Критическое переохлаждение пара

Соответственно критическое переохлаждение пара Л к в случае сферических пленок описывается уравнением [c.286]

Используя численные данные предыдущей задачи и считая водяной пар идеальным газом, оценить критический радиус капли в переохлажденном паре, находящемся при давлении Р = 1,1 атм и температуре Тд = 100° С. [c.143]

Радиус растущей, т. е. жизнеспособной капли, являющейся зародышем жидкой фазы в переохлажденном паре, должен также превышать критический радиус а [c.87]

Таким образом, для определения J требуется знать состояние перенасыщенного пара. Как видно из (4-15 ), на величине J резко сказывается степень перенасыщения. С увеличением отношения р/р или АТ = T —Т уменьшается радиус равновесного зародыша входящий во второй степени в показатель экспоненты, в связи с чем J интенсивно растет. При фиксированном перенасыщении (или переохлаждении) пара скорость образования капель критического размера нарастает с увеличением абсолютной величины давления, так как при этом в показателе степени е убывает комплекс оЩ/Т и одновременно растут сомножители и p/RT. [c.132]

Существуют теории, которые при определенных допущениях позволяют вычислить скорость образования капель критического размера в переохлажденном паре [Л. 16]. Доказано, что скорость образования капель резко увеличивается с увеличением степени переохлаждения. При некоторой степени переохлаждения, когда создадутся условия для образования очень мелких капель, состоящих из сравнительно небольшого числа молекул, начинается лавинообразный процесс конденсации, в результате которого переохлаждение пара очень [c.6]

Таким образом, критическое (равновесное) переохлаждение пара можно разделить на две составляющие [c.15]

В чистом переохлажденном паре центры конденсации появляются в результате слипания молекул в молекулярные комплексы. По достижении так называемых критических размеров (см. гл. 2) эти комплексы становятся устойчивыми и обнаруживают тенденцию к дальнейшему росту и превращению в капельки жидкости. Скорость образования центров конденсации (т. е. жизнеспособных зародышей жидкой фазы) весьма сильно зависит от степени переохлаждения. Поэтому уже вскоре после прохождения состояния насыщения скорость конденсации достигает такой величины, что выделение скрытой теплоты парообразования останавливает рост переохлаждения (если, конечно, расширение происходит не слишком быстро). [c.148]

Структуры переохлажденного и перегретого пара принципиально различаются между собой из-за непрерывного образования в переохлажденном паре жидких конгломератов и разрушения тех, размеры которых не превышают критического. Тем не менее, при определении термодинамических параметров переохлажденного пара им обычно приписываются соответствующие значения для перегретого пара, которые получают путем экстраполяции в область ниже пограничной кривой. Такое приближение, очевидно, тем более точно, чем ближе структура переохлажденного пара к однофазной, т. е. чем меньше переохлаждение пара. [c.109]

Наиболее существенным результатом является то, что плотность потока массы для переохлажденного пара на 6% больше, чем для равновесного течения. Так как обычно наблюдается переохлаждение пара при расширении, то расчет по равновесному состоянию требует соответствующей коррекции. Следует также напомнить, что числа М и критическое отношение давлений в этих задачах будут различны. [c.213]

В другом предельном случае, когда ударная волна очень мощная (состояние 4), адиабата разгрузки 8 проходит гораздо выше критической точки К, в чисто газовой области, и вещество расширяется как газ до бесконечного объема. Вообще говоря, адиабата в какой-то момент пересечет кривую насыщенного пара (точка В ), после чего должна начаться конденсация ). Однако если время разлета паров ограничено, как это обычно бывает в лабораторных условиях, конденсация практически не успевает происходить, и вещество продолжает расширяться по адиабате переохлажденного пара (пунктир от точки В на рис. 11.58). [c.595]

Истечение влажного пара из сопл турбины обычно сопровождается большой степенью переохлаждения в критическом участке сопла и скачком конденсации в сверхзвуковой части. Нарушение пересыщенного состояния происходит вследствие спонтанного возникновения собственных ядер конденсации. Скачок конденсации сопровождается локальным ростом давления. Кроме того, из-за переохлаждения пара действительный расход влажного пара всегда больше теоретического, вычисленного для изоэнтропического равновесного процесса (увеличение коэффициента расхода i = 2- 3%). [c.228]

Оценить критический радиус капли в переохлажденном водяном паре, находящемся при атмосферном давлении и температуре Т = 99° С. Коэффициент поверхностного натяжения воды при такой температуре а=б1 6 н/ , теплота парообразования о = 2,3 кдж/г, плотность р = г/см. [c.142]

Сделаем несколько замечаний, относящихся к истечению насыщенных водяных паров через сопла. Как показывает опыт, пар, находящийся перед соплом в насыщенном состоянии, конденсируется при течении с некоторым запозданием, т. е. переходит сначала в пересыщенное состояние. Конденсация водяного пара, в результате которой степень сухости достигает равновесного при данных условиях значения, происходит обычно (при не очень больших начальных давлениях) за минимальным сечением сопла, т. е. после того, как достигнута критическая скорость, и притом очень быстро, с образованием конденсационного скачка уплотнения. Поэтому при расчетах сопел Лаваля для водяного пара необходимо принимать во внимание, что пар в суживающейся части и в- начале расширяющейся части сопла является пересыщенным (переохлажденным). [c.320]

Переохлаждение адиабатически расширяющегося сухого насыщенного пара сопутствует не только слабым (звуковым) изменениям давления оно возникает, как правило, в быстро протекающих процессах расширения, в частности, при разгоне потока в сопловых каналах. Даже при достижении скоростей ниже критических интенсивность снижения давления вдоль сопла часто превосходит 10 бар/сек, а время прохождения канала составляет всего [c.92]

Возможность определения скорости образования критических зародышей по заданному состоянию пара представляет собой лишь частичное решение задачи. Остается открытым вопрос о предельной степени переохлаждения и условиях разрушения перенасыщенного состояния. Такого рода вопросы в теории конденсации не ставятся, как не ставится и вопрос о том, при каких обстоятельствах местное скопление молекул, образующих сгусток со свойствами, не отличающимися от свойств газообразной фазы, превращается в капельку конденсата с иной упаковкой молекул и иным удельным термодинамическим потенциалом. Привлекая понятие о зародыше новой фазы в качестве первоначального понятия, теория конденсации рассматривает такой зародыш как уже сформировавшееся вкрапление, отличающееся от макроскопической массы в том же агрегатном состоянии только малыми размерами. Механизм формирования зародышей в поле молекулярных сил, количество и энергия молекул, образующих первич- [c.133]

Следует отметить, что жидкая фаза может быть охлаждена до тройной точки на величину Тц—Т р. Коэффициент преимущества (1.16) для такого режима работы будет иметь вид Кпр= 1 + Ср(Тц—Туц)/г. Он является в этом случае характеристикой ТТ. При максимальном переохлаждении жидкой фазы /Спр. тах=1 + + Ср (Тц—T.tp)/r. Эффект увеличения Q существенно проявляется на ТТ, работающих при давлениях (температурах) пара, близких к критическим, что объясняется уменьшением г и ростом Ср. Расчет, проводимый для ТТ на воде, показал, что при температуре насыщения 7 н=300 К коэффициент преимущества пр. гаах = 2, т. е. скрытая теплота парообразования равна теплоте жидкости. [c.11]

При заданных параметрах пара получается определенный радиус капли кр называемый критическим. При Е< кр жидкая фаза переходит в паровую, а при > кр происходит конденсация. На величину кр главное влияние оказывает переохлаждение. [c.227]

Максимальное переохлаждение отвечает критическим и сверх-критическим перепадам давлений. В соответствии с этим наиболее интенсивное изменение коэффициента истечения при переходе в область влажного пара отмечается при ео = 0,45-ь-0,55. По мере уменьшения ба различие в значениях В для перегретого и влажного пара заметно уменьшается. [c.210]

Как первый, так и второй способы расчета не дают приближающихся к действительным значений коэффициента расхода. Как уже указывалось, распределение статического давления вдоль сопла показывает, что в случае сухого насыщенного или перегретого пара течение в сопле сопровождается переохлаждением. Детальные исследования течения влажного пара в свободной струе за срезом сопла (см. 6-1) показали, что даже при большой начальной влажности пар в критическом сечении всегда переохлажденный. [c.213]

Учитывая, что в дальнейшем нас будет интересовать критический размер капель, возникающих в переохлажденном (перенасыщенном) паре, следует заменить отношение [c.20]

Размер критического зародыша (капли, способной к дальнейшему росту) рассчитывают из условий равновесия двухфазной среды, состоящей из пара и капелек воды, по формуле (12.9). Переохлаждение потока пара ДТ" приближенно определяется по опытным данным в зависимости от скорости расширения пара в канале, рассчитываемой по формуле (12.38) [c.321]

Рассмотрим теперь истечение влажного пара из сопл Лаваля. В широком диапазоне изменения начальных параметров пара движение в соплах сопровождается спонтанной конденсацией (см. рис. 12.4). За критическим сечением достигается максимальное переохлаждение, возникает конденсационный скачок, вызывающий характерный [c.357]

В знаменателе стоит величина Fn(T)— Рук Т) В точке равновесия жидкости и пара она обращается в нуль, а критический радиус становится равным бесконечности. При переохлаждении разность F T)— [c.209]

Все кривые давления пара имеют одинаковую общую форму, подобную приведенной на рис. 2-2, причем кривая своей выпуклостью обращена к оси температур на Р, Г-диаграмме. Верхней границей кривой испарения является критическая точка. При этой температуре система становится гомогенной и никакое давление не вызовет образования жидкой фазы. Для воды критическая температура равна 374°С, а критическое давление соответствует 21,75 МПа (217,5 ат). Нижняя граница кривой испарения определяется областью метастабильного состояния переохлажденной жидкости. [c.44]

Формулы (11-75) и (11-76) можно объединить, что даст трансцендентное уравнение для критического отношения давлений. Как и ранее, решение для критического отношения давлений позволяет определить критический расход. Эта модель сравнивается на рис. 11.14 с данными для насыщенной и переохлажденной жидкостей, а также с данными для насыщенного пара двуокиси углерода [41]. На рис. 11.15 аналитическое решение сравнивается с экспериментальными данными работы [49] для переохлажденного жидкого азота. [c.271]

Напомним, что аналогичная ситуация наблюдается н в переохлажденных парах, где зародышами служат частицы пыли и ионы. Нечто подобное происходит и в сверхпроводниках, где зародышами могут служить дефекты металла. Существование связи между дефектами и переохлаждением было убедительно доказано Фабером [37]. В его залючательных опытах оловянный стержень, на котором в различных точках располагались короткие катушки, помещался в продольное магнитное поле и слегка переохлаждался. Пропуская ток через одну нз катушек, можно было снизить поле в некоторой области образца до значений, лежащих еще ниже критического, пока в этой области не начинала быстро расти сверхпроводящая фаза, заполняя весь образец. Степень переохлаждения очень сильно менялась от точки к точке это доказывает, что процесс образования зародышей в данной области обусловлен местным дефектом. Переохлаждение образца в цо.лолс определяется самым слабым местом, что и объясняет малость обычно наблюдаемого переохлаждения. Минимальное значение S для олова равно 0,45. [c.658]

Следуя Осватичу [Л. 72], допустим, что пар содержит очень большое число посторонних взвесей 2 = 10 смГ . Пусть размер таких взвешенных частиц (пылинок и др.) на один-два порядка превышает критический размер зародышей, возникающих при флуктуации плотности, т. е. будем считать 1о — мм. Время протекания через сопло составляет обычно (1—3)-10 сек. [Л. 24, 72]. В таком случае при довольно значительном переохлаждении пара, достигающем 30° С, размер капель конденсата, выпавшего на взвесях, составит, согласно (4-23), % = 10 + + 4,3-10 " = 5,3-10 мм. Отсюда масса жидкой фазы, накопившейся за время прохождения потоком сопла, [c.142]

В критической точке бинодаль и спинодаль сливаются. Две ветви сиинодали, соответствующие перегретой жидкости и переохлажденному пару, к критической точке подходят с общей касательной. Уравнение спинодали определяется совместным решением уравнения состояния р=/ v, Т) и уравнения (Зр/9у)у=0. Из курса математики известно, [c.212]

В случае бесконечно быстрого процесса расширения число центров конденсации, появившихся за счет роста капель, будет равно нулю в то же время число центров конденсации, появившихся за счет резкого уменьшения критического диаметра, будет весьма значительным. Этот факт объясняет, почему даже при очень быстром расширении не удается достигнуть переохлаждения, превышающего 70—80° К. Для медленных (квазистационариых) процессов расширения или случая течения переохлажденного пара с постоянным давлением решающим является увеличение числа центров конденсации за счет того, что в результате гетерофазных флуктуаций некоторое число капелек перешагивает через критический диаметр. [c.35]

Рост переохлаждения пара AT=Ts—Tn.n вдоль потока приводит к уменьшению критического радиуса зародыша, к интенсификации процесса ядрообразования, и, начиная с некоторого момента (точка I иа рис. 2-1), число возникающих в единицу времени ядер J становится столь значительным, что распределение статического давления ц температуры пара начинает отклоняться от соответствующих параметров при предельно неравновесном процессе расширения. В точке 2 достигается предельное переохлаждение потока АТи, скорость ядрообразования I начинает уменьшаться. Суммарная поверхность капель оказывается столь значительной, что при данном переохлаждении потока начинается бурная конденсация пара. Давление и температура двухфазной среды резко возрастают. Переохлаждение пара уменьшается и в точке 3 становится практически равным нулю. Степень влажности потока у достигает практически равновесной (диаграммной) степени влажности г/д. Суммарное количество капель остается с этого момента постоянным, и дальнейшая конденсация происходит только лишь на зтих каплях. [c.22]

Х(р/Ро) вызывает уменьшение критического радиуса зародышей [формула (12.9)] и интенсификацию процесса ядрообразования. В некотором сечении потока число возникающих ядер в единицу времени f достаточно велико для того, чтобы вызвать повышение температуры расширяющегося пара. Повышение температуры пара происходит благодаря выделению теплоты парообразования при конденсации в паровую фазу. Процесс влагообразования начинается в точке Дав точке 2 поток пара достигает предельного переохлаждения. Общая поверхность образовавшихся капель оказывается значительной и при большом переохлаждении ДТ реализуется процесс лавинной конденсации. При этом переохлаждение пара уменьшается до нуля в точке 3. Влажность близка к равновесной (т. е. достигается степень влажности г/д). Общее Есоличество капелек сохраняется после этого момента примерпо постоянным и последующая конденсация реализуется на уже образовавшихся каплях. [c.322]

Букле и Убеллоде [147] определяли критическое переохлаждение капель галогенидов щелочных металлов в среде инертного газа (см. табл. 32). Капли образовывались из пересыщенного пара, момент кристаллизации отмечался по появлению характерного мерцания частиц при наблюдении капельного облака в телескоп. Размер частиц [c.165]

Спинодаль является фундаментальной линией однокомпонентной системы и состоит из двух ветвей, сливающихся в критической точке. Одна ветвь относится к перегретой жидкости, другая — к переохлажденному пару. На диаграммах р — V или Т — V спинодаль выглядит вложенной в бинодаль. Но в трехмерном р — V — Т-пространстве обе линии не принадлежат к числу плоских кривых и характеризуются сложным взаимным расположением, как видно из рис. 2. Начнем выяснение термодинамических свойств спинодали с применения уравнения Ван-дер-Ваальса (1.12). Величины, относящиеся к спинодали и бинодали, будем в этой главе отмечать, соответственно, индексами с и б ). Приравняв нулю производную (5я/5ф)т, получим из (1.12) [c.242]

При увеличении переохлаждения пара критический радиус капли уменьшается и, следовательно, вероятность спонтан- [c.275]

Капли, размер которых меньше критического, исчезают вследствие испарения, а капли размером больше критического растут. В переохлажденном паре в результате флуктуаций постоянно происходит образование комплексов различных размеров из нескольких молекул и их испарение [52]. В соответствии с характером процесса их образования чем больше размер комплекса, тем меньше их количество. Некоторые комплексы достигают размеров больше критических и становятся ядрами новой фазы. С увеличением пересыщения радиус зародышей уменьшается, а скорость их образования растет. К настоящему времени различные авторы при различных предпосылках получ1или большое число формул для расчета скорости образования зародышей [54]. Детальное кинетическое обоснование процесса конденсации в достаточно общем виде проведено Я. И. Френкелем. Для скорости образования капель критического размера им получена следующая формула [55] [c.68]

Двухфазный поток жидкости. Истечение двухфазной жидкосТй под давлением через кольцевой зазор в лабиринтных уплотнениях является обычным для питательных насосов котлов и стержней регулирования процесса ядерных реакторов с жидкостным охлаждением. Давление внешней среды здесь меньше, чем упругость насыш,енных паров, соответствуюш,ая температуре жидкости внутри установки. По мере того, как переохлажденная или на-ходяш,аяся под давлением жидкость протекает по зазору уплотнения, давление ее постепенно уменьшается и достигает значения, равного упругости насыщенных паров. В этом месте мгновенно возникает парообразование. В двухфазном потоке жидкости отношение давлений, соответствующее критическому расходу, обычно лежит между отношением упругости насыщенных паров к давлению на входе и отношением, которое может быть получено, исходя из критической скорости. Для большинства расчетов это правило достаточно точно. [c.52]

За точкой В продолжают выпадать ядра конденсации. Однако под влиянием резкого изменения параметров пара выпавшие капли быстро становятся меньше критического размера и испаряются. Таким образом, в этом примере за зоной Вильсона новых капель не образуется, а из старых подавляюш,ую роль играют капли, образовавшиеся в зоне максимального переохлаждения. [c.126]

Ф. п. 2-го рола. Точка Ф. п. 2-го рода является особой для термодинамич, величия системы при прохождении этой точки первоначально устойчивая фаза более не соответствует никакому (даже метастабильному) минимуму свободной энергии и потому не может существовать. Явления перегрева и переохлаждения при Ф. п. 2-го рода отсутствуют. Примерами Ф. п. 2-го рода являются пе хо-ды в точке Кюри в ( рромагн. или сегнетоэлектрич. фазы, Х.-переход Hej в сверхтекучее состояние см. Сверхтекучесть), Ф. п. металлов в сверхпроводящее состояние в нулевом магн. поле. Особым видом Ф. п. 2-го рода являются критические точки системы жидкость—пар или аналогичные им критич. точки растворов. Ф. п. 2-го рода характеризуются аномальным возрастанием величин, характери- [c.272]

Тщательно проанализировав предлагаемые на основании тех или иных теорий способы выбора модификаторов, можно утверждать, что ни один из рассматриваемых теоретических критериев нельзя признать универсальным. Выбор модификаторов по донорно-акцептор-ной теории, по Периодической системе элементов Менделеева, по обобщенному моменту можно осуществить лишь в отдельных случаях. Размерный фактор, факторы изоморфности и электроотрицательности, коэффициент распределения позволяют оценить растворимость модифицирующей добавки. Поскольку активность модификатора связана с его растворимостью, эти факторы, особенно размерный, могут быть использованы для прогнозирования выбора модификатора. Все теоретические предпосылки должны быть подтверждены надежными экспериментальными критериями, в качестве которых следует рекомендовать методы измерения поверхностного натяжения на границе жидкость — пар, величины переохлаждения, методику определения дезактивации нерастворимых примесей и метод вакуум-кристаллизации. По концентрационной зависимости а -п и переохлаждения можно установить оптимальную добавку модификатора. Критический отбор теоретических и экспериментальных критериев и их сопоставление позволят правильно подойти к вопросу выбора модификаторов. [c.155]

Она характеризуется тремя линиями моновариантного равновесия АС — кривая возгонки льда, АВ — кривая испарения, AD — кривая плавления льда (ход кривой AD при высоких давлениях, вызывающих появление новых кристаллических модификаций льда, здесь не рассматривается). Линия АВ представляет собой метастабильное испарение переохлажденной воды. Между кривыми расположены однофазные дивариант-ные области, соответственно обозначенные на рисунке. Критическое состояние воды, при котором исчезает различие между жидкостью и ее паром, графически соответствует обрыву кривой АВ в точке В и характеризуется температурой 374°С и давлением 21,75 МПа (217,5 ат). [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...