ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы вакуумной деаэрации воды из "Вакуумные деаэраторы" Термическая деаэрация воды основана на использовании закона растворимости газов в жидкости — закона Генри. Согласно этому закону, концентрация газа, растворенного в жидкости, зависит от концентрации того же газа в газовой или парогазовой смеси над жидкостью- Концентрация газа С в жидкости прямо пропорциональна концентрации газа Сг в газовой или парогазовой смеси. Если Сг=0, то С=0. [c.12] Коэффициент показывает, сколько миллиграмм газа растворяется в 1 кг воды при парциальном давлении газа в парогазовой смеси над водой, равном 1 бар. [c.13] Рг —парциальное давление газа над водой, бар. [c.13] Вычисленное по формуле (2) содержание растворенного газа в воде отвечает состоянию полного насыщения воды газом. [c.13] Пример. Определить содержание растворенного кислорода, насыщающего воду при температурах 20 и 50° С. Над водой атмосферный воздух, его давление рвз=1,0 бар (760 мм рт. ст.). [c.13] Массовая (весовая) доля кислорода в воздухе г=0,23. Газовые постоянные кислорода Яг=200 дж1кг-град, воздуха =287 дж/кг град. [c.13] Рассмотрим, как эти условия достигаются. Кипение жидкости происходит при такой температуре, при которой давление паров жидкости по величине равно полному давлению в про1странстве над жидкостью. Следовательно, при кипении воды давление водяных паров равно полному давлению над кипящей водой, и тогда парциальные давления газов в парогазовой смеси над кипящей водой практически близки к нулю. Стало быть согласно закону Генри (2), растворимость газов в кипящей воде равна нулю. [c.14] Если давление над водой выше атмосферного, то соответственно выше температура кипения. Поэтому для достижения нулевой растворимости газов при давлении выше атмосферного требуется более высокий нагрев воды. Например, при давлении 4 бар температура кипения воды 143,8° С, следовательно, до этой температуры необходимо нагреть воду, чтобы снизить растворимость газов до нуля. [c.15] нулевая растворимость газов в воде при лю- бом давлении достигается при кипении воды. Практически в термических деаэраторах воду удается нагреть до температуры немного ниже температуры кипения. Для достижения наибольшей глубины деаэрации добиваются, чтобы разность между температурой кипения и конечной температурой воды в деаэраторе была мииималь-ной —0,1—0,2 °С. Эту разность температур называют недогревом воды. [c.15] Если давление над водой меньше атмосферного, то вода кипит при температуре ниже 100° С. Чем меньше давление, тем ниже температура кипения. Зависимость между давлением и температурой кипения воды в интервале 20—100° С показана на графике рис. 3. [c.15] Процесс деаэрации по своей физической сущности не зависит от величины абсолютного давления. Нулевая растворимость газов может быть достигнута при любой температуре кипения, а значит и при температуре кипения ниже 100° С, так что деаэрацию воды можно осуществить при давлении ниже атмосферного. Термические деаэраторы, работающие под давлением ниже атмосферного, называются вакуумными деаэраторами. [c.15] На графике рис. 5 дано содержание растворенного кислорода, насыщающего воду, в зависимости от температуры при давлении воздуха над водой в пределах 4— 40 кн м (30—300 мм рт. ст.). С помощью этого графика можно решать различные вопросы, связанные с работой вакуумных деаэраторов. [c.16] Приведем два примера. [c.16] Пример. Температура воды 30 С. Над водой воздух, насыщенный водяными парами, полное давление паровоздушной смеси 24 кн/м (180 мм рт. ст.). Определить содержание растворенного кислорода в воде при полном ее насыщении. [c.16] Так как давление водяных паров при температуре кипения 55° С равно 16 кн/м , то, следовательно, в деаэраторе необходимо поддерживать давление 16 кн/м . Это видно также из рис. 3. [c.16] Мы уже знаем, что в термическом деаэраторе должны быть созданы давление и температура, отвечающие условиям нулевой растворимости газов в воде. В вакуумном деаэраторе это может быть достигнуто одним из двух способов. [c.16] Как уже отмечалось выше, вакуумные деаэраторы преимущественно работают при вакууме 60—93 кн/дг (460—700 мм рт. ст.). Этим величинам при атмосферном давлении 1 бар= 100 кн/м (750 мм рт. ст. соответствуют абсолютные давления в деаэраторе 40—7 кн1м (300—50 мм рт. ст.) и температуры кипения воды 40— 75° С. [c.18] Важным преимуществом вакуумных деаэраторов является возможность использования пара низкого давления— даже ниже атмосферного. Для вакуумных деаэраторов, работающих в указанных условиях, применим пар с абсолютным давлением 0,2—0,7 бар (температура насыщенного пара 60— 90°С). Вследствие меньшего нагрева воды расход пара в вакуумных деаэраторах ниже, чем в атмосферных. [c.18] Второй способ. Деаэратор работает без подачи в него пара. Такой способ применяется, если температура поступающей воды выше температуры кипения, соответствующей давлению в деаэраторе. В этом случае вода, поступающая в деаэратор, мгновенно вскипает. Ее температура быстро снижается до температуры кипения. За счет падения температуры воды выделяется тепло, которое расходуется на парообразование. [c.18] Вернуться к основной статье