47.Параллельное и последовательное соединение двух центробежных насосов.

Для пары насосов установленных в параллельрабочая характеристика сложится из характеристики одного "удвоеной (! что не так!)вправо":

h2=h1; q2=2*q1; рабочая точка уедет в точку 3

Для пары одинаковых насосов установленных последовательно рабочая характеристика сложится из характеристики одного "удвоеной (! что не так!) вверх":

расход остается неизменным: q2=q1; h2=2*h1; рабочая точка уедет в точку 3 -

48. Перегонка жидкостей, равновесие в системе пар-жижкость

Перегонка жидкостей представляет собой процесс, в котором разделяемая жидкая смесь нагревается до кипения, а образующийся пар отбирается и конденсируется. В результате получают жидкость – конденсат, состав которого отличается от состава начальной смеси. Повторяя много раз процесс испарения и конденсации, можно практически полностью разделить исходную смесь на чистые составные части (компоненты).

Процесс перегонки основан на том, что компоненты, составляющие смесь, обладают различным давлением пара при одной и той же температуре. Поэтому пар, а, следовательно, и конденсат обогащается преимущественно легколетучим (или низкокипящим - НК) компонентом. Очевидно, что в неиспарившейся жидкости остается в основном труднолетучий (или высококипящий - ВК) компонент. Таким образом, компоненты обладают различной летучестью при одной и той же температуре.

Если исходная смесь состоит из летучего и нелетучего компонента, то ее разделяют выпариванием. Посредством перегонки разделяют смеси, все компоненты которого летучи.

Жидкость, полученная в результате конденсации паров, называется дистиллятом (ректификатом), оставшаяся часть – остатком.

Простая перегонка – процесс однократного частичного испарения смеси с последующей конденсацией образовавшихся паров. Простую перегонку применяют для разделения смесей, летучести компонентов которой существенно отличаются друг от друга, либо для предварительного разделения жидких смесей.

Ректификация – наиболее полное разделение жидких смесей при многократном взаимодействии паров с жидкостью, полученной при частичной конденсации паров.

Равновесие в системах жидкость – пар.

В общем случае жидкая смесь может состоять из нескольких компонентов. В простейшем случае из двух, например, из компонентов A и B.

Существует правило фаз Гиббса, по кот можно определить число степеней свободы

,

где K – число компонентов, Ф – количество фаз, n – количество внешних факторов, влияющих на процесс, С – число степеней свободы.

Согласно правилу фаз Гиббса для массообмена, число степеней свободы такой системы = 2 (два компонента и две фазы, внешние факторы – температура и давление). Следовательно, из трех независимых параметров, полностью определяющих состояние системы (температура, давление, концентрация) можно произвольно выбрать любые два: при этом значение третьего параметра становится зависимым.

По степени растворимости жидкости делятся:

1. Взаиморастворимые в любых соотношениях:

Идеальные растворы Нормальные растворы Неидеальные растворы

2. Частично взаиморастворимые

3. Практически взаимонерастворимые.

Рассмотрим взаиморастворимые в любых соотношениях

Обозначим состав жидкой фазы через x, паровой фазы – y. Тогда возможны следующие варианты фазовых диаграмм:

p – T (x= const),p – x (T= const),T – x (p= const).

Для технических расчетов наиболее важна диаграмма T – x,y, т.к. обычно процесс перегонки в промышленных аппаратах происходит при P = const, т.е. в изобарных условиях.

Закон Рауля: мольной доле

–давление насыщенного пара над чистой жидкостью.

По закону Дальтона, общее давление пара над раствором P равно сумме парциальных давлений его компонентов:

Тогда

По закону Дальтона;

Рис.5.28 Фазовая диаграмма T – x,y.

Линия - отвечает фазе, находящейся при температуре кипения.

Линия - линия конденсации.

Любая точка лежащая выше этой кривой, соответствует паровой фазе, пары являются перегретыми.

Точка C характеризует систему, температура которой выше температуры кипения и ниже температуры конденсации паров этого же состава. Область между линиями исоответствует равновесным парожидкостным системам.

По уравнениям (5.102-5.104) можно получить уравнение линии равновесия:

Уравнение получено для идеальных бинарных систем. – относ летучесть компонентов - соответствует Т_А,- Т_В

Поскольку с понижением давления снижается, тоα увеличивается. Относительная летучесть α при понижении температуры растет.

Взаимное расположение кривых на фазовых диаграммах T – x,y и y – x как для идеальных, так и для реальных систем определяются с помощью законов Коновалова. Законы Коновалова устанавливают связь между изменением состава, давлением и температурой в 2-х фазных системах, они лежат в основе теории перегонки и ректификации бинарных смесей.

Первый закон Коновалова: пар обогащается тем компонентом, при добавлении которого к жидкости повышается давление пара над ней или снижается ее температура кипения; или пар всегда более обогащен НК, чем соответствующая ему жидкая равновесная фаза.

Этот закон дополняется первым правилом Вревского, отражающим влияние T на равновесные составы фаз: при повышении T бинарной смеси в парах возрастает относительное содержание того компонента, парциальная молярная теплота испарения которого больше.

Рис.5.30 Фазовые диаграммы.