|
выражается уравнением: 101 3 = -^ РооОУ (3.7) где 8 пересыщение пара; р давление пара в газовой смеси; рДТ) давление насыщенного пара над плоской поверхностью той же жидкости при температуре Т. Известно [11], что зависимость давления насыщенного пара от температуры для большинства жидкостей может быть выражена с различной степенью точности при помощи теоретических и эмпирических уравнений. Для простоты можно пользоваться упрошенной и удобной для практических расчетов формулой, полученной из уравнения Клаузиуса Клапейрона: 1п рАТ) я С—— „/в> т9р<АТ) = е (3.8) или \пр9 {Т)«Л~ рЛТ) = е где С, Е, А и В коэффициенты. В уравнении (3.8) Е =в К мь 8,314 = 0,12М.> (3.9) (3.10) где О мольная теплота испарения; М масса одного моля; Ь удельная теплота испарения; Я газовая постоянная. Значения коэффициентов Л и В для многих веществ приведены в справочной литературе. Из уравнений (3.8) и (3.9) следует: С = 2,ЗА; Е=2,3 В. (3.11) Подставив полученное значение для р«> (Т) из уравнения (3.8) в уравнение (3.7), находим 5 = —2— КТ) (3.12) |
72 4 Теоретические исследования по образованию пересыщенного водяного пара и условий его конденсации 4.1 Образование пересыщенного пара при конденсации Для понимания процессов, принятых за основу при совершенствовании технологии поглощения газовых выбросов, были обобщены основные теоретические положения и результаты экспериментальных исследований по конденсации паров. При длительном соприкосновении поверхности жидкости, находящейся в замкнутом пространстве, с ее паром при данной температуре устанавливается определенное для каждой жидкости равновесное давление пара, называемое давлением насыщенного пара. При этом даже бесконечно малое увеличение давления пара над поверхностью жидкости приводит к конденсации пара на этой поверхности, а бесконечно малое уменьшение давления вызывает испарение жидкости с сс поверхности. Известно, что давление насыщенного пара над выпуклой поверхностью больше, чем над вогнутой и плоской. Поэтому в настоящей работе в качестве исходной величины принято давление насыщенного пара над плоской поверхностью. Если давление пара в газовой фазе больше давления насыщенного пара, пар называют пересыщенным. Степень пересыщения пара выражается уравнением: 3 Р Рос СО’ (4-1) где 8 пересыщение пара; р давление пара в газовой смеси; рсс(Т) давление насыщенного пара над плоской поверхностью той же жидкости при температуре Т. Известно /85/, что зависимость давления насыщенного пара от температуры для большинства жидкостей может быть выражена с различной степенью точности при помощи теоретических и эмпирических уравнений. Для простоты можно пользоваться упрощенной и удобной для практических расчетов формулой, полученной из уравнения Клаузиуса—Клапейрона: 73 или В а4 1проо(Т) = А — , Роэ(Т) = е т, (4.3) где С, Е, А и В коэффициенты. В уравнении (4.2) МЬ 0,12МЬ, (4.4) К 8,314 где (2 мольная теплота испарения; М масса одного моля; Ь удельная теплота испарения; В—газовая постоянная. Значения коэффициентов А и В для многих веществ приведены в справочной литературе. Из уравнений (4.2) и (4.3) следует: С = 2,ЗА; Е=2,ЗВ. (4.5) Подставив полученное значение для рос(Т) из уравнения (4.2) в уравнение (4.1), находим 8= _ Р _ Р Р.(Т) (4.6) В природе и в производственных процессах давление пара в газе и температура газа обычно изменяются во времени, поэтому изменяется соответственно и величина пересыщения пара. Уравнение, выражающее зависимость 8 от времени и температуры в общем виде может быть получено в результате дифференцирования уравнения (4.6): 68 бр рЕбТ <к р.(Т)<1г Т2р„(Т)с1т И Л И 65 6р рЕ (4.7) (4.8) 6Т р* (Т)6Т Т2рЛТ) 4.1 Л Образование капель жидкости в объеме пара Процесс конденсации пара происходит в объеме, когда пар конденсируется на центрах конденсации, имеющихся в газовой смеси или образующихся в ней самопроизвольно. При конденсации пара в объеме образуются взвешенные в газе |