Интенсивность испарения при заданных условиях

Интенсивность испарения жидкости используется при расчетах возможных последствий в случае аварийных ситуаций.

Интенсивность испарения не является константой для определенной жидкости и зависит от многих факторов, таких как: температура жидкости, температура окружающей среды, скорость воздушного потока над жидкостью, давление окружающей среды. Поэтому интенсивность испарения следует определять для каждого конкретного случая в зависимости от заданных условий окружающей среды.

Обычно, для расчетов принимается, что жидкость нагрета до температуры окружающей среды.

 

В настоящей работе расчет следует проводить для условий окружающей среды и жидкости, установленных заданием на курсовую работы.

Интенсивность испарения W для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ рассчитывают пo формуле

W = 10^-6 h P_н, (11)

где h — коэффициент, принимаемый по таблице 5 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

Р_н — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_р, кПа.

Таблица 5.

Значение коэффициента h

Скорость воздушного потока в помещении,	Значение коэффициента h при температуре t, °С, воздуха в помещении
м×с-1
	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,1	3,0	2,6	2,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1,0	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

 

При расчетах, скорость воздушного потока следует определять из кратности воздухообмена в помещении (если иное не задано условием). Скорость воздушного потока в помещении может быть определена:

 

,

где l - длина помещения, м;

n - кратность воздухообмена ч^-1.

 

Давление насыщенного пара Р_s зависит только от природы жидкости и ее температуры.

Для большинства жидкостей давление насыщенного пара при различной температуре известно. Эти данные сведены в справочные таблицы, номограммы. Давление насыщенного пара жидкостей можно рассчитать по формулам.

Давление насыщенных паров определяется тремя способами:

1. По номограмме

2. По справочным таблицам интерполяцией

3. По уравнению Антуана:

(12)

где t – температура жидкости, °С;

А, В, С - эмпирические коэффициенты, определяемые по таблице приложения.

При определении давления насыщенных паров по уравнению Антуана, коэффициенты А, В, С могут приводиться в справочнике в мм.рт.ст. или в кПа. Для того, чтобы проверить размерность рассчитанного давления насыщенных паров, необходимо в уравнение Антуана подставить температуру, равную температуре кипения жидкости. При этом, как известно, давление насыщенных паров будет равняться атмосферному, отсюда, если значение получается ≈101, то размерность – в кПа, если ≈760 – то в мм.рт.ст. После этого, определяют давление насыщенных паров при заданной температуре. Если полученное значение в мм.рт.ст., то его следует перевести в кПа.

 

Пример:

Условие: Определить интенсивность испарения этилового спирта. Температура в помещении 34°С, кратность воздухообмена в помещении 1. Разеры помещения 20×10 м. Константы уравнения Антуана для этанола: А=7,81158; В=1918,508; С=252,125.

 

Решение:

 

Интенсивность испарения определяется по формуле:

 

Скорость воздушного потока в помещении

 

- коэффициент, определяем по табл.5 При температуре 34°С и скорости воздушного потока 0,005 м/с - .

Малярная масса этилового спирта составляет 46кг/кмоль.

Определяем давление насыщенных паров определяем по уравнению Антуана, для этого сначала проверяем размерность коэффициентов, подставляя в формулу температуру кипения жидкости (78°С):

поскольку значение получилось равным 101, значит коэффициенты уравнения Антуана представлены в кПа.

 

 

Интенсивность испарения равна:

 

Ответ: интенсивность испарения этанола при заданных условиях составляет 8.3×10^-5 кг/м²с.