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 
Pн, (11)
где h — коэффициент, принимаемый по таблице 5 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;
Рн — давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр, 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 Рs 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.