Закономерности тепло- и массообмена при кипении на трубах растворов хлорфторорганических соединений с маслами

• Автор: Аникин, Андрей Иванович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 195 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Ч

ВВЕДЕНИЕ .

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТЕПЛООБМЕНЕ ПРИ КИПЕНИИ

В БОЛЬШОМ ОБЪЕМЕ Е4НАРНЫХ РАСТВОРОВ.

1.1. Фазовые равновесия в бинарных растворах

1.2. Общие закономерности теплообмена 1

1.3. Методы расчета теплоотдачи. 3

1.4. Кипение растворов органических соединений

с маслами. Ш

1.5. Выводы.

2. ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ БИНАРНЫХ РАСТВОРОВ В БОЛЬШОМ
ОБЪМЕ
2.1. Оба компонента присутствуют в паровой
и жидкой фазах .
2.2. Кипение с нелетучим компонентом
3. РАБОЧИЕ ВЕЩЕСТВА И ИХ СВОЙСТВА
3.1. Задачи экспериментального исследования и
общая характеристика рабочих веществ
3.2. Теплофизические свойства смазочных масел. 6
3.3. Физические свойства растворов .
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Установка для определения зависимости давления
от концентрации и температуры раствора
4.2. Методика и результаты экспериментов по определению параметров р , Т , с растворов .
стр.
4.3. Установка для проведения экспериментов
по кипению
4.4. Методика и результаты экспериментального исследования теплоотдачи
4.5. Анализ и обобщение опытных данных
по теплоотдаче . 0
5. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ Ш
5.1. Расчетные рекомендации. З
5.2. Методика теплового расчета выпарного
аппарата .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Полученное уравнение справедливо для условий кипения в большом объеме и может быть использовано как основа для описания теплообмена в более сложных случаях. Вместе с тем оно может быть рекомендовано для приближенного определения коэффициента теплоотдачи при кипении растворов на пучках гладких труб. Результаты диссертационной работы использованы при разработке установки для промывки и очистки деталей и узлов энергетического оборудования от масляных загрязнений, включающей как составную часть выпарной аппарат для регенерации растворителя. Установка смонтирована и эксплуатируется на Архангельском целлюлозно-бумажном комбинате. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на ХУ научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ИТТФ АН УССР (Киев, г. Ленинградского технологического института холодильной цромышленности (- гг. Публикации, Основные результаты исследований изложены в 5 печатных работах /1-5/. Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, содержащих 4 страниц машинописного текста, рисунков и таблиц. Список литературы включает 5 наименований. В приложении к диссертации в табличной форме приведены экспериментальные данные по термодинамическим свойствам растворов и теплоотдаче при кипении. I.I. Для однокомпонентной жидкости в состоянии равновесия состав пара соответствует составу жидкости. Для бинарного раствора концентрации жидкой и паровой фаз различны (см. Сплошная и штриховая линии на рисунке определяют соответственно состояния насыщенных жидкости и пара. Точки, относящиеся к равновесно сосуществующим фазам, лежат на линии Т-const 9 т. Равенство давлений обеспечено тем, что диаграмма построена при условии р= const . Точки 1 и 4 ' на диаграмме соответствуют состояниям насыщенной жидкости и сухого насыщенного пара. Для раствора в состоянии равновесия эти фазы имеют разные концентрации. Рассмотренный тип диаграммы равновесия не является единственным. При значительной неидеально сти растворов диаграммы равновесия могут иметь вид, изображенный на рис. Из диаграмм видно, что в точке 2 равновесные концентрации пара и жидкости одинаковы. Понятно, что если равновесные концентрации пара и жидкости одинаковы, то такое вещество кипит и конденсируется как однокомпонентная жидкость. Из рис. РисЛ. РисЛ. В рас смотре иных выше случаях оба компонента црисутствуют в обеих фазах в концентрациях, изменяющихся от 0 до I. Однако бывает, что при заданной температуре летучесть одного из компонентов раствора пренебрежимо мала. При этом условии можно считать, что этот компонент присутствует только в жидкой фазе. Наличием его в паре можно цренебречь. Такое допущение справедливо для водных растворов солей, растворов хлорфгорорганических соединении с маслами, водных растворов глицерина и ряда других растворов, когда в паровой фазе при низких температурах находится практически чистый растворитель. В состоянии насыщения давление пара таких растворов меньше, чем давление пара чистого растворителя при той же температуре. Типичные зависимости рн= $(Т) для чистого растворителя и раствора с нелетучим компонентом приведены на рис. Условия равновесия между двумя фазами в двухкомпонентной системе описываются уравнением Я. Дн/кг. Рис. Зависимость (! Таким образом, парообразование растворов имеет ряд особенностей, по сравнению с однокомпонентними жидкостями. Во-первых, паровая и жидкая фазы бинарных растворов в состоянии равновесия имеют разные концентрации, за исключением растворов азеотропного состава. Во-вторых, в соответствии с правилом фаз Гиббса двухфазная двухкомпонентная система имеет две степени свободы. Следовательно, любая интенсивная величина может быть представлена как функция двух независимых величин. РН-ІР(7]С) • Таким образом, для двухкомпонентных систем существенным является влияние состава на Физические свойства. Рассмотренные закономерности парообразования двухкомпонент-ных растворов позволяют понять особенности теплообмена при их пузырьковом кипении. Теплоотдача цри кипении растворов подчиняется более сложным законам, по сравнению с однокомпонентными жидкостями, и является сложной функцией состава.