Равновесие пар — жидкость при высоких давлениях

РАВНОВЕСИЕ ПАР — ЖИДКОСТЬ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ [c.325]

Расчеты равновесия пар—жидкость при высоких давлениях более трудны, чем при низких или умеренных давлениях, по нескольким причинам, [c.325]

Экспериментальные исследования показывают, что для системы жидкость — пар существует критическое состояние, в котором различие между обеими фазами исчезает. На рис. 2-1 это состояние — критическая точка — обозначено точкой К- В этой точке заканчивается кривая парообразования при более высоких давлениях или температуре понятия жидкость и пар лишены смысла. Для кривой плавления критическая точка не обнаружена, несмотря на то, что для ряда веществ равновесия твердое тело — жидкость изучались до давлений в сотни килобар. [c.33]

Несмотря на очень малую растворимость йода, растворы его в двуокиси углерода довольно интенсивно окрашены в газе в коричневый цвет, в жидкой двуокиси в фиолетовый. Это позволило разработать визуальный метод исследования скорости диффузии йода при высоком давлении вблизи критической точки равновесия жидкость — пар в очень разбавленных растворах. [c.132]

Таким образом, были получены новые экспериментальные данные по -скорости диффузии в газах при высоких давлениях, обнаружены новые интересные факты, связанные с влиянием критической точки на кинетическое поведение систем, а именно невозможность даже формального применения закона Фика, факт неизбежного сопровождения молекулярной диффузии конвективным перемещением всей массы газа и, наконец, резкое замедление диффузии вблизи критической точки равновесия жидкость — пар. [c.141]

Большинство опубликованных исследований опалесценции относится к расслаивающимся растворам органических жидкостей при атмосферном давлении [262—271]. Опыты около критической точки жидкость — пар немногочисленны [272—280]. Трудности экспериментального изучения критических явлений связаны с самой природой критического состояния. Вещество обладает здесь очень высокой сжимаемостью. Оно близко к безразличному равновесию относительно изменений плотности. Это приводит к двум неприятным следствиям. В поле силы тяжести возникает переменный по высоте и значительный но величине градиент плотности. Замедляются релаксационные процессы, связанные с перераспределением вещества по объему сосуда. [c.281]

Если процесс парообразования будет происходить при более высокой температуре жидкости, то благодаря большей скорости движения молекул состояние динамического равновесия установится при большей концентрации молекул насыщенного пара, а следовательно, и при большем давлении. [c.156]

Таким образом, для выброса молекулы с выпуклой поверхности требуется меньшая работа, чем с плоской. Поэтому при шарообразной форме поверхности раздела увеличивается число молекул, вылетающих из жидкости в газообразную среду. Число же молекул, попадающих на поверхность жидкости из окружающей паровой среды, при прочих равных условиях пропорционально плотности пара. Поэтому для того, чтобы при одинаковой температуре на поверхность капли падало такое же количество молекул, какое выбрасывается из нее, требуется более высокая плотность пара. Соответственно этому требуется большее давление пара р", чем в условиях равновесия над плоской поверхностью жидкости при давлении р . [c.109]

Двуокись углерода далеко не всегда можно считать настоящим газом. Однако ее тройная точка (температура, при которой все фазы — твердая, жидкая и газообразная — находятся в равновесии) соответствует 216 К, а критическая температура - 304 К. Таким образом, при температуре ниже 304 К двуокись углерода может существовать в жидком виде. При комнатной температуре давление насыщенного пара двуокиси углерода составляет 60 ат, а критическое давление —75 ат. Можно только гадать о том, какие термодинамические процессы происходят при образовании и схлопывании каверн, заполненных смесями водяного пара и двуокиси углерода. Почти определенно можно сказать, что этот процесс не является адиабатическим как при расширении, так и при схлопывании пузырька. Вполне вероятно, что в процессе схлопывания часть двуокиси углерода вновь растворяется в окружающей жидкости, а часть конденсируется и переходит в жидкое состояние. Такой процесс объяснил бы возникновение при схлопывании высоких давлений, способных вызвать наблюдаемое разрушение. Можно отметить, что в данном конкретном случае давление, при котором развивалась кавитация, было, вероятно, гораздо выше атмосферного следовательно, количество водяного пара в кавернах было пренебрежимо мало. [c.165]

Силовой цилиндр 6 вращается вокруг неподвижной оси С и имеет порщень 7, входящий во вращательную пару О с рычагом 8, вращающимся вокруг неподвижной оси Е. Звено 9 входит во вращательные пары Е а К с рычагом 8 и звеном 10, связанным с зубчатым сектором И, входящим в зацепление с зубчатой рейкой, принадлежащей гильзе 12. При повышении сигнального давления жидкости, подводимой к торцу поршня /, последний поднимается, поворачивая рычаг 2 вокруг оси А. Рычаг 2 перемещает вверх золотник 3, благодаря чему жидкость поступает в пространство над поршнем 4, перемещая вниз жестко соединенный с ним золотник 5. При этом жидкость высокого давления, подводимая по магистрали к золотнику 5, поступает в правую полость силового цилиндра 6, управляющего щитками самолета. Из левой полости силового цилиндра жидкость удаляется через золотник 5 в бак. При перемещении вниз золотник 5 поворачивает рычаг 2 вокруг оси О и возвращает золотник 3 в нейтральное положение. Таким образом, система приходит в новое состояние равновесия, определяемое величиной сигнального давления. При перемещении порщня 7 движение передается через рычаги 8, 9, 10 и зубчатый сектор 11 гильзе 12. Последняя, перемещаясь, прерывает сообщение между полостями цилиндра 6 и магистралями высокого давления и слива. При понижении сигнального давления перестановка элементов системы совершается в обратном порядке. [c.528]

Принцип действия и конструкция. В основу работы паровых термометров положен метод измерения давления насыщенных паров низкокипящей жидкости. К низкокипящим жидкостям относят жидкости с температурой кипения от - -31 до—35" С. Если такую жидкость поместить в замкнутый объем и подогреть до температуры ее кипения, то жидкость будет превращаться в пар. По мере увеличения количества пара будет увеличиваться давление в замкнутом объеме. При некоторой величине давления дальнейшее парообразование прекращается и наступает равновесие. Пространство над жидкостью, в которой не происходит дальнейшего испарения жидкости, называется насыщенным самые пары также называются насыщенными. При дальнейшем повышении температуры испарение жидкости возобновляется до тех пор, пока пространство опять не насытится парами, но уже при более высоком давлении. [c.82]

Состояние равновесия, устойчивое в малом и неустойчивое в большом, аналогично относительно устойчивому, так называемому метастабильному состоянию многочастичных (например, молекулярных) систем ). Метаста-бильными являются пересыщенное состояние пара, полученное путем его охлаждения или сжатия, аморфное (стеклообразное) состояние переохлажденной жидкости сложного химического строения, состояние смеси веществ, химическая реакция между которыми задержана низкой температурой, и т. п. Наиболее устойчивым при данных внешних условиях является другое состояние системы, для достижения которого требуется преодоление более или менее высокого энергетического барьера. Можно представить себе, что в простейшем случае при данных условиях соответствующая термодинамическая функция Е каждой частицы системы имеет график, показанный на рис. 18.68, а в роли функции Е выступает свободная энергия, если заданы температура и объем системы, или термодинамический потенциал, если заданы температура и давление. Минимум функции Е в точке А соответствует метастабильному состоянию, а более глубокий минимум в точке В — наиболее устойчивому состоянию. Частица системы ввиду того, что ее энергия имеет случайные отклонения от среднего значения (флуктуации), может преодолевать барьер между состояниями А к В и переходить из одного состояния в другое. Поскольку АЕ < АЕ (см. рис. 18.68, а), то вероятность перехода частиц из состояния А в состояние В выше вероятности обратного перехода. Таким образом, при данных условиях имеется тенденция к переходу многочастичной системы из относительно устойчивого состояния в наиболее устойчивое. Все же метастабильное состояние может существовать довольно продолжительное время, а иногда и практически неограниченно долго. Так, для многих полимеров образование кристаллической фазы из переохлажденной жидкости связано с преодолением столь высоких барьеров, что аморфное состояние сохраняется без видимых изменений десятки лет. [c.406]

Если бы давление, оказываемое поршнем, было равно 10 кГ см вместо атмосферного давления, то в этом случае лед плавился бы при несколько меньшей температуре , а жидкость испарялась бы при более-высокой температуре. Границы между фазами двуокиси,углерода показаны в -диаграмме на рис. 5-2. Из этой диаграммы следует, что ниже-определенного давления твердая фаза может существовать в равновесии с паровой фазой или может превращаться непосредственно в пар, минуя при этом жидкую фазу Выше этого давления твердая фаза может существовать в равновесии с жидкой фазой, но не с паровой [c.31]

При рассмотрении равновесия пар—жидкость при высоких давлениях часто приходится иметь дело со сверхкритическими компонентами. Нас часто интересуют смеси при температуре, превышающей критическую температуру одного (или возможно нескольких) компонентов. Как в этом случае рассчитывать стандартную фугитивность сверхкритического компонента . Обычно в качестве стандартного состояния рассматривают чистую жидкость при температуре и давлении системы. Для сверхкритического компонента состояние чистой жидкости при температуре системы является гипотетическим, и поэтому простые пути для расчета его фугитивности отсутствуют. Проблема сверхкритического гипотетического стандартного состояния может быть снята путем использования несимметричного условия для нормализации коэффициентов активности [66, гл, 6]. На этой основе разработано неслько корреляций для инженерных применений [61, 67], Тем не менее при использовании несимметрично нормализованных коэффициентов активности возникают определенные вычислительные трудности, особенно для многокомпонентных систем, поэтому использование такого подхода в инженерной практике не очень популярно. [c.325]

В следующих разделах этой главы будут очено кратко рассмотрены два хорошо известные и полезные метода расчета фазового равновесия пар—жидкость при высоких давлениях. (С подробностями методов читатель может ознакомиться по первоисточникам). Первый метод — это распространение на область высоких давлений подхода, использовавшегося в методах расчета равновесия пар-жидкость при низких давлениях. В нем сохраняется концепция коэффициентов активности и стандартного состояния. Во втором методе коэффициенты активности не используются (и тем самым снимается проблема стандартных состояний для сверхкритических компонентов), а вместо этого интегрируются волюметрические характеристики (уравнение состояния) как для паровой фазы, так и для жидкой. [c.326]

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]

При температуре Т1 в равновесии с жидкостью, имеющей концентрацию Сь находится пар с концентрацией с . Если этот пар привести в соприкосновение с жидкостью, имеющей температуру и концентрацию С1<.С, то очевидно, что пар будет конденсироваться (абсорбироваться жидким раствором) при постоянном давлении. При этом выделяющаяся теплота парообразования будет отводиться при температуре Т2, более высокой, чем температура пара Т. Это обстоятельство и определит перенос теплоты от менее нагретого тела (пар высокой концентрации) к более нагретому (жидкость низкой концентрации). Естественно, что, согласно второму закону термодинамики, такой несамопроизвольный процесс потребует затраты теплоты. [c.228]

В целом, несмотря на наличие ряда противоречий в трактовке процесса массообмена в около- и закризисной областях, несомненно, что глубокое концентрирование в этой обдасти имеет место, особенно при низких давлениях, когда переход в парораствор затруднен из-за очень малой растворимости в паре сравнительно с водой. Представляется также вероятным, что (особенно при повышенных тепловых потоках в зоне испарения остаточной тонкой пленки) когда вынос жидкости в форме капель, покидающих пленку, практически отсутствует, концентрация в пленке может превышать значения, отвечающие равновесию между жидкостью и основным потоком пара. Во всяком случае, при умеренных (парогенераторы) и низких (СПП) давлениях надо считаться с появлением растворов высокой концентрации даже при очень малом исходном содержании примеси в потоке. Для получения более надежных данных о степени концентрирования необходимо проведение опытов в условиях, более близких, чем в вышеупомянутых исследованиях, обращая особое внимание на температурный режим в зоне кризиса второго рода и непосредственно за ним, что, по-видимому, потребует использования методов нагрева, приближающихся к имеющим место в оборудовании АЭС. [c.233]

Растволы, не имеющие постоянной точки кипения. В координатах состав (N) — давление (Р) диаграмма состояния смеси двух жидкостей, дающих такой раствор при постоянной температуре, изображается двумя кривыми—верхняя даёт зависимость упругости пара от состава жидкости, нижняя— от состава пара. В координатах состав N) — температура (() при постоянном давлении диаграмма состояния изображена на фиг. 13. Она также имеет две ветви, обращённые по сравнению с кривыми давления верхняя—пара, нижняя — жидкости. Так как состав пара отличается от состава жидкости, находящейся с ним в равновесии, то при перегонке жидкость будет обедняться тем компонентом, который преобладает в паре. Изменение составов жидкости и пара и рост температуры будут продолжаться до полного испарения жидкости. Последние порции жидкости будут состоять практически из одного компонента —жидкости с более высокой температурой кипения. [c.331]

Часто исследования давления насыщенного пара связаны с определением параметров характерных точек тройной точки, нормальной точки кипения и критической точки. Действительно, температуру тройной точки (табл. 1.9) в [49, 111, 125] получили на основании измерений на кривых фазового равновесия жидкость— кристалл и жидкость — пар. Маасс и Райт [90], Иген и Кэмп [65] и Эйкен и Хаук [67] специально определяли температуру тройной точки, подводя тепло к трем сосуществующим фазам. Дэвис и соавторы [56] измеряли давление насыщенного пара некоторых смесей при температурах тройных точек криптона и этилена. Они использовали в качестве термостатирующей среды этилен высокой чистоты, примеси в котором масс-спектрометром не были обнаружены. Температуру тройной точки эти- [c.38]

Кавитационные пузырьки возникают не только при вращении винтов и турбин. Они появляются, если в жидкость излучать ультразвуковые колебания. Кавитацию, возникающую под воздействием ультразвуковых колебаний, иногда называют ультразвуковой кавитацией. Ультразвуковые колебания образуют в жидкости чередующиеся в соответствии с частотой области высоких и низких давлений. В разреженной зоне гидростатическое давление понижается до такой степени, что силы, действующие на молекулы жидкости, становятся больше сил межмо-лекулярного сцепления. В результате резкого изменения гидростатического равновесия жидкость как бы разрывается, порождая многочисленные мельчайшие пузырьки газов и паров, находящиеся до этого в жидкости в растворенном состоянии. В следующий момент, когда в жидкости наступает период высокого давления, образовавшиеся ранее пузырьки захлопываются . Возникают ударные волны с очень большим местным мгновенным давлением, достигающим нескольких сотен атмосфер. Вот эти бесчисленные микровзрывы кавитационных пузырьков и отдирают с поверхности обрабатываемой детали грязь, жиры, окалину и нередко даже ржавчину. [c.83]

ПЕРЕНОСНОЕ ДВИЖЕНИЕ в механике, движение подвижной системы отсчёта по отношению к системе отсчёта, принятой за основную (условно считаемую неподвижной). См. Относительное движение. ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЕ, охлаждение в-ва ниже темп-ры его равновесного перехода в др. агрегатное состояние Т ф п. или в др. кристаллич. модификацию (см. Полиморфизм). Фазовые переходы, связанные с отдачей теплоты конденсация, кристаллизация, полиморфные превращения) на нач, стадии, требуют, как правило, нек-рого П., содействующего возникновению зародышей новой фазы — мельчайших капель или кристалликов. Образование зародышей при Гф.п. затруднено тем, что они, обладая повыш. давлением или растворимостью, не могут находиться в равновесии с исходной фазой. В условиях, когда процессы возникновения и роста зародышей новой фазы протекают замедленно (перекристаллизация в тв. фазе, кристаллизация очень вязкой жидкости, напр, стекла, и др.), глубоким П. можно получить практически устойчивую фазу (в метастабильном состоянии) со структурой, характерной для более высоких темп-р. На этом основаны, напр., закалка сталей и получение стекла. Следует также отметить, что степень П. водяного пара в атмосфере влияет на хар-р выпадающих осадков (дождь, снег, град). ПЕРЕСТАНОВОЧНЫЕ СООТНОШЕНИЯ (коммутационные соотношения), фундаментальные соотношения в квант, теории, устанавливающие связь между последоват. действиями на волновую функцию (или вектор состояния) двух операторов Ь и расположенных в разном порядке (т. е. L-yL п L L ). П. с. определяют алгебру операторов (д-чисел). Если два оператора переставимы (коммутируют), т. е. LiL L Li, то соответствующие им физ. величины и могут иметь одновременно определённые значения. Если же их действие в разном порядке отличается числовым фактором (с), т. е. Ьф —Ьф с, то между соответствующими физ. величинами имеет место неопределенностей соотношение I, где Ail и ДЬа — неопределённости (дисперсии) измеряемых значений физ. величин 1 и 2- Важнейшими в квант, механике явл. П.с. между операторами обобщённой координаты q и сопряжённого ей обобщённого импульса р, qp—pq=ih. Если оператор L не зависит от времени явно и переставим с гамильтонианом системы Н, т, е. ЬЙ= НЬ, то физ. величина L (а также её ср. значение, дисперсия и т. д.) сохраняет своё значение во времени. [c.529]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...