- •Федеральное агентство по образованию
- •М.Я. Кордон, В.И. Симакин, И.Д. Горешник
- •ТЕПЛОТЕХНИКА
- •Часть II. Теплотехника
- •1. Основы теории теплопередачи
- •1.1. Виды теплообмена
- •1.3. Закон Фурье. Теплопроводимость
- •1.4. Стационарная теплопроводность
- •1.5. Теплопроводность в цилиндрической стенке
- •1.6. Основы конвективного теплообмена
- •1.6.1. Основные положения
- •1.6.2. Система дифференциальных уравнений конвективного теплообмена. Безразмерные переменные
- •1.6.3. Определяющий размер, определяющая температура
- •1.6.4. Теплоотдача при течении жидкости (газа) в трубах
- •1.6.5. Вязкостный режим
- •1.6.7. Турбулентный режим
- •1.6.8. Общий коэффициент теплопередачи
- •1.7. Теплообмен излучением
- •1.7.1. Основные понятия и определения
- •1.7.2. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой
- •Число Больцмана В0 характеризует радиоционно-конвективный теплообмен: чем оно меньше, тем большую роль играет лучистый теплообмен в среде по сравнению с конвективным.
- •Число Кирпичева Кi характеризует радиационно-кондуктивный теплообмен.
- •Дифференциальное уравнение нестационарной теплопроводности
- •2. Основы теории массообмена
- •2.4. Массообменные процессы и аппараты со свободной поверхностью раздела фаз
- •2.4.1. Абсорбция газов. Основные положения
- •2.4.2. Общий порядок расчета абсорбционной установки
- •2.4.3. Использование уравнений скорости массопередачи для насадочных колонн.
- •2.4.4. Использование материального баланса для расчета движущей силы
- •2.4.5. Массопередача между фазами
- •2.5. Жидкостная экстракция
- •2.5.1. Сущность и основные понятия и определения
- •2.5.2. Методы экстракции
- •2.6.1. Основные понятия и определения
- •2.6.2. Простая периодическая дистилляция
- •2.6.3. Простая непрерывная дистилляция
- •Тогда
- •2.6.4. Уравнения рабочих линий ректификационной колонны
- •2.6.5. Применение адсорбционных методов для очистки от вредных веществ отходящих газов
- •Контрольные вопросы
- •2.7. Массообменные процессы с неподвижной поверхностью контакта фаз
- •2.7.1. Адсорбция и ионообмен. Статика сорбционных процессов. Природа сорбентов
- •Классификация сорбционных процессов
- •2.7.2. Адсорбционный и экстракционный методы разделения
- •2.7.3. Межфазовое равновесие
- •2.7.4. Безразмерная форма уравнений изотермы адсорбции
- •2.7.5. Уравнения ионообмена и фактора разделения
- •2.7.6. Ионообмен бинарной смеси
- •2.7.7. Равновесие многокомпонентных систем при адсорбции и ионообмене. Расчет изотермы
- •2.7.8. Особенности кинетики сорбционных процессов
- •2.7.9. Диффузия в твердой фазе сорбента
- •2.7.10. Влияние жидкой (газовой) фазы на скорость диффузии
- •2.7.11. Определение скорости реакции для процессов ионообмена или обменной адсорбции
- •2.7.12. Методы расчета адсорбции
- •2.7.13. Применение адсорбции для очистки газов и жидкости
- •Адсорбционные и хемосорбционные методы очистки отходящих газов используют для очистки газов от оксидов азота, диоксида серы, галогенов и их соединений, сероводорода и сероорганических соединений, от паров ртути.
- •2.8. Сушка твердых материалов термообработкой
- •2.8.1. Общие понятия и определения
- •2.8.2. Теоретические основы сушки термообработкой
- •2.9. Сушка вымораживанием
- •2.9.1. Основные сведения
- •2.9.2.Теоретические основы сушки
- •Таблица 2.2
- •Давление насыщенного пара и теплота сублимации льда
- •Таблица 2.3
- •Удельный объем воздуха и водяного пара при глубоком вакууме
- •Расчет вакуумной линии
- •2.10. Растворимость газов в воде
- •2.11. Кристаллизация
- •2.11.1. Равновесные соотношения
- •2.11.2. Механизм образования кристаллов в растворах
- •2.12. Мембранные процессы разделения жидкости и газа
- •2.12.1. Основы переноса в жидкости и газе
- •2.12.2. Условия равновесия при разделении газов через перегородку
- •2.12.3. Разделение веществ термодиффузией
- •2.12.4. Теоретические основы термодиффузии
- •2.12.5. Разделение растворенных веществ методом диализа
- •Разделение ионизированных веществ с помощью электродиализа
- •Избирательность мембран
- •Расчет электродиализа
- •Для электродиализатора, содержащего N единичных ячеек (причем N может быть больше 100), справедливы следующие простые уравнения, позволяющие определить:
- •Часть II. Теплотехника
который может быть удален из раствора. Концентрация раствора снова окажется соответствующей точке Е, и цикл повторится. При каждом охлаждении будет выпадать в виде кристаллов (97,1:160) 100=57,3% NaNO3, находящегося в растворе, а при испарении будет осаждаться такой же процент
NaCl.
2.11.2. Механизм образования кристаллов в растворах
Процесс образования кристаллов контролируется при любом способе проведения процесса. Чтобы получить однородные по величине кристаллы при периодическом проведении процесса, следует в начальный момент образовать как можно больше центров кристаллизации. При непрерывном процессе число центров кристаллизации, образующихся в единицу времени, должно быть постоянно и равно числу кристаллов, удаляемых из кристаллизатора за тоже время. Это достигается двумя путями.
Во-первых, образование центров кристаллизации должно быть в определенной узкой щели аппарата.
Во-вторых, для удержания маленьких кристаллов в рабочей зоне аппарата, кристаллизатор должен работать подобно классификатору.
Для инициирования процесса образования центров кристаллизации, в кристаллизатор добавляется необходимое количество зародышей в виде раздробленных кристаллов.
Зародыши могут образовываться также в ходе процесса.
Новые центры кристаллизации образуются следующими путями:
1.Самопроизвольное образование центров кристаллизации в растворах, не содержащих затравки.
2.Образование центров кристаллизации в результате истирания кристалл, находящихся в растворе. Разрушенные кристаллы быстро восстанавливают свою первоначальную форму, оказываясь, таким образом, центрами кристаллизации.
3.Энергичное перемешивание, способствующее соударению кристаллов в растворе друг с другом или со стенками кристаллизатора, способствует разрушению выросших кристаллов и образованию новых центров кристаллизации.
4.Образование центров кристаллизации в результате затравочного влияния кристаллов, уже находящихся в растворе. Это достигается, например, повышениями скорости перемешивания, что способствует более однородному распределению кристаллов в растворе и увеличивает их затравочное воздействие.
5.Образование центров кристаллизации в ограниченных зонах раствора в результате локального изменения концентрации.