И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 2 (1110088), страница 173
Текст из файла (страница 173)
при наличии нац жидкостью относительно плотной газовой среды И. замедляется вследствие того, что скорость удаления молекул пара от пов-сти жидкости в газовую среду становится малой по сравненшо со скоростью испускания их жидкостью. При этом у пов-сти раздела фаз образуется спой парогазовой смеси, практнчески насыщенный паром. Парциальное давление н концентрация пара в данном слое выше, чем в осн. массе парогазовой смеси. Нарушение термодянамич, равновесия между жидкостью н паром, содержыцимся в парогазовой смеси, объясняется скачком т-ры на граннде раздела фаз. Однако обычно этим скачком можно пренебречь и принимать, что парциальное давление и концентрация пара у лов-сти раздела фаз соответствуют их значениям лля насыщ.
пара, имеющего т-ру нов-сти жидкости. Если жидкость и парогазовая смесь неподвижны н влияние сноб. конвекции в них незначительно, удаление образовавшегося прн И. пара от пов-сти жидкости в газовую среду происходит в осн. в результате мол. диффузии и появления вызываемого последней при полупроиицаемой (непроницаемой дпя газа) пов-сти раздела фаз массового (т. наз, стефановского) потока парогазовой смеси, направленного от пов-стн жидкости в газовую среду (см. Рве Распределен т.р при разл.
Веванав ваирвгельнога оглавлениях яяд. кест». Поюкн мплегы яапраьняи: а-ат валков фазы х аов.егн напвревяя в гаэавум фазу, Е-ат ваххоя Емн тьме х поастч напатеввх; а-х паэегв игпарсви» со стороны етивх Фаз; г-к повита вгпхвеигх таамо ю егоровн гмовоя фазн. дигв(еузил). Эффекты баро- и термодиффузии при ишкенерных расчетах обычно ие учитываютса, но влияние термодиффузии м.б. существенным при высокой неоднородности парогазовой смеси (при большом различии мол. масс ее компонентов) и значит.
градиентах т-р. При движении одной или обеих фаз относительно пов-сти их раздела 541 ~в' ИСПАРЕНИЕ 275 возрастает роль конвективного переноса в-ва и энергни в парогазовой смеси и жилкости. При отсутствии подвода энергии к системе жидкость †г от внеш. источников теплота И, может подводиться к поверхностному слою жидкости со стороны одной нлн обеих фаз.
В отличие от результирующего потока в-ва, всегда направленного при И. от жидкости в газовую среду, потоки теплоты могут иметь разные направления в зависимости от соотношений т-р осн. массы жидкостя г, границы раздела фаз г,„и газовой среды г, (см. рис,). При контакте определенного кол-ва жидкости с полубесконечным объемом нли омывающвм ее пов.сгь потоком газовой среды и при т-ре жидкости, более высокой, чем т-ра газа (г > г,р > г,), возникает поток теплоты со стороны жидкости к пов-сти раздела фаж Д „= Д вЂ” Д„где Д,— теплота И., й, -кол-во теплоты, передаваемой от жилкостн газовой среде. При этом жлдкосгь охлаждается (т. наз. испарительное охлаждение).
Если в результате такого охлаждения достигается равенство г г„теплоотдача от ющкости к газу прекращается Я „= 0) й вся теплота, лолводимая со стороны жидкости к пов-сти раздела, затрачивается на И Я = Д,) В случае газовой среды, не насыщенной паром, парциалъное давление последнего у лов-сти раздела фаз и при й = Д, остается более высоким, чем в осн. массе газа, вследствие чего И. и испарительное охлаждение жидкости не прекращаются и г„становится ниже г и г,. При этом теплота подводится к пов-стн раздела от обеих фаз до тех пор, пояа в результате понижения г достигается равенство и поток теплоты со сторойы жидкости прекращается, а со стороны газовой среды Д, становится равным Д,.
Далънейшее И. хцшкости происходйт при постоянной т-ре = гое к-рую наз. пределом охлаждения жидкости прй исларительном охлаждении или т-рой мокрого термометра (т.к. ее показывает мокрый термометр психрометра). Значение г„зависит от параметров парогазовой среды и условий тепло- и массообмена между жидкой и газовой фазами. Если жидкость и газовая среда, имеющие разл. т-ры, иаходятсв в ограниченном объеме, не получающем энергию извне и не отдающем ее наружу, И, происходит до тех пор, пока между двумя фазами не наступает термодинамич.
равновесие, при х-ром т-ры обеих фаз уравниваются при неизменной энтальпии системы, и газовая фаза насыщается паром при т-ре системы г . Последнзш, наз. температурой алиабатич. насыщения газа, определяется только началъными параметрами обеих фаз и не зависят от условий тепло- и массообмена. Скорость изотермич. И. (в кг/(м'с)1 при однонаправленной диффузии пара в расположенный над лов-стью жидкос"ти неподвижный слой бинарной парогазовой смеси толщиной Ь (в м) м. б. найдена по ф-ле Стефана: /, = (Р)Я, Т) (р/Ь) йз ((зр — р, „)/(р — р.)) ', гле Р— коэф.
взаймной диффузии, м гс; л -газовая постоягшая пара, Дж!кг (кг. К) или м~/(сэ К); Т-т-ра смеси, К; р-давление парогазовой смеси, Па; р, „, р,— парциальные давления пара у пов-сти раздела и на наружной границе слоя смеси, Па. В общем случае (лвюкущиеся жидкость и газ, неизотермич. условия) в прилегающем к пов-стн раздела фаз пограничном слое жидкости переносу импулъса сопутствует перенос теплоты, а в пограничном слое газа (парогазовой смеси) происходят взаимосвязанные тепло- и массоперенос.
При этом длв расчета скорости И. используют экспернм. коэффициенты тепло- и массоотдачи, а в относительно более простых случаях †приближенн методы численных решений системы днфференц. ур-ний для сопряженных пограничных слоев газовой и хгидкой фаз. Интенсивность массообмена при И. зависит от разности хим. потенциалов пара у нов-сти раздела и в осн, массе парогазовой смеси. Однако если баро- и термодиффузией можно пренебречь, разность хим. потенциалов заменяют разностью парциальных давлений или концентраций нара и принимают: ~, = () (р,, — р,,) = брр(уь, — у„,) или 542 276 ИТАКОНОВАЯ (3,(с, — с,,), где (3„(3,-коэф.
массоотдачи, р-лавление смеси, р,— йарциальйос давление пара, у, = р,!р-малярная концентрация нара, с. = р ур — массовая концеытрация пара, рю р-локальные плотности пара н смеси; индексы означают: ечгр»-у границы раздела фаз, «осн»- в осн. массе смеси. Плотность потока теплоты, отдаваемой при И. жидкостью, составляет (в Дя (ч' с))! 9 = а (1 — 1„,) = г1„+ + п,(1 — 1,), где и, а,-козф. Теплоотдачй со стороны жидкости н газа, Вт((ч .К), г-теплота И., Дж(кг. При очень малых разиусах кривизны пов-сти И. (напр., при И, мелких каысль жидкости) учитывается влияние поверхностного натяжения жидкости, приводящего к тому, что равновесное давление пара над пов-стью раздела выше давления насыщ.
пара той хге жядкости лад плоской пов-стью. Если 1 = 1, то при расчете И. могут приниматься во внимание т™олько тепло- и массообмен в газовой фазе. При относительно малой интенсивности массообмена приближенно справедлива аналогия между процессами тепло- и массопереноса, из к-рой следует: Хи/Хп = БЬе/БЬо, тле Хп = и„!4,— число Нуссельта, 1-характерный размер пов-сти Ио )н — коэф, теплопроводности парогазовой смеси, БЬ * = (3»у, !(Р = б,е, „ !)Р†чис Шервуда для диффузионной составляющей потока пара, Р, = Р)ЯТ- козф, диффузии, отнесенный к градиенту парциального давления пара.
Значения 0 и (3, вычисляют по приведенным выше соотношениям, числа Хи я БЬ соответствуют!„-ь 0 и могут определяться но данным для раздельно проысходяшнх процессов тепло- и массообмена. Число БЬ для суммарного (диффузионного и конвективыого) потока пара нахолвт делением БЬ' на малярную (у,,„) или массовую (с,,р) концентрацию газа у пов-сти раздела в зависичостй от того, к какой движущей силе массообмена отнесен коэф. (3.
Ур-ния подобия для Хп и БЬ" при И. включают кроме обычных критериев (чисел Рейнольдса Ве, Архимеда Аг, Прандтля Рг или Шмидта Бс и геом. параметров) параметры, учитывающие влияние поперечного потока пара и степени неоднородности парогазовой смеси (отношения мол. масс или газовых постоянных ее компонентов) на профили, скорости, т-ры или концентраций в сечении пограничного слоя.
При малых т„не нарушающих существенно гыдродннамич. режим движения парогазовой смеси (напр., прн испарении воды в атм. воздух) п подобие граничных условий полей т-р и концентраций, влияние дополнит. аргументов в ур-ныях подобия незначительно и им мо.«но пренебречь, принимая, что Хи = БЬ.
При И. многокомпонентных смесей указанные закономерности сильно усложнязотся. При этом теплоты И. компонентов смеси и составы жидкой и парогазовой фдз, находящихся между собой в равновесии, различны н зависят от т-ры. Прн И. бинарной жилкой смеси образующаяся смесь паров относительно богаче более летучнч компонентом, исключая только азеотропнью смеси, нспвряюшнсся в точках экстремума (макснмума ыли минимума) кривых состояния как чистая жидкость. Общее кол-во испаряющейся жидкости увеличивается с возрастанием пон-сти контакта жидкой и газовой фаз, поэтому конструкции аппаратов, в к-рых происходит И., предусматривают увезшчение пов-стн И, путем создания большого зеркала жидкости, раздробления ее на струи и капли или образования тонких пленок, стекающих по пов-сти насадок.
Возрастание интенсивности тепло- и массообмена при И. достигается также повышением скорости газовой среды относительно пов-сти жидкости. Однако увеличение этой скорости не должно приводить к чрезмерному упасу жидкости газовой средой и значит, повышеыию гндравлич. сопротивления аппарата. И. широко применяется в пром. практике для очистки в-в, сушки материалов, разделеныя жидких смесей, кондиционирования возлуха.
Испарительное охлаждение воды используется в оборотных системах водоснабхсения предпрыятнй. См, также Выпаривание, Газов увланснение, Градирни, Суит на. 543 Лнм Берман Л Д, Испарательнсс склакдснне ннркулаанонной поды, 2 нзд, М -Л, 1957, Фукс Н А, Испареннс а рост капель а газообразной среде, М, 1958, Бард Р, Стьюарт В, Лайт фут Е, Яклееаа лерелсса, пер с англ, М, 1974, Берман Л.Д, «Теоретические оьноаы кам тюаолотань, 1974, т 8, Ш б, с 8!1-22, Шервуд Т., Пнтфорл Р, Унлкн Ч, Массопсредача, пер с атл, М, 1982. Л Л Беднел. ИТАКОНОВАЯ КИСЛОТА (метнленбутацйиовая к-та, метнленянтариая к-та) СН,=С(СООН)СНзСООН, мол, м.
130,1; т. пл. 172'С; р 7,49 !О 'о Кл м; АЛт~, — 840 кДжумолге К, 1,40 1О е, К 3,56.10 а в воле йри 25'С. Р-рнмость в воде (г на 100 г): 8,3 (20'С), 29,3 (50'С), 72,6 (70'С). Раста. в этаноле, метаноле, ТГФ, дноксане, плохо раста. в диэтиловом эфире, бензолс.
При нагр. выше т-ры плавления И. к. образует цитраконовый ангидрид (ф-ла 1), т. кил. 99 — 100'С!715 мм рт. ст., при обработке уксусным ангядридом, ацетилхлоридом или тиоиялхлоридом — итаконовый ангидрид (П), т. пл, 68'С. Действие РС15 на к-ту или ее ангидрид пряводит к образованию дихлорангндрида, т, пл. 58-59'С. И. к. легко этерифицируется с образованием моно- н диэфиров. Присоединяет по двойной связи На), и ННа! против правила Марковиикова. КМпОа окнсляет И. к. до гидроксипнраконовой к-ты (П1), Диметиловый эфир И. к. с ХН, образует саед.
1У. И. ко ее ангидрид, моно- и диэфиры легко полимеризуются и сополимеризуются с виыилиденхлоридом, акрилонитрилом и др. В отличие от И. к. ее ангидрил не вступает в диеновый синтез. О НООС СН ! О й О О -Л 5У~ Н !у Получают И. к. фермеатацией углеводов (сахароза, глюкоза, меласса) с помощью грибов Азрегй!йпв геггещ, а также синтетически: карбонилированнем аллена, пропаргилового спирта или пропаргилхлорила.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
