Конденсация как фазовый переход

В более общем случае при расчете теплообменников необходимо приведенные уравнения дополнить уравнениями, характеризующими изменение объемной скорости потоков по длине аппарата, изменение теплоемкости в функции температуры, зависимость коэффициента теплопередачи от объемных расходов. Аналогично необходимо учитывать теплоту фазовых переходов при конденсации или испарения теплоносителя иди хладоагента. Алгоритмы расчета тенлообменной аппаратуры различных типов изложены в монографии [43]. [c.126]

В уравнениях (2.16) учтено, что истинная плотность материалов фаз может изменяться в процессе движения за счет изменения составов при фазовых переходах. В тех случаях, когда при движении частиц изменяется их размер за счет растворения, кристаллизации, испарения, конденсации и т. д., возникает необходимость использовать уравнение сохранения числа частиц, которое при отсутствии процессов дробления и коагуляции частиц имеет вид [c.64]

Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния исходных и конечных продуктов реакции, а также от температуры. Если в результате химической реакции изменяется агрегатное состояние, то в значение теплового эффекта реакции входит значение теплоты фазового перехода (теплоты испарения или конденсации, плавления или затвердевания). [c.623]

Энтальпию испарения (конденсации) можно определить, вычитая энтальпию насьпценной жидкости из энтальпии насыщенного пара. Изменение энтальпии индивидуальных углеводородов в процессе фазового перехода можно определить с помощью уравнения Клаузиуса—Клайперона [c.109]

При конденсации пар не обязательно должен находиться в насыщенном состоянии во всем объеме. Процесс фазового перехода может протекать в непосредственной близости от поверхности конденсации, где пар находится в состоянии насыщения. При этом ядро парового потока может быть перегретым. [c.117]

Между условиями конденсации чистого пара и пара, содержащего примесь неконденсирующегося (инертного) Таза, имеется существенное различие. Если интенсивность конденсации чистого пара определяется только скоростью отвода выделяющейся при этом теплоты фазового перехода, а скорость притока пара к поверхности конденсации не является ограничивающим фактором, то в случае конденсации пара из парогазовой смеси скорость притока пара к поверхности раздела фаз имеет определяющее значение. Объясняется это тем, что при наличии в паре неконденсирующегося газа у поверхности пленки конденсата образуется диффузионный пограничный слой, оказывающий существенное сопротивление переносу активного компонента смеси (пара) к поверхности конденсации и тем самым уменьшающей скорость конденсации. [c.148]

От известных процессов химического осаждения химическая сборка отличается тем, что позволяет получать твердые вещества не только периодического, но и регулярного непериодического строения. От кристаллизации этот процесс отличается тем, что позволяет осуществлять фазовое превращение, минуя высокие потенциальные барьеры, обусловленные зародышеобразованием и необходимостью разрыва особо прочных межатомных связей С — С, Si — О, В — N и т. п. Благодаря этому химическая сборка связана с термодинамическими условиями не обычного фазового перехода, а с условиями протекания химических реакций и потому осуществляется при сравнительно низких температурах и давлении. Часть избыточной энергии образования побочных продуктов конденсации (НС1, Н2О и др.) потребляется для химической сборки структурных единиц, часть аккумулируется твердым веществом в виде энергии связи, а часть рассеивается. Синтезируемое этим методом твердое вещество может иметь любую из бесчисленного множества структур, существующих при метастабильном состоянии вещества, и притом именно ту, которая необходима. [c.190]

В какой-либо обособленной части теилообменника отсутствуют фазовые переходы. Если кипение и конденсация имеют место, то они должны происходить равномерно по всей теплоотдающей поверхности. Таким образом, одинаковым изменениям температуры теплоносителя отвечают одинаковое количество переданной теплоты, т. е. зависимость количества переданной теплоты от температуры носит линейный характер (изотермическое кипение и конденсация подгоняются под эти условия). [c.41]

В 2.1.2—2.1.5 рассматривался теплообмен в системах без фазовых переходов. Фазовые превращения имеют место во многих практических случаях, таких, как конденсация, испарение, сушка и химические реакции. Во всех этих случаях, и особенно если рассматриваются смеси, процессы тепло- и массопереноса протекают одновременно и взаимно влияют друг на друга. Поэтому представляется [c.87]

Рассмотрим теперь капиллярное движение жидкости в условиях фазовых переходов (испарения или конденсации). Экспериментально установлено, что если внутри пористой среды происходит частичное испарение жидкости, то наблюдается ее движение в зону испарения. Существует нисколько мнений о причинах этого= движения. [c.151]

По одним соображениям, движение жидкости в узких частях, поровых каналов сопровождается ее испарением и конденсацией в более широких частях. Следовательно, единого потока жидкост в условиях фазового перехода в пласте нет. [c.151]

Переход от нефтяных молекулярных растворов — гомогенных систем — к макроскопическим гетерогенным системам и обратно совершается через стадию дисперсного состояния. Возникновение дисперсного состояния в нефтяной системе возможно двумя ртутями диспергированием макроскопических фаз и конденсацией из молекулярных растворов. В последнем случае НДС образу ются на начальных стадиях протекания фазовых переходов, которые являются физической сущностью многих технологических [c.83]

Во избежание недоразумений следует заметить, что в литературе термин дистилляция часто используется в более узком смысле и отождествляется с термином простая перегонка . С другой стороны, продукт, получаемый конденсацией пара, выходящего из верхней части перегонного разделительного аппарата независимо от его конструкции, принято называть дистиллятом. Поэтому в дальнейшем мы будем пользоваться термином дистилляционные методы для общего обозначения всех известных методов очистки веществ с использованием фазового перехода жидкость — пар. [c.32]

Разделение различными методами многокомпонентного нефтяного сырья на болсс узкие фракции преимущественно близких по химическому потенциалу однотипных соединений основано на фазовых переходах (кипение — конденсация, адсорбция — десорбция, кристаллизация — растворение и др.). [c.123]

Исходя из ранее полученных нами результатов исследований структуры закрученных расширяющихся газовых потоков и изменений их термодинамических параметров, можно считать, что процесс конденсации паров происходит и в объёме закрученных струй основного потока и противотока. Наиболее интенсивно процесс конденсации идет в противотоке или холодном потоке. Однако наличие паровой фазы снижает эффект охлаждения, так как при конденсации вьщеляется тепло. Экспериментально было показано, что эффективность вихревых аппаратов снижается и в случаях, когда противоток имеет температуру ниже температуры точки росы или когда превышается теоретически возможное снижение температуры из-за полного фазового перехода паров. Эти данные объяснены особенностями устойчивой структуры закрученных струй, а также наличием в потоках термодинамических температур ниже термодинамической температуры выводимого из аппарата холодного потока. [c.231]

Необходимость писать индексы агрегатного состояния компонентов реакции вызвана тем, что теплота реакции зависит от агрегатного состояния исходных и конечных продуктов. Если в результате химической реакции изменяется агрегатное состояние, теплота ее включает и теплоту фазового перехода (теплоту испарения или конденсации, плавления или затвердевания, возгонки или конденсации). [c.7]

В зависимости от внешних условий вещество может находиться в различных фазах, соответствующих его агрегатным состояниям. Например, вода в природе может существовать в любом из следующих состояний парообразном, жидком и твердом. Изменение агрегатного состояния вещества называется фазовым переходом. Та ковы, например, испарение, конденсация, плавление, кристалли зация и т. п. Как и любой термодинамический процесс, фазовый переход протекает до установления в системе некоторого равно весного состояния, характеризуемого постоянством ее темпера туры, давления и термодинамического потенциала. [c.190]

Для выявления термодинамических особенностей растворов воспользуемся сольватной теорией и аддитивностью функций состояния системы. На основании этого процесс растворения можно представить состоящим из двух последовательных стадий распределения растворяемого вещества по объему растворителя и образования сольватов. Первая стадия тождественна фазовому переходу плавлению — при растворении кристаллических тел. конденсации — при растворении газов вторая — химическому процессу. [c.202]

Видное место в теории газовой адсорбции занимает теория Поляни, в которой проводится аналогия между адсорбцией и конденсацией пара. Предполагается, что в результате взаимодействия молекул газа с адсорбентом происходит концентрирование молекул газа у поверхности адсорбента и связанное с ним локальное повышение давления. В пределе газ сжимается до давления насыщения (р ) и на поверхност происходит фазовый переход, приводящий к образованию пленки жидкости. Объем конденсата 1 , называемый адсорбционным объемом, может быть рассчитан по удельной адсорбции [c.30]

Таким образом, скорость конденсации с повышением температуры возрастает пропорционально корню квадратному из температуры, т. е. значительно медленнее, чем скорость испарения. Поэтому с повышением температуры сильно возрастает плотность газовой фазы, а следовательно, и давление пара. Согласно правилу фаз система с одним компонентом и двумя сосуществующими фазами имеет только одну степень свободы. Давление пара над плоской поверхностью стабильного химического вещества определяется только температурой и не зависит от количества взятой жидкО Сти (твердого тела), от количества пара и от наличия и концентрации воздуха или другого газа, инертного по отношению к другому пару. На давление пара, помимо температуры, оказывает влияние также форма (кривизна) поверхности жидкости (твердого тела) и наличие на нем электрического заряда. Термодинамика равновесных фазовых переходов приводит к уравнению Клапейрона — Клаузиуса (для плоской поверхности) [c.156]

При образовании осадка происходит разделение фаз, поэтому этот процесс подчиняется законам, аналогичным законам конденсации малых капель из парообразной фазы или появлению пузырьков паров при кипении жидкости. Во всех случаях первично образующиеся частицы новой фазы очень малы (<С1 нм), а отношение их поверхности к объему и, следовательно, свободная поверхностная энергия велики, т, е. химический потенциал, а также и активность высокодисперсной фазы выше, чем твердой фазы. Иначе говоря, константа равновесия фазовых переходов зависит от степени развития поверхности фаз. Для процесса образования осадка это означает чем меньше радиус образующихся зародышей кристаллов, тем больше произведение растворимости, и следовательно растворимость. Растворимость Lr зародышей и их радиус г связаны между собой следующим соотношением (по аналогии с уравнением для давления паров малых капель) [c.198]

Рис. 6.2. Схема фазовых переходов между тремя агрегатными состояниями вещества 1 — плавление 2 — кристал,лизация 3 — нспарение 4 — конденсация (сжижение)

Особое место среди гетерогенных химических процессов занимают топохимические (или твердофазные процессы), участниками которых ЯВЛЯЮТСЯ твердые тела. Топохимические превращения обычно сопровождаются чисто физическими процессами, как, например, фазовые переходы (сублимация и конденсация, плавление и затвердевание, кристаллизация и амор- [c.279]

Неравновесные фазовые переходы. В реальных условиях достаточно часто фазовые переходы совершаются в неравновесных необратимых условиях (кристаллизация переохлажденных жидкостей, конденсация переохлажденного пара, превращение твердых кристаллических модификаций). Во всех подобных случаях изменение термодинамических функций вычисляют путем мысленной замены данного необратимого процесса совокупностью обратимых, с помощью которых осуществляют переход системы из заданного исходного состояния в заданное конечное. [c.122]

Фазовые переходы сопровождаются выделением или поглощением теплоты и значительным изменением энтропии. Если фазовый переход вещества совершается при повышении температуры (возгонка, плавление, испарение), то он сопровождается поглощением теплоты, и для него характерно увеличение энтальпии, Д//>0. Энтропия вещества в результате такого перехода возрастает, 5>0. Если переход совершается при понижении температуры (конденсация, сжижение, отвердевание), то он сопровождается выделением теплоты, и для него характерно Л//<0. Энтропия вещества при таком переходе понижается, Д5< 0. Принято при символе изменения энтальпии и энтропии указывать название (в сокращенном виде) соответствующих фазовых переходов, например ДЯисп, Л5пл. Кристаллические состояния одного и того же вещества могут различаться по [c.11]

Мы приняли постоянную Планка Ь, за единицу. По самому смыслу бозе-конденсации фазовый переход связан с обращением в бесконечность числа заполнения По состояния с импульсом р = 0. Обращение в бесконечность По, [c.313]

Изменение энтальпии А// может быть найдено не только для химических реакций, но и для других процессов, в частности для фазовых переходов. Фаза — однородная, т. е. имеющая одинако вые свойства во всех своих точках, часть системы, отделенная от других частей поверхностями раздела. Например, в растворе с осадком одного соединения имеются две фазы твердая — осадок н жидкая — раствор. Понятие фазы пе следуст смешивать с поня-тнем о веществе. В приведенном примере раствор может состоять из многнх веществ, ио это одна фаза. Фазовыми переходами называют превращения одной фaз ы в другую. К фазовым переходам относятся такие процессы, как плавление, испарение, возгонка и обратные процессы — затвердевание, конденсация, сублимация, а также переход кристаллического вещества в другую форму. [c.164]

В зависимости от типа процесса изменениям энтальпии присваивают название теплоты образования, теплоты сгорания, теплового эффекта химической реакции, энергии связи, высшей или низшей теплоты сгорания, теплоты фазового перехода. Высшей теплотой сгорания называют теплоту, выделяемую при полном сжигании вещества и конденсации водяного пара, образующегося при сжигании углеводорода, при достижении исходной температуры. Если при сжигании углеводородов водяной пар не конденсируется по достижении исходной температуры, то выде- [c.65]

Возможны два режима закачки. Для первого режима, реализующегося при достаточно больших перепадах температуры между исходной температу рой пласта и температурой закачиваемой воды, на границе фазового переход происходит конденсация пара. При этом давление на границе фазовых перехо дов становится ниже исходного давления пласта, и в профилограмме давлени возникает яма , а д.1я второго режима, наоборот, происходит испарение зака чиваемой воды. Установлен критерий, разделяющий эти два режима. Полученс также условие, когда эволюция поля температуры определяется, в основном конвективным переносом и распределение температур как в зоне фильфаци) воды, так и в зоне фильтрации пара, они однородны, а температурные перепадь в пористой среде реализуются в тонком слое вблизи границы фазовых перехо дов. Для этого случая построены автомодельные решения для плоской и ради альной задач. [c.229]

Коэффициенты теплоотдачи жидкостей зависят от их свойств н скоростей течений. На величину оу оказывают также влияние фазовые переходы, такие как испарение или конденсация. Важнейшими физическими свойствами жидкости, определяющими теплоперенос, являются теплопроводность X, плотность р и вязкость Г). Это наглядно видно из табл. 2. Хотя коэффициенты вязкости t и тгпдапро-водности X воздуха почти не зависят от давления, а значительно выше при течении воздуха в условиях высокого давления (при той же скорости течения) вследствие большего массового расхода (ш. Для всех жидкостей, однако, р практически постоянно, поэтому массовый расход ри определяется вязкостью 1]. За исключением очень вязких жидкостей, важнейшим свойством в этом случае является теплопроводность X. Коэффициент теплопроводности воды [c.77]

Наиболее теоретически ра работаннон является модель ССЕ с ядром из поры, различные состояния которой приведены на рис. 10. Формирование адсорбционно-сольватного слоя происходит самопроизвольно за счет поверхностных сил ядра с выделением при этом обычно тепла. Поверхностные силы при физической адсорбции имеют ту же природу, что и силы межмолекулярного взаимодействия. В настоящее время, наиболее признанной, позволяющей аналитически описать -образную форму изотермы адсорбции является теория БЭТ (Брунауэр— Зммет — Теллер). По своей сути адсорбция по Ленгмюру соответствует модели ССЕ, когда / /л- О, а по Поляни — когда /г/г оо (рис. 11). Адсорбция при наличии высокодисперсных пор в адсорбенте сопровождается фазовым переходом — капиллярной конденсацией. Воздействуя различными способами на пористость твердых тел в процессе их получения и существенно изменяя условия нх применения путем варьирования давления, температуры и введения различных добавок, удается регулировать высоту межфазного слоя И на поверхности пористого тела (рис. 12). [c.77]

Изменение размеров дисперсных частиц оказывает влияние иа показатели фазового перехода (перегрев, переохлаждение, Т кпп, Тпл). В процессе фазового перехода при заданном давлении различают две температуры первая Тгт п, при которой начинается фазовый переход, для случая Гщгп и вторая Г тах, при которой он прекращается, — Гтах. Процесс кипения происходит тем интенсивнее, чем больше перегрев Тп—7 rmax), а процесс конденсации — чем больше переохлаждение (Гк—Г тах). Температура пара в пузырьке должна равняться температуре окружающей жидкости 7 ж, т. е. она находится в равновесии с температурой перегретой жидкости (7 ж = 7 п).В результате перегрева в пузырьке возрастает давление pi = p+Ap. [c.120]

Естественное стремление приблизить исследования к промышленной практике вольно или невольно привело к тому, что упор был сделан на разработке и расчетах технологических процессов, их аппаратурном оформлении. При этом меньшее внимание было уделено существу происходящих физико-химических явлений и, соответственно, были упущены возможности управления ими. Необходимо превратить проведение технологических процессов, основанных на протекании фазовых переходов в нефтяных системах, из искусства в науку. Действительно, фазовые переходы типа кипение-конденсация являются физико-химической сутью процессов выделения газа и газоконденсата из нефти при ее добыче и сепарации (или разделения) нефтяных фракций в процессах перегонки нефти и остатков а также выделения твердых углеводородов в процессе депарафииизации или охлаждения нефтяных топлив. Эти примеры можно продолжить. В табл. 1. представлена возможная классификация технологических процессов по типам фазовых переходов, происходящих в нефтяных системах. [c.178]

Повышение температуры любого тела, независимо от его агрегатного состояния, ведет к увеличению энтропии. В фазовых переходах (плавление, кристаллизация, кипение, конденсация, сублимация и т. п.) энтропия тела изменяется скачкообразно при Т = = onst. Кривая зависимости энтропии чистого вещества от температуры исходит из начала координат, что соответствует положению Нернста. [c.98]

Соотношения при равновесных фазовых переходах. Имеются различные типы фазовых переходов г- -ж (конденсация, растворение) г т (адсорбция, конденсация) ж- -г (испарение) ж- т (отвердевание, кристализация), т->-г (сублимация, или возгонка) Т- ж (плавление) Т1->Т2 (полиморфное превращение) и т. п., где г, ж и т — соответственно газообразное, жидкое и твердое состояние фаз. Рассмотрим некоторые соотношения при равновесных фазовых переходах. Возьмем две фазы а И Р. Для любого равно-.весного перехода вещества из фазы а в фазу р в соответствии с уравнением (П1.27) для каждой из фаз можно записать [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология