Насыщенный пар

Так как анализ был выполнен в предирложепии иостоян-cica физических койстант (хотя на самом деле имеет место 1LX существенное изменение), то точность решения зависит от того, при какой 1емпературе берутся значения этих кон-отпит. Простого метода выбора указанной температуры в на-сгояш,ее время нет. Более точное решение можно получить путем графического интегрирования дифференциальных \1авнений с исиользованием в каждой точке экот ери .ментальных значений констант.

Подстановка L вместо Q знаменателе выражения для В\{ допустима лишь в том случае, когда жидкость подводится в систему с температурой 7, равной, как уже было отмечено, температуре в. 1ажного термометра. В других случаях адиабатического испарения следует положить Q равным измене!Ппо энтальпии жидкости от ее начального состояния до ее состояния после испарепия пр i температуре Т.

Специальный случаи адиабатического испа-реи1!Я встречается при разработке пароохладителей, в которых вода Д вводится до состояния состоит в том, что равна единице.

Твердая (раза

ЛаВлеиие ЪЛ-1. Параметр не; при плриочлаждеинп

перегретого пара. Специфичность кондентрагиЕЯ водяного пара повсюду т. с. 5л1 -(1 ~ - Нсоиределен-носгь параметра переноса указывает просто на отсутствие диффузионного сопротивления для массообмена. Поэтому единственным параметром переноса, имеющим смысл, является В. равный {hh\{h - Л,), где h обозначает энтальпию (индекс g относится к перегретому пару, 5 - \ насыщенному пару при общем давлении, ш -к воде i начальном состоянии). На рис, 3-12 показаны соответст-уюшпе точки иа диаграмме энтальпия - давление для liiUbi u пара. Заметим, что сначала часть пара до.яжна конденсироваться на поверхности жидкости, с тем чтобы температура жидкости возросла до температуры, соответ-стиующр! ] насыи1,ению при данном дав.иении; этот процесс ДЛжен протекать очень быстро.

Н е а д н а б а т и ч с с к о е испарение п конденсация. Если подвод или отвод тепла от поверхности жидкости происходит не только в результате контакта с пото-ко.ч газа, то испарение перестает быть адиабатическим и Q отличается от прироста энтальпии жидкости ирн испа-ренпи. Отличие может быть невелико, как, например, в случае психрометра с сухим и влажным термометрами, когда в тепловом балансе учитывается излучение и теплопроводность самих термометров. При кипсиин отличие становится столь большим, что как бы меняется механизм пронесса. Однако и эти случаи можно рассмотреть с помощью пара-лгетров переноса, введенных выше.

Предположим, что количество внешнего тепла, подводимого на едишщу иоверхиости испарения, равно £/ . Тогда, по определению Q, имеем;

<? = m a-Q). (3-72)

где гп-величина .массового потока. Но т ~ К in (1-\-В), где К - гюстоянная (для заданной коифигураипи поверхности и газового потока). Следовательно,

q = {L-Q)Kln{l+B). (3-73)

Это уравнение совместно с (3-69) позволяет рассчитать значение В. Не приводя здесь самого расчета, заметим только, что когда q очень велико, температура поверхности приближается к температуре кгшения, В возрастает, а Q уменьшается или даже становится отрпцательны.м,

Болынее значение имеет процесс конденсацин. Как уже было от.мечено выше, адиабатическая конденсация неосуществима и, следовательно, рассмотрению подлежит только случай неаднабатической кондеисанщи На рис. 3-13 представлено распределение температур в охлаждающей воде, стенке, слое конденсата и паре в иоверхно-стном конденсаторе. Предположим, чго температура охлаждающей воды Т, и температура пара 7 заданы; пар находится в смеси с иекоттденсирующимся газом; условия массообмена задаются уравнением т = КIn (I В), где Л-константа; теплопередача от пара через жидкость к охлаждающей воде определяется уравнением q == =-{Т,--Т)а., где а-общий коэффициент теплопередачи.

Тогда из уравнения (3-73) имеем:

-(r,-rj(x = /C(L-Q)ln(l +В). (3-7*1

эго будет показано ниже, при комденсацуп! значение 0 очень близко к - 1, так что Q можно без большой по-1-р.>шности заменить выражением

где с - по-прежнему средняя теплоемкость газовой фазы. Тогда уравненпе (3-74) запишется в виде

l+B = exp[-~J.{r-TJIK.{L + c{T~TJ}] . (3-75)

Заг.пеимость В от Но уравнению (3-75) представлена на рис. 3-14. Кривая проходнг через точку (ТТ., В = 0) и при увеличении асимптотически приближается к прямой В---1.

[Гетрудно также построить зависимость В, от ана-Л0Г11ЧИ0 тому, как это бьмю сделано при определении тем-

Ра€с/п£/янив 17р трмали f cmeHfte тр/бы

Pile. 3-13. Распределение температур в поверхностном конденсаторе. 1 - концентрация napRl i - !со[цент1,яцпя цеконлецси-рующцкся газов.

перзтуры влажного термометра. Семейство таких кривых дано иа рис. 3-14 для различных значений т. В верхней часп! все эти кривые асимптотически приближаются к линии Т~т\ в нижней части каждая из кривых прибли-лсаегся к соответствующей прямой В, = -т. По мере Умепыиоиия т форма кривых становится все более близ- f к прямому углу, образованному линиями Т = 1\ и 1.

IenjeHiie во всех случаях определяется пересечением ривпй построенной но уравнению (3-75) и соответствую-