конденсационные туманы образуются при охлаждении газообразных продуктов сгорания, выходящих из дымовых труб и моторов самолетов, в процессе конденсации атмосферной влаги на капельках серной кислоты на сернокислотных заводах или фосфорной кислоты при создании оптических завес путем сжигания фосфора. Конденсационного происхождения большинство частиц в облаке, образующемся при взрыве атомной бомбы. Конденсация паров на газовых ион давно уже служит важнейшим средством исследования в атомной физике. Следует также упомянуть о том, что процессы адсорбции и абсорбции газов на твердых и жидких аэрозольных частицах во многих случаях весьма сходны с процессом конденсации пара на каплях и описываются теми же уравнениями. [c.5]

Наиболее простым аппаратом, в котором пары серной кислоты выделяются конденсацией их на поверхности, является трубчатый конденсатор. Газовая смесь, содержащая серный ангидрид и пары воды, движется по охлаждаемым снаружи трубам конденсатора с такой скоростью, что возникающее пересыщение паров серной кислоты по всей длине труб конденсатора ниже критической величины (см, стр, 111). [c.219]

Маходящихся в газах паров кислоты, т. е. tn>tr>i t-В этом случае лары кислоты в потоке находятся ib пересыщенном состоянии. В зависимости от степени пересыщения конденсация может идти на присутствующих в газах твердых частицах аэрозолей или по гомогенному механизму, лутем образования новых центров конденсации. В отличие от регенеративных воздухолодогревате-лей, где пребывание газов исчисляется 0,1 с и меньше, в газоходах и дымовых трубах газы пребывают 10—15 с, что способствует более глубокой объемной конденсации. [c.184]

Как будет показано ниже, в вихревой трубе происходит организованное течение газа в высоконапряженном поле центробежных сил со сложной структурой при непрерывном изменении всех характеризующих газ параметров. Безусловно, при влажном газе, при наличии конденсирующих компонентов, а также жидкой или твердой дисперсной фаз процессы, протекающие в вихревой трубе, должны еще больше усложняться. При этом следует ожидать значительной интенсификации процессов конденсации и сепарации. При движении парогазовых смесей в каналах сопловых вводов (пар одного компонента) условием конденсации является пересыщение пара и, чем быстрее идет расширение смеси, тем к большему пересыщению приходит система, что приводит к конденсации. Как следует из данных А. Стодола, исследовавшего конденсацию водяного пара в сопле, в этих условиях возможна и гомогенная конденсация даже при наличии некоторой доли дисперсной фазы (данные представлены в монографии Л. Е. Стернина [6]). При медленном расширении пара в сопле пересыщение может и не происходить, так как пар успевает конденсироваться на посторонних частицах. Из этого следует, что для начала конденсации важную роль играет промежуток времени, в течение которого создается пересыщение. В монографии отмечается и такой факт, что при наличии в потоке газа даже небольшого количества другого вещества с более высокой температурой и давлением насыщения в первую очередь происходит гомогенная конденсация этого вещества с образованием большого количества зародышей, на которых в дальнейшем конденсируется основной компонент. Пересыщение пара при этом может и отсутствовать. О том, что конденсация в соплах возможна, можно сделать вывод, если сопоставить уравнение Клаузиуса-Клайперона (1.2) и уравнение изменения давления при адиабатическом расширении в сопле совершенного газа [c.10]

Несмотря на значительный ассортимент депрессоров и ингибиторов парафиноотложения, механизм их действия остается до последнего времени вопросом дискуссионным. Как правило, рассматриваются два возможных варианта отложения парафина на внутренних поверхностях технологического оборудования и трубопроводов вследствие пересыщения нефтяного раствора при соприкосновении с холодными стенками труб, а также в потоке перекачиваемой нефтяной системы. Улучшение текучести высокозастывающих нефтей и газовых конденсатов и предотвращение парафиноотложения при введении в систему соответственно депрессоров или ингибиторов парафиноотложения связывают с поверхностным и объемным механизмом их действия. Согласно первому механизму, молекулы присадки, имеющие длинные алкильные радикалы, встраиваются в растущие крис га. лы парафиновых углеводородов, начиная со стадии зародышеобразования. При этом полярные функциональные группы присадки ориентируются в дисперсионную среду и тормозят встраивание парафиновых углеводородов в растущую структуру, что ограничивает ее рост. По второму механизму предполагается, что молекулы депрессорной присадки за счет высокой полярности функциональных групп формируют собственные ассоциаты и мицеллы при температурах более высоких, чем температура ассоциатообразования молекул нормальных парафинов. Такие мицеллы содержат полярные группы внутри ассоциата, а алифатические радикалы направлены в дисперсионную среду. Это способствует сольватации таких мицелл молекулами нормальных парафиновых углеводородов и созданию аморфизированных структур. Их кристаллизация в охлажденных нефтяных дисперсных системах носит локализованный характер, и при конденсации [c.242]

Сказанное хорошо коррелируется с наблюдениями за рассеиванием из дымовых труб при сжигании природного газа или малосернистого мазута. Летом, когда воздух теплый, пересыщение не достигает критического предела н дымовые газы бесцветны. Знмой при смещении с холодным воздухом пересыщение становится выше критического и дымовые газы оконтуриваются плотными клубами белого пара. По мере удаления от трубы степень разбавления увеличивается и 5 становится меньше единицы. Каиельки тумана начинают интенсивно испаряться, и паровой шлейф трубы полностью растворяется в атмосфере. Под действием поверхностных эффектов испарение с мелких капелек начинается, но-видимому, нри 5>1. Аналогичное положение имеет место с конденсацией содержащихся в дымовых газах перегретых паров кпслоты. [c.228]

Конструкция теплообменников-вымораживателей аналогична трубчатым конденсаторам (см. рис. 5.6), т. е. по трубам движется воздух, а в межтрубном пространстве—хладоагент. Температура хладоагента, применяемого в вымораживателях, очень низкая (120—150 °К), а содержание пара воды в атмосферном воздухе сравнительно большое, поэтому степень пересыщения пара может достигать большого значения (см. табл. 5.13). Между тем процесс вымораживания должен протекать в условиях, исключающих конденсацию пара в объеме, с тем чтобы исключить унос примесей в туманообразном состоянии и обеспечить высокую степень очистки воздуха. Это можно получить лишь в том случае, если разность между температурой газа и стенкой трубы в течение всего процесса поддерживают низкой, не более 30 °С. Между тем с увеличением разности температур повышается производительность вы-мораживателей, поэтому использование приведенных теоретических данных для разработки способов предотвращения образования тумана при более высокой разности температур имеет большое практическое значение. Например, пары воды и двуокись углерода конденсируются и кристаллизируются на внутренней поверхности труб, отчего с течением времени снижается коэффициент теплопередачи и вследствие уменьшения свободного [c.193]

Основные свойства тумана определяются в первую очередь размером капель, из которых он состоит. Поэтому во всех научных исследованиях по изучению свойств тумана желательно использовать монодисперсный туман. Конденсационный монодис персный туман обычно получают конденсацией пересыщенною пара на ядрах конденсации . В этом случае газовый поток, содержащий искусственные ядра конденсации, насыщают парами вещества, из которого хотят получить туман, а затем полученную паро-газовую смесь охлаждают в трубе в условиях ламинарного движения (генератор теплообменного типа) либо смешением с более холодным инертным газом в струе (генератор смесительного типа), как это описано в гл. П1 (стр. 115), или же путем адиабатического расширения (гл. II). [c.284]