Диссертация (1025841), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Зависсимость удельногоуо массовогго потокаа газа отпарамеетра h0 прри различчных переепадах даавления: 1 – p  100 Па ;2 – p  200 ППа ; 3 – p  400 ПаП ; 4 – p  1000 ПаППутем сопоставвления знначений объемныхопотоков пара I парра и газа I газана пповерхноостях с различнымрм значеннием параметра h0 можноо определлитьзначчение толлщины зооны градииента коннцентрациии для коонкретногго случаяя.

НаРисуунке 3.144 показанно соотноошение междумудеельными объемныыми потоккамипараа и газа.. Хорошоо видно, что прии понижеении межжфазной границы прииспаарении пповерхность газа, на котторой коонцентрацция пароов жидкостипреннебрежиммо мала, отдаляеется от среза направляюющей труубки. Таакимобраазом, моожно сделать выввод, что уменьшеение объъемного потока пара,псвяззанное с понижжением ууровня жидкостижи, несколлько коммпенсирууетсяотдаалением ото входноого участкка расчетнной облассти.777Риссунок 3.144. Значениия удельнного масссового поттока газа (1) и параа(2( – h  300мм ; 3 – h  35ммм ; 4 – h  40мм )ны градЗначенние толщщины зондиента концентраации прии испареениижиддкостей в газовую среду заввисит от скоростиспотока ррабочего газаг(котоорыйнапррямую заависит отт перепадда давленния на грраницах ррасчетной области) ирассстояния ото межфаазной грааницы доо среза направляюющей труубки.

Даннныйпарааметр моожет бытть опредделен дляя процессов испаарения различныхх посвоййствам жидкостейжй при раззличных температутурах. Знаачения тоолщины зонызграддиентаконцентррациипприисппарениидистиллилированноойводыыстемппературойй Т ж  30ы на Рисуунке 3.15.00 К преддставленыИсполььзуя эти данные,дмможно оппределить зависимоость объеема жидкостив ппробирке от врремени ииспаренияя, что позволитт опредеелить врремяконццентрироованияпреддставленааопределенонногозависиимостьобъемаизменениияраствора.робъеемаНаэтилловогоРисунке3.16спиртапри787темппературе 298 K прип взаиммодействиии с потоком возздуха, двиижущимсся засчетт перепадда давлениия p  4000 Па .Рисунок 3.15.

Зависимоость толщщины зоныы градиеннта концеентрации отпарамметра h прип разлиичном перрепаде даввления: 1 – p  1000 Па ,2 – p  1000ППаРиссунок 3.166. Зависиммость объъема этиллового спиирта в пробирке оттввремени испаренияия.793.6Разработка макетного образца установки для концентрированияхимических растворовПроведя анализ результатов, полученных в ходе расчетно-теоретическихисследований, был определен принцип действия, конструктивная схема иосновные геометрические параметры макетного образца концентраторахимических растворов.В качестве принципа действия был выбран дистилляционный методконцентрирования при взаимодействии с потоком рабочего газа.

В ходеанализасуществующейлитературыиустройствконцентрированиямикроколичеств жидкостей этот метод был определен как наиболееперспективный, эффективный и простой в исполнении. Пневматическиеконцентраторывыгодноотличаютсяотпрочихустройствдляконцентрирования растворов малыми габаритами и широким диапазономприменения.На Рисунке 3.17 представлена конструктивная схема макетного образца.Конструкциясостоитизпробирочногопланшета1,основания2ипневматического блока. В зависимости от задач концентрирования иприменяемых реактивов, в качестве планшета 1 может использоватьсятвердотельное термостатирующее устройство. Пневматический блок состоитиз подводящей камеры 3, направляющей пластины 4 с закрепленными в нейтрубками 5, сборной камеры 6.Поток рабочего газа в данном устройстве подается через входной фланеци распределяется по подводящей камере 3.

Размеры подводящей камерывыбраны таким образом, чтобы на входе в кольцевые каналы, образованныенаправляющими трубками и стенками пробирок, расположенными наосновании, формировалось ровное поле давлений и, соответственно, скоростейтечения рабочего газа. В рабочие ячейки газ попадает через кольцевые каналыи, разворачиваясь в пробирке на 180, захватывает пары испаряемой жидкости,808послле чего черезчтруубки 5 ппопадает в сборнуую камерру и черрез выходднойфланец удаляяется из устройствува [103-1006].Рисуннок 3.17. КонструкКктивная сххема макеетного оббразца коннцентратоораРазмерры напраавляющихх трубокк выбирааются с целью обеспечеениянаиббольшей скоростии теченияя рабочегго газа прри равноом перепааде давлеения,что позволяеет максиммально соократить толщинутзоны граадиента коонцентраации.Глубина погрружения трубок в пробиркки с жидккостями нне должнна превышшать5 ммм, посколльку в проотивном сслучае сущществуетт вероятноость касанния трубккамииспааряемойжидкосттиприбольшоомзаполлнениипробирок.Значеениеизбыыточногоо давлениия и рассход, создаваемыые побуддителем расходаргазаопрееделяетсяя таким образом, ччтобы знаачение скоорости поотока раббочего газза навходде в колльцевой каналклежжало в диапазонеде от 10 до 15 м/с.мМенььшеезначчение сккорости соответсствует максимальмьному зааполнению пробииркижиддкостью, большееб– исходноому объемму жидкоости не боолее 1 мл..81Выводы к Главе 3Проведенычисленныеисследованияпроцессов,протекающихвпневмовакуумной установке для концентрирования химических растворов.Определено распределение параметров потока рабочего газа по проточнойчастиустройства.Определеныграничныеусловиядлячисленногоисследования течения газа в кольцевом канале между стенками пробирки,границей жидкости и направляющей трубкой.

Исследовано течение рабочегогаза в пробирке и определено положение поверхности, определяющей значениетолщинызоныградиентаконцентраций.Определеныгеометрическиепараметры установки и параметры рабочего газа, позволяющие получитьмаксимальные значения удельного массового потока пара. Определено времяконцентрирования определенного объема раствора. Разработана конструкциямакетногообразцахимических растворов.пневмовакуумногоконцентраторамикроколичеств82ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ПНЕВМОВАКУУМНОМКОНЦЕНТРАТОРЕ ХИМИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ4.1.Экспериментальный стендДля проведения экспериментальных исследований рабочих процессов,протекающих в пневмовакуумном концентраторе химических растворов,разработан экспериментальный стенд, позволяющий проводить измерениямассы жидкости в пробирках [107].

Результаты измерений обрабатываются ипредставляются в виде графиковтемпературы жидкостипоток параJiTJ i  J i ( h)при различных значенияхи скорости рабочего газа u , где удельный массовыйрассчитывается по формулеJ i  mi / ( Si  ti ) . Оценкарезультатов, полученных в работе, осуществляется путем сравнения значенийудельного массового потока, полученных расчетным и экспериментальнымпутем.

Схема экспериментального стенда представлена на Рисунке 4.1.Экспериментальные исследования проведены в лаборатории кафедры Э5«Вакуумнаяикомпрессорнаятехника»МГТУим.Н.Э.Баумана.Экспериментальный стенд представлен на Рисунке 4.2.Воздух из помещения исследовательской лаборатории нагнетается вполость П1 побудителем расхода газа. Контроль относительной влажностивоздуха осуществляется психометрического гигрометра ВИТ-1. Контрольдавления воздуха на выходе из побудителя расхода газа осуществляется припомощи датчика давления ДД1. Воздух из полости П1 протекает черезкольцевые каналы в полости П2, находящиеся в пробирках между границейраздела фаз и направляющей трубкой, а затем, через направляющие трубкипоступает в полость П3, из которой сбрасывается в атмосферу.

Жидкость в838проббирках подогревапается тв ердотельнным террмостатиррующим устройсттвом«Цииклотемп – 303».Риссунок 4.1 . Схема эксперимеэентальногго стенда:ДД11 – датчикк давлениия; П1÷П33 – газовыые полосттиРисунокк 4.2. Экссперименттальный сстендВходдепровведенияэкспериментальнныхиссследованиийпроводятизмеерения массымжидкости с помощью высокооточных весов и температтурыжиддкости с помощьюю цифроввого терммометра в каждой пробиркке. Показаания848датччиков реггистрируюют визуалльно и зааносятся в журналл экспериимента.

ДалееДданнные обррабатываюют, проиизводят пересчетт и вокончатеельном видевпреддставляюют графиччески, каак функцию измменения удельногго массовогопотоока пара ото миниммального ррасстояниия между границейй разделаа фаз и среезомнапрравляющей трубкки J i  J i (h) , гдее i=1,2,3 – номеер соотвветствующщегоэкспперимента.Статичческое даавление в пневмматическоом каналле после побудиителярасххода раббочего гааза измееряют с помощью датчиика давления 26PPCAпроиизводстваа фирмыы Honeywwell. Влаажность воздуха окружаюющей срредыопрееделяют при поммощи пссихометриического гигромеетра ВИТТ-1, «суххой»терммометр которогоо такжеиспольззуют для опредделения температтурыокруужающейй среды. Масса жжидкости в пробиррках изммеряется весамивPS-20проиизводстваа фирмыы VOLTKKRAFT.

Темпераатура жиидкости в пробирркахизмееряется электроннэным терммометромм CHECKKTEMP производдства фиирмыHANNNA Instrruments. ХарактериХистики даатчиков указаныув Таблице 4.1.Рабочеей средой в эксперрименталььном стеннде являеется воздуух. Величчинадавлления наа выходе из побуудителя расходаргазагрегуулируетсяя измененниемнапрряжения питания.

Характеристики

Список файлов диссертации