В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Сублимация
Вакуумные установки - Аппараты для дистилляции и ректификации
Оглавление
Сублимация
Страница 2
Страница 3
Страница 4
Сублимация в «кипящем» слое
Все страницы

 

Простая сублимация подобна простой дистилляции, примененной к смеси твердых веществ. Точный термин «сублимация» относится к превращению твердого вещества в пар без жидкой фазы. Практически этот термин обычно относят ко всему процессу, включая как испарение твердого вещества, так и последующую десублимацию пара. В ряде случаев имеет место так называемая квазисублимация, которая представляет собой переход: твердое вещество — жидкость—пар—твердое вещество.


Таким образом,общее требование к процессу состоит в том. что на стадии конденсации не должно быть жидкой фазы. Когда несколько компонентов смеси твердых веществ сублимируются в заданных условиях, разделение этих компонентов можно произвести фракционной сублимацией, если упругости их паров сильно различаются.

Однако сходство дистилляции и сублимации не является сходством механизма процесса и аппаратурного оформления. Конструкции конденсаторов и соединительных трубопроводов между испарителями и конденсаторами имеют характерные отличия, связанные с тем, что при сублимации они могут забиваться твердым конечным продуктом.

На рис. 64 приведена фазовая диаграмма с кривой сублимации. При температурах и давлениях, соответствующих кривой сублимации, происходит переход вещества из твердого состояния непосредственно в пар, и наоборот. Если тройная точка О расположена при давлении выше атмосферного, то вещество не расплавляется при нормальных условиях и действительная сублимация легко достижима. Например, углекислый газ CO2 имеет тройную точку при температуре —57° С и давлении около 5 атм, при атмосферном давлении нельзя получить жидкую углекислоту.

Если же тройная точка расположена при давлении ниже атмосферного, то для достижения действительной сублимации требуется понизить давление. Для этого применяют два способа: в замкнутом объеме поддерживают общее давление ниже давления сублимации твердого вещества при данной температуре (сублимация под вакуумом) или с потоком газа удаляют испаряющееся вещество так, чтобы парциальное давление пара этого вещества все время поддерживают более низким, чем давление сублимации (сублимация с несущим газом).


 

 Если к твердому  веществу в испарителе подвести избыточное количество тепла, то его температура и давление пара могут превысить температуру и давление пара в тройной точке, и оно расплавится. Использование жидкой фазы в процессе сублимации (квазисублимация) часто имеет свои преимущества, так как увеличивается теплопередача к испаряемому веществу, а следовательно, возрастает скорость испарения. При этом необходимо создать такую разность давлений пара в сублиматоре и конденсаторе, чтобы давление пара вещества и конденсаторе было ниже давления в тройной точке.

Для ускорения процесса передачи тепла к твердому телу, который является малоинтенсивным, можно уменьшить размер частиц. Однако и в этом  случае теплопередача мало интенсивна, так как хотя и увеличивается контактная поверхность, но между частицами остается незаполненное пространстве, создающее термическое сопротивление.

Таким образом, легче всего передать тепло к жидкости, и если вещество стойко к изменению температуры, целесообразно проводить процесс квазисублимации. В аппарат можно вместить мешалку. Зернистый материал, загруженный в сублиматор, также обычно перемешивается тем или иным способом. Обнаружено, что при применении метода «кипящего» слоя коэффициенты передачи тепла к сублимируемому материалу резко возрастают.

В конденсаторах теплопередача малоинтенсивна, в особенности когда образуется большой слой твердого продукта. Обычно применяют специальные устройства, чтобы предотвратить образование такого слоя (качающийся груз, скребки, щетки и т. п.). Коэффициент теплопередачи принимается 2-8 ккал/(м2*ч * °С). При последовательной установке конденсаторов форма кристаллов различна в разных конденсаторах. Для улучшения теплопередачи в конденсаторе может быть применен метод десублимации в «кипящем» слое.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 598 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru