КИНЕТИКА ИСПАРЕНИЯ КАПЕЛЬ В СИСТЕМАХ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПР...ITMO University
Рассматриваются условия теплообмена капель воды с воздушным потоком в свободном полете. Получены соотношения для оценки продолжительности испарения и охлаждения капли в потоке. Показано, в частности, что время охлаждения капли на два порядка меньше времени ее полного испарения, что позволяет использовать полученные соотношения при выборе режимов работы воздушно-испарительных охлаждающих устройств.
КИНЕТИКА ИСПАРЕНИЯ КАПЕЛЬ В СИСТЕМАХ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПР...ITMO University
Рассматриваются условия теплообмена капель воды с воздушным потоком в свободном полете. Получены соотношения для оценки продолжительности испарения и охлаждения капли в потоке. Показано, в частности, что время охлаждения капли на два порядка меньше времени ее полного испарения, что позволяет использовать полученные соотношения при выборе режимов работы воздушно-испарительных охлаждающих устройств.
2. Испарение
• Процесс превращения жидкости в пар.
• При этом процессе число молекул, покидающих
жидкость за определенный промежуток времени,
больше числа молекул возвращающихся.
• К примеру флакон духов- испарение жидкости
будет происходить, если флакон оставить
открытым.
3. Конденсация
• Процесс превращения пара в жидкость.
• При этом процессе происходит следующее:
вылетевшая молекула принимает участие в
беспорядочном тепловом движении газа.
Беспорядочно двигаясь, она может навсегда
удалиться от поверхности жидкости,
находящийся в открытом сосуде, но может и
вернуться снова в жидкость.
4. Насыщенный пар
• Давление насыщенного пара связано определённой для
данного вещества зависимостью от температуры. Когда
внешнее давление падает ниже давления насыщенного
пара, происходит кипение (жидкости)
или возгонка (твёрдого тела); когда оно выше —
напротив, конденсация или десублимация.
•Насыщенный пар-пар,
находящийся в
динамическом равновесии со
своей жидкостью.
5. • Значит пар превращается в жидкость не при
любой температуре. Если температура выше
некоторого значения, то, как бы мы ни
сжимали газ, он никогда не превратится в
жидкость(такая норма называется критической
температурой).
• Критическая температура(Ткр.) – максимальная
температура, при которой пар ещё может
превратиться в жидкость. У каждого вещества
своя Ткр.
Т>Ткр(газ); Т<Ткр(пар)
6. Давление
• Концентрация молекул насыщенного пара при
постоянной температуре не зависит от его
объёма.
• Так как давление пропорционально
концентрации молекул
p=nkT
то из этого следует, что давление насыщенного
пара не зависит от занимаемого им объёма.
• Давление насыщенного пара(pн.п.) – такое
давление пара, при котором жидкость находится
в равновесии со своим паром.
7. Зависимость давления
• С ростом температуры давление растёт. Так как
давление насыщенного пара не зависит от
объёма, то, следовательно, оно зависит только от
температуры.
• При нагревании жидкости в закрытом сосуде
часть жидкости превращается в пар. В
результате, согласно формуле
p=nkT
давление насыщенного пара растет не только
вследствие повышения температуры, но и
вследствие увеличения концентрации
молекул(плотности) пара.
8. Кипение
• Кипение - превращение жидкости в пар по всему
объёму жидкости при постоянной температуре.
• Жидкость кипит тогда, когда давление её
насыщенного пара равна внешнему давлению.
• Температура кипения - температура жидкости,
при которой давление её насыщенного пара
равно или превышает внешнее давление.