Изпарение - химическа енциклопедия

Изпарение (изпаряване), преходът на островите от кондензира (твърдо вещество или течност) в газова фаза (пара); първи ред фазов преход. Твърди изпаряване се обади. сублимация (сублимиране) и изпаряване на обема -kipeniem течност. Обикновено изпаряването осъзнават изпаряване при БЕЗПЛАТНО. превръзки-STI течност поради топлинна движение на водните молекули, като m-D под точката на кипене. съответстващо на налягането на газовата среда, разположен над споменатия превръзка-Стю. В същото молекулата. с достатъчно голяма кинетична. енергия бягство от повърхността на течния слой в газовата среда; част от тяхната отразява обратно и заловен от течността. и останалата част от него за постоянно в двойка teryayutsya.I - ендотермичен. процес в ром абсорбира топлина на фазов преход - изпаряване топлина, изразходвано за преодоляване мола на сили. свързване в течна фаза и в работата на разширение, когато се превърне. течност за пара. Sp. топлина на изпарение по 1 мол на течността (молно топлина на изпарение, J / мол) или една от неговата маса (маса топлина на изпарение, J / кг). Скоростта на изпаряване се определя от плътността на повърхността на Йоан на паров поток. проникваща за единица време в газова фаза с единица превързочни течност STI [в мол / (стр. м 2) или кг / (S. m2)]. Naib. Jn се постига във вакуум. В присъствието на относително плътен втечнен газ изпаряване среда се забавя, тъй като скоростта на отстраняване на молекули от пара-STI превръзка течност в газовата среда става малък в сравнение с процента на емисиите на течност. Така в превръзка-STI повърхностна слой смес образува газ, почти наситена пара. Частичното налягане и концентрацията на пара в даден слой е по-висока, отколкото в DOS. маса пара смес. Нарушаването на термодинамична. равновесие между течност и пари. съдържащ се в газовата смес, поради прекъсване т-RY на интерфейса. Обикновено, обаче, този скок може да се пренебрегне, и приема, че парциалното налягане и концентрацията на пара в изчакване STI интерфейс съответства на техните стойности за сб пара. като т-Ру-STI превръзка течност. Ако течност и газ-пара смес и все още влияние Своб. конвекция в тях леко отстраняване на получената пара от изпаряване-STI превръзка течност в газовата среда се среща в DOS. в резултат на вълнолома. вид, причинени от дифузия и последния с полупропусклива (непропусклив за газ) превръзка-STI повърхностна маса (т. наречен. Stephan) пара смес поток насочена от превръзка-STI течност в газовата среда (вж. дифузия).

Фиг. разпределението на температурата в различни режими на изпарително охлаждане течност. топлинния поток е: - от течната фаза на превръзка-STI изпарението в газова фаза; б - от течната фаза само за готовност STI изпаряване; в - за изчакване STI изпаряването от двете фази; г - превръзка-STI изпаряване само от фазата на газ.

Baro и топлинни ефекти в инженерни изчисления обикновено не се отчитат, но влиянието на топлинна т. Б. значителна хетерогенност в смес високо пара (с голяма разлика в мол. тегло на компонентите) и средства. т.т. градиенти. При преместване на една или и двете от фази по отношение на тяхната точка превръзка-STI увеличава конвективния транспортирането на островите и енергията в газовата смес пара и течност. При липса на енергийните доставки в системата за течен газ от външното. топлина на изпарение източници могат да се доставят на повърхностния слой на течност от едната или от двете фази. За разлика от нетен поток на островите, винаги насочени чрез изпаряване на течността в газовата среда, топлинни потоци могат да имат различни посоки в зависимост от Т съотношения р-DOS. течна маса tzh. фаза граница TGR и газова среда TG (вж. фиг.). При контакт определен брой с полу-безкраен обем от течност или промиване на тоалетната ST потока и газовата среда за m-D течност. по-висока от темп газ (tzh> TGR> TG) на потока топлина от течността за дресинг-STI интерфейс :. (Qzhg = Qzh -, където Q и Q и -teplota изпаряване Qzhg - количество топлина прехвърля от газ среда течност. течността се охлажда (т. наречен. изпарително охлаждане). Ако резултатът от това охлаждане се постига TGR равенство = TG. пренос на топлина от течност в газ престане (Qzhg = 0) и всички вход топлина от течност към превръзката -sti раздел прекарано на изпаряване (= Q и Qzh). в случай, че газовата среда не е наситен с пара. частичен даване IX последния момент превръзка-STI интерфейс и Qzh = р и е по-висока, отколкото в est. тегло газ. при което изпаряване и изпаряване охлаждащата течност се спира и TGR става по-ниска tzh и TG. В този случай топлината се подава към превръзка-STI секцията от двете фази, докато в резултат на намаляване на равенство се постига tzh TGR = tzh и топлинния поток с спира течност, и от средата за газ е равно на р и Qgzh. Освен това изпаряване на течността се извършва при постоянна Т = Tm-D tzh = TGR. до Rui обади. течно охлаждане ограничение изпарително охлаждане или трет-Swarm мокър термометър (тъй като тя показва температури мокро крушка). Тт стойност зависи от параметрите на средата за газ-пара и условията на топлина и маса трансфер между течни и газови фази. Ако течността и газовата среда като дек т-RY са ограничена степен, без да получава енергия отвън и не дават, изпаряване се провежда толкова дълго, колкото двете фази не настъпва термодинамичен. баланс. с ром т-тура на двете фази се изравни при постоянна енталпия на системата, и газовата фаза е наситена пара при леко D система T. Последното, наречена. адиабатната температура. насищане на газ. Тя се определя само от началните параметри на двете фази и не зависи от топлина и трансфер на маса условия. изотермични скорост. изпаряване [кг / (m 2 и)] в еднопосочен дифузията на парата над течни превръзки Стю неподвижен слой на двоичен газова смес с дебелина г (в m) т. б. намерено от формула Stefan: Jn = (D / Rp T) (р / г) LN [(р - р, в) / (р - р)] - 1, където D - фактор. взаимна дифузия. 2 м / сек; Rp - газ постоянна пара. J / кг (кг К.) Или т2 / (S 2 к); Т - т-па смес, К; р - налягане на парите-газова смес, Pa; р, т. PN - пара парциално налягане в превръзка-STI секцията и върху външната граничния слой на сместа, PA. В общия случай (движещата се течност и газ. Neizotermich. Условия) в близост до секцията за дресинг-STI течна фаза граница трансфер слой инерция придружава прехвърлянето на топлина, и в граничния слой на газ (газова смес) се срещат свързана топлина и маса. По този начин да се изчисли скоростта на изпаряване, използвайки експериментално. топлина и трансфер на маса коефициенти, и в относително прости случаи - приблизителни методи за цифрово разтвори на диференциална система. Ур-TION за конюгат гранични слоеве на газ и течни фази. Интензитетът на трансфер на маса по време на изпаряване зависи от разликата на химичното вещество. двойка потенциали в стенд-STI секция и DOS на. маса пара смес. Въпреки това, ако Baró и топлинна дифузия може да се пренебрегне, разликата на химикал. потенциали заменени от разликата на частични налягания или парни концентрации и предприемат: Jn = BP (р, в - PN, EST) = т.к. P (Y, в - у, EST) или Jn = бв (JV, в - CN, EST), където б р. б в - Коефициент на. масообмен, р - налягането на сместа, р - частично налягане на парите. Yn = ПП / р - моларна концентрация на пара. JV = R п / г - концентрация маса пара. R п г - местно плътност на парите и техни смеси .; индекси означават "в" - на фаза интерфейс "DOS" - в DOS. тегло на сместа. Плътността на топлинния поток даден когато течност изпаряване. е [в J / (m 2 в)]: Q = а х (tzh - TGR) rjp + а = грам (TGR - TG), където релса. а R - фактор. топлина от течност и газ. W / (m 2 K); R - изпаряване топлина, J / кг. При много малки радиуси на кривина на превръзка-STI изпаряване (напр. След изпаряване фини течни капчици) се взема под внимание влиянието на повърхностното напрежение на течността. води до факта, че налягането на равновесното парно над тоалетната Стю наситен раздел налягане горе. двойка същата течност върху плоска превръзка-Стю. Ако TGR

tzh. при изчисляване на изпарение може да се вземе под внимание само на топлина и маса в газова фаза. В относително ниска интензивност на маса обмен е приблизително валиден аналогия между топлина и трансфер на маса процеси, от рояк следва: Nu / Nu0 = Sh * / Sh0. където Nu = а г л / л Z - Nusselt номер, л - характерна величина на превръзки-STI изпаряване л R - фактор. топлопроводността на газ-пара смес, SH * = р б YG, в л / Dp = б в CG, в L / D - Sherwood номер за компонента дифузия на потока от пара. Dp = D / T -koef Rp. дифузия. по пара градиента на парциалното налягане. В р стойности на В и С се изчислява от връзките, дадени по-горе, и броя Nu0 Sh0 съответства Jn. 0, и може да се определи съгласно възникне отделно топлина и маса. За общия брой Sh0 (дифузия и конвекция) потока от пара се раздели от моларно ш * на (YG, в) или маса (с, в) концентрацията на газа в превръзка-STI секцията зависимост към който коефициентът на шофиране трансфер сила маса е свързана. б. От уравнение сходство за Nu и Sh * изпаряване включва освен обичайните критерии (число на Рейнолдс Re, Архимед Аг Prandtl брой Pr или Schmidt Sc и Geom. Параметри) параметри, които вземат под внимание влиянието на потока напречно пара и степента на хетерогенност на сместа пара-газ (мол. Съотношение теглото или газови константи на неговите компоненти) в профили, концентрациите скорост, или Т-Ry сечение граница слой. За малък Йоан. не нарушава съществено значение хидродинамични. шофиране газова смес режим (напр. чрез изпаряване на вода в атмосфера. въздух) и подобни гранични условия топене полета и концентрации. ефекта на комплемента. аргументи сходство Ур niyah незначителни и могат да бъдат пренебрегнати, като се предполага, че Nu = Sh. След изпаряване на многокомпонентни смеси от тези модели стане много по-сложно. Когато тази топлина на изпаряване на компонентите на сместа и съставите на течни и пара-газ фази са в равновесие един с друг. са различни и зависят от m-тура. При изпаряването на бинарна смес смес течен пара образува относително богат на по-летлив компонент, с изключение само азеотропи. изпаряване на точки екстремум (максимална и минимална) криви като чист течно състояние. Общ брой на изпаряване течни увеличава с превръзка-STI контакт на течни и газови фази, така че конструкцията на устройствата в ryh изпаряване се извършва, включват увеличаване на превръзка-STI изпаряване чрез създаване на голям течност огледало. си раздробяване и реактивни капки или образуването на тънки филми. стичане на изчакване STI дюзите. Повишаване на интензивността на топлина и маса по време на изпаряване се постига и чрез увеличаване на относителната скорост на среда превръзката на газообразен флуид-STI. Въпреки това, увеличаване на тази скорост не трябва да води до прекомерна увличане на течни и газообразни средни средства. Хидравлична сечение увеличение. устойчивост на устройството. И коаксиален използва широко в промишлени. на практика за почистване в, изсушаване на материали, разделяне на течни смеси. климатик. Изпарително охлаждане вода, използвана във водни системи комунални циркулиращите. Cm. И изпаряване. Газ овлажняване. Охлаждане кули. Сушене.
===
App. Литература за статия "изпаряването". Berman D. L. изпарително охлаждане циркулация на водата. 2ро изд. M.-L. 1957; Fuks N. A. изпаряване и растеж на капчиците в газова среда, М. 1958; Bird R. Е. Stewart Б. Лайтфут, транспорт явления, Acad. от английски език. М. 1974; Berman D. L. "теоретичните основи на Chemical Engineering. Technology", 1974, vol.8, номер 6, стр. 811-22; Sherwood Pigford Т. R. Wilke С масообмен платно. от английски език. 1982 М. L. D. Berman.