химический каталог




Процессы и аппараты химической технологии

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

ния.

Причина изменения температуры реальных газов при дросселировании заключается в том, что з!нтальпия этих газов, в отличие от идеальных, зависит не только от температуры, а также от давления. Внутренняя энергия реального газа равна сумме кинетической энергии молекул cvT и внутренней потенциальной энергии ип:

u = cvT-}-un (15-6)

Внутренняя потенциальная энергия равна работе, которую надо затратить, чтобы раздвинуть соприкасающиеся друг с другом молекулы, т. е.

работе, совершенной против сил притяжения (сцепления), действующих между

молекулами. Чем больше расстояние между отдельными молекулами, тем

больше внутренняя потенциальная энергия, так как тем больше работа, которая была затрачена для того, чтобы раздвинуть молекулы на это расстояние.

С увеличением давления расстояние между молекулами газа уменьшается,

а следовательно, уменьшаются внутренняя потенциальная энергия ип и внутренняя энергия и. Уменьшение внутренней энергии равно работе, произведенной силами сцепления при сжатии газа. <<,

Энтальпия реального газа, определяемая общим уравнением (6-24), может уменьшаться или повышаться с увеличением давления в зависимости от того, как изменяется с давлением величина pv.

Подставляя в уравнение (6-24) значение и из выражения (15-6), получим при дросселировании (А = i2):

cvT\ + ЦП, I Л-РМ = cvT2 -F ип, 2 -F p2v2

где индекс 1 относится к состоянию газа до дросселирования, а индекс 2 к его состоянию после дросселирования. Обозначая ип, 2 — "п, i = Дкп> находим:

с* ( т\ — Т%) — Д«п — (PiVt — p2v2) (15-7)

Член cv(Tx— Т2) представляет собой уменьшение внутренней кинетической энергии газа в результате охлаждения от Т\ до Т2, а член А«П — увеличение внутренней потенциальной энергии газа, т. е. работу, совершаемую против сил сцепления.

Таким образом, охлаждение газа при дросселировании происходит вследствие того, что газ при расширении совершает работу против сил сцепления, причем его внутренняя потенциальная энергия увеличивается за счет уменьшения части внутренней энергии, определяемой кинетической энергией молекул.

Так как давление р2 меньше р\, то «п, 2 больше ип< ит. е. член А«П—величина всегда положительная. Член (pi^i— p2v2), представляющий собой работу, совершаемую газом при дросселировании, может быть как отрицательным, так и положительным. При этом возможны три случая:

1) P\Vj < p2v2, тогда правая часть уравнения (15-7) будет положительной и У, > Т2,

2) pxvx > p2v2, причем АиП > (pxvx— p2v2); тогда 7", > Т2;

3) PiVx > p2v2, причем Аиа < (p}vx —p2v2); тогда 7*! < Т2.

В первых двух случаях газ при дросселировании охлаждается, а в третьем случае — нагревается.

Более подробный анализ показывает, что дроссельный эффект уменьшается с повышением температуры газа и при некоторой, так называемой инверсионной температуре становится равным нулю. При инверсионной температуре Awn = (jpiV]—PiV2), так что правая часть уравнения (15-7) обращается в нуль.

При температурах выше инверсионной дроссельный эффект будет отрицательным, т. е. газ при дросселировании нагревается.

Большинство газов имеет высокую инверсионную температуру и при дросселировании в обычных условиях охлаждается. Исключение составляют водород (инверсионная температура —73° С) и гелий (инверсионная температура —243° С), которые при дросселировании в обычных условиях нагреваются.

3. Компрессионные холодильные машины

Простейшей компрессионной холодильной машиной является воздушная холодильная машина, в которой холод получается путем расширения сжатого воздуха в детандере (стр. 554). Холодильный коэффициент этой машины очень низкий.

В настоящее время применяются исключительно паровые компрессионные холодильные машины, впервые появившиеся в 1834 г. В этих машинах холод получается путем испарения низкокипящия жидких хладоагентов; сжатие паров хладоагента производится в поршневых компрессорах или в турбокомпрессорах.

Цикл идеальной компрессионной холодильной машины

Наибольший холодильный коэффициент, т. е. наименьшая затрата энергии, достигается, если круговой процесс совершается

по обратному циклу Кар-но (цикл идеальной компрессионной машины), приведенному на диаграмме Т—5 (рис. 15-2). Точка У изображает состояние паров хладоагента перед компрессором; в компрессоре / пары подвергаются адиабатическому сжатию (процесс при 5 = const, линия /—2). В конденсаторе // происходит конденсация паров при постоянной температуре Тк (линия 2—3). Из конденсатора хладоагент поступает в детандер ///, в котором происходит адиабатическое расширение (линия 3—4) с частичным испарением жидкости. Затем хладоагент испаряется в испарителе IV при постоянной температуре Г0 (линия 4—/), возвращаясь к исходному состоянию (точка /).

Тепло, затрачиваемое на испарение хладоагента (равное хо-лодопроизводительности 1 кг хладоагента), изображается площадью а—4—/—Ь—а и равно q0 = T0AS, а тепло, отводимое в конденсаторе, изображается площадью b—2—3—а—Ь и равно q = TKl±S.

Затраченная работа (работа в компрессоре минус работа, отданная в д

страница 178
< 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
Супермаркет техники KNSneva.ru предлагает Dell S2316H - офис в Санкт-Петербурге, ул. Рузовская, д.11, КНС Нева.
где хранить вещи летом в москве недорого
где купить сковороду
шторы в кинозал

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
(26.04.2017)