химический каталог




Процессы и аппараты химической технологии

Автор А.Н.Плановский, В.М.Рамм, С.З.Каган

модинамики, такой переход сам по себе невозможен, так как сопровождается уменьшением энтропии системы, в которой происходит теплопередача.

Нагревание сопровождается возрастанием энтропии, а охлаждение— уменьшением ее, причем в обоих случаях изменение энтропии равно количеству переданного тепла Q0, деленному на абсолютную температуру.

Если тепло передается от менее нагретого тела (с температурой Г0) к более нагретому (с температурой Т), то энтропия

Qo

Qp_. Т '

первого тела уменьшается на -jr-, а температура второго возрастает на

себе идти не может. Для его осуществления необходимо проведение другого (компенсирующего) процесса, связанного с затратой энергии и сопровождаемого возрастанием энтропии.

На практике получение холода основано на том, что рабочее тело, так называемый холодильный агент (хладоагент), совершает круговой процесс, на который затрачивается работа, обращаемая в тепло и передаваемая более нагретому телу2. Термодинамические основы получения холода

525

Если, например, для получения холода используется испарение аммиака, то его пары сжимаются в компрессоре до такого давления, чтобы они могли быть сконденсированы при последующем охлаждении водой. Например, при абсолютном давлении 12 ат аммиак конденсируется при температуре около + 30° С, которая легко может быть достигнута водяным охлаждением. При снижении давления (например, до 2 ат) полученный после конденсации паров жидкий аммиак испаряется, отнимая от охлаждаемого тела тепло, необходимое для испарения (теплота испарения). Затем пары аммиака снова засасываются компрессором.

В данном случае компенсирующим процессом является сжатие хладоагента в компрессоре с затратой механической энергии. При этом энтропия более нагретого тела (воды, которой передается с хладоагентом тепло, отнимаемое от охлаждаемого тела) возрастает на столько же, на сколько уменьшается энтропия охлаждаемого тела, так как воде отдается не только тепло, отнятое от охлаждаемого тела, но и тепло, в которое перешла затраченная в компрессоре механическая работа. Таким образом, энтропия охлаждаемого тела по-прежнему уменьшается на

вода

\ [

L

Охлаждаемое

тело(Та)

а энтропия воды возрастает на —V—• Процесс возможен,

при

ОС То

если энтропия системы не изменяется, т. е.

—Y—. Отсюда можно найти минимальную работу, затрачиваемую на получение искусственного холода:

LUm=Q0(?f~±) (15-1)

Уравнение энергетического баланса холодильной машины (рис. 15-1) имеет вид

Qo+^ = Q (15-2)

Рис. 15-1. Энергетический баланс холодильной машины.

где Q — тепло, отдаваемое хладоагентом окружающей среде (воде).

Количество тепла Q0, отнимаемое от охлаждаемого тела, является холодопроизводительностью установки (в вт).

Отношение холодопроизводительности к затраченной работе характеризует эффективность холодильной машины и называется холодильным коэффициентом:

Холодильный коэффициент, который не следует путать с к. п. д., обычно бывает больше единицы.

Необходимая мощность двигателя, приводящего в действие

О

холодильную машину, по уравнению (15-3) составляет вт или

(15-4)

Количество тепла q$, отнимаемого 1 кг хладоагента от охлаждаемого тела, называется удельной холодопроизводитель-ностью хладоагента, причем

Qo = OqQ (15-5)

где G — количество циркулирующего в установке хладоагента, кг/сек.

Расширение газа без совершения внешней работы (дросселирование)

Для рассмотрения процесса дросселирования воспользуемся обобщенным уравнением Бернулли (7-28). При дросселировании газа не совершается внешней работы, т. е. / = 0.

Если дросселирование проводится адиабатически, то q = 0; тогда по уравнению (7-28)

/2 — /\ = 0 или ix = i2

Таким образом, дросселирование является процессом, протекающим при постоянной энтальпии (i= const).

Работа, совершаемая расширяющимся газом при дросселировании, расходуется на преодоление трения в дроссельном отверстии (сужении) и превращается в тепло, которое остается в газе, вследствие чего энтальпия его не изменяется.

Постоянство энтальпии при дросселировании соответствует в случае идеального газа и постоянству температуры, т. е. дросселирование идеального газа протекает при постоянной температуре. При дросселировании реальных газов обычно происходит понижение температуры. Это явление называется дроссельным эффектом (эффектом Джоуля—Томсона). Дроссельный эффект считается положительным, если при дросселировании газ охлаждается, и отрицательным, если газ нагревается.

Различают дифференциальный дроссельный эффект (понижение температуры газа при уменьшении давления на 1 am) и интегральный дроссельный эффект (понижение температуры газа при уменьшении давления от pi до рг).

В практических расчетах пользуются интегральным дроссельным эффектом; этот эффект определяют при помощи диаграммы Т — S, на которой нанесены линии i = const. Двигаясь вдоль кривой i = const из точки, характеризующей начальное состояние газа, до изобары, соответствующей давлению Р2, легко определить температуру газа после дросселирова

страница 177
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Процессы и аппараты химической технологии" (11.4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить мебельные фиолетовые ручки
Trenkle Cuckoo Clock 621NU
каталог кухонной утвари
калошница купить в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)