.

(30)

Для идеальных бинарных систем зависимость между содержанием легколетучего компонента в жидкости и паре представляется выражением:

,

(31)

Совместное решение системы уравнений, описывающей изменение основных параметров паровой смеси в течение процесса для случая идеального смешения компонентов в паровой фазе, проводилось при краевых условиях вида:

граничные условия

(32)

(33)

начальные условия

(34)

(35)

(36)

(37)

Представленная уравнениями (26) – (37) математическая модель, полностью описывает совмещенные процессы испарения и конденсации токсичных паров.

Учитывая, что капельная конденсация – явление случайное и весьма неустойчивое при описании тепломассопереноса процесса конденсации используются все основные предпосылки и допущения пленочной теории конденсации. Для однокомпонентной жидкости решение модели конденсации сводится к определению необходимых поверхности теплообмена и расхода хладагента. При описании этого процесса используют уравнения Ньютона-Рихмана:

,

(38)

Нуссельта и уравнение материального баланса вида:

.

(39)

При конденсации паров бинарной жидкой смеси температура фазового перехода, в связи с изменением состава паровой смеси в ходе процесса, меняется. Зависимость температуры конденсации от состава пара может быть представлена выражением вида:

.

(40)

Так как, в рассматриваемом нами случае известен состав поступающей на конденсацию паровой фазы, согласно правилу фаз Гиббса, можно независимо менять только один параметр состояния - температуру или давление. Следовательно, каждому значению давления в системе должно соответствовать строго определенная величина концентрации i-того компонента конденсата. Совместным решением уравнений (31) и (40) получено выражение вида:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

.

(41)

Зависимости температуры фазового перехода и состава конденсата от состава пара выражены в неявном виде. Поэтому их расчет невозможен без применения численных методов. Задачей расчета совмещенных процессов испарения и конденсации смеси паров является решение представленной системы уравнений с целью определения площади поверхности конденсации.

Если в модели совмещенных процессов испарения и конденсации имеет место химическое взаимодействие между компонентами жидкой фазы, то уравнения материального и теплового баланса каждой из взаимодействующих фаз обобщенной модели (1, 2, 16, 17, 18), соответственно, сводятся к выражениям вида

(42)

(43)

(44)

(45)

В математическом описании процессов, сопровождающихся выделением паров и газов в результате испарения и химической реакции, имеет место химическое взаимодействие реагентов, потоки пара и газа. Для парогазовой фазы уравнение теплового баланса запишется в виде

(46)

а уравнение материального баланса, соответственно, в виде:

для i – го компонента пара

(47)

для j – того компонента газа

(48)

Для жидкой фазы уравнение теплового баланса примет вид

,

(49)

а уравнение материального баланса записано из условия, что парциальные масса i – того жидкого компонента реакционной смеси убывает в результате испарения по закону:

;

(50)

для парциальной массы j – того газового компонента в реакционной смеси было использовано выражение вида:

,

(51)

поскольку газ выделяется в процессе химической обработки и его парциальная масса в реакционной смеси будет определяться интенсивностью образования газа и интенсивностью перехода его в газовую фазу.

(56)

Изменение парциальных давлений паровых и газовых компонентов над поверхностью реакционной смеси при изменении температуры на величину dT было получено дифференцированием уравнения Антуана после подстановки в него уравнения Рауля:

(57)

Парциальная плотность компонента парогазовой смеси над поверхностью реагента может быть найдена по уравнению Менделеева-Клапейрона, из которого после дифференцирования получено:

(58)

С учетом зависимости константы скорости химической реакции (8), кинетического уравнения реакции (10), протекающей при химической обработке, и суммарной площади обрабатываемых деталей, получено выражение для определения потока массы j – того газового компонента, образующегося в результате химического превращения:

.

(59)

Поскольку в данном случае пренебрегать сопротивлением жидкой и газовой фаз нельзя для расчета массового потока i –того парового компонента в свободный объем камеры использовано выражение (5).Плотность i – того компонента вблизи поверхности реакционной смеси можно рассматривать как величину равновесную, то есть однозначно определяемую состоянием жидкой фазы. Плотность этого компонента в объеме камеры химической обработки может быть найдена из балансовых уравнений.

При разработке системы очистки для установок термической переработки древесных отходов требуемой мощности состав и количество образующихся при сжигании древесины газов определяется на основе элементарных реакций окисления элементов, входящих в состав топлива. При этом объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг древесных отходов, определялся по формуле:

V= 4,742–0,04742(W+ А),

(60)

а объемы образовавшихся газов из следующих соотношений:

объем азота

V=3,751- 0,03751(W+А),

(61)

объем углекислого газа

=0,9517-0,009517×(W+ А),

(62)

объем водяных паров без учета значения коэффициента избытка воздуха

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