Массовый расход поступающей в аппарат композиции, как правило, заданная величина:

(4)

Для расчета массового потока i –того парового компонента в свободный объем камеры использовано выражение вида:

(5)

Парциальная плотность компонента смеси вблизи поверхности жидкой композиции может быть найдена совместным решением уравнений Менделеева-Клапейрона, Рауля и Антуана из соотношения:

.

(6)

Плотность i – того компонента смеси в объеме камеры находилась из балансовых уравнений. Поток пара может быть представлен в виде суммы

.

(7)

Скорость реакции определяется числом актов превращений, происходящих в единицу времени в единице объема для гомогенных реакций

(8)

или на единице площади поверхности раздела фаз для гетерогенных реакций

W =

(9)

Константы скорости реакции или , характеризующие протекание процесса на микроуровне, зависят от природы реагентов и температуры. Зависимость константы скорости реакции от температуры согласно Арениусу имеет вид:

или .

(10)

С учетом соотношений между различными способами выражения состава жидкости после некоторых преобразований получены выражения для определения изменения массовой доли реагентов для гомогенных и гетерогенных систем соответственно

(11)

.

(12)

Плотность жидкой смеси находится по одному из следующих выражений:

.

(13)

Изменение массы жидкой смеси в результате химической реакции определяется как сумма изменений всех компонентов смеси из уравнения

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

(14)

Изменение массы жидкости в результате химической реакции, найденное в уравнении (14) равно изменению массы газа в системе, но поток газа в свободный объем камеры лишь часть этой массы. Распределение образовавшегося в результате химической реакции компонента между газовой смесью и равновесной с ней жидкостью осуществляется в соответствие с законом Генри.

Теплоемкость жидкой многокомпонентной смеси была определена по выражению вида:

(15)

Дифференциальные уравнения материального баланса для компонентов газовой смеси и смеси паров имеют вид

по газу

(16)

по пару

.

(17)

Уравнение теплового баланса рассматриваемой системы для парогазовой фазы было записано в следующем виде:

(18)

Учитывая, что плотность смеси идеальных газов выражается уравнением вида

(19)

можно записать для смеси паров

(20)

для смеси газов

(21)

для парогазовоздушной смеси, соответственно:

(22)

После дифференцирования уравнений (20) –(22) получим изменения плотностей смеси паров, газов и парогазовоздушной смеси в свободном объеме камеры.

Теплоемкость и молекулярная масса указанных смесей были определены в соответствие с правилом аддитивности.

Величина потока воздуха определяется интенсивностью натекания через неплотности камеры выражением вида:

.

(23)

Интенсивности отвода газов и паров определяются производительностью системы откачки (вентилятора, эжектора или насоса другого типа). Так для эжектора, показателем эффективной работы которого является объемный коэффициент инжекции, объемная производительность может быть определена из уравнения

.

(24)

В случае использования конденсатора интенсивность откачки пара находится из объемной производительности конденсатора

(25)

Исключением из рассмотрения отдельных слагаемых уравнений баланса массы и энергии обобщенной модели можно получить математические модели реальных технологических процессов Учет специфики конкретных технологических процессов осуществлялся введением в модель каждого из них соответствующих дополнительных допущений и краевых условий.

В математической модели совмещенных процессов испарения и конденсации в отличие от обобщенной модели отсутствуют потоки воздуха, газа и химическая реакция между компонентами жидкой смеси. Поэтому уравнение материального баланса по i - тому паровому компоненту было записано в виде:

,

(26)

а уравнение теплового баланса соответственно – в виде:

.

(27)

В начальный период времени тепло, содержащееся в жидкости, расходуется на нагрев стенок аппарата и теплообмен с жидкостью, находящейся в аппарате, то есть

.

(28)

При достижении жидкостью температуры кипения тепло, содержащееся в жидкости, согласно допущению о надежной теплоизоляции, расходуется только на испарение:

.

(29)

Для исключения возможности осложнения процесса конденсации присутствием инертных газов в технологический цикл включен вакуумный насос. Чаще всего им является жидкоструйный эжектор. Поэтому объемная производительность системы удаления пара равна объемной производительности конденсатора. Поделив уравнение (26) на dt, после некоторых преобразований получено дифференциальное уравнение изменения парциального давления пара:

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8