ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
47
Цель данной работы – разработка конкурентоспособной испари-
тельной установки, рассчитанной на малое число пробирок для концен-
трирования реакционных смесей без отмеченных выше недостатков.
В данной работе приведены результаты исследования рабочих
процессов, протекающих в испарительной пневмовакуумной установ-
ке, рассмотрены способы интенсификации массоотдачи. Описана ма-
тематическая модель рабочих процессов испарительной установки,
позволяющая оценить скорость испарения при заданных параметрах.
В разрабатываемой установке для интенсификации процесса ис-
парения предлагается удалять пары буферной жидкости потоком
воздуха. Для предотвращения замерзания исходного материала про-
бирки помещают в твердотельный термостат, который позволяет за-
давать и поддерживать постоянную температуру раствора в диапа-
зоне 0…
o
100
C. Более полное описание разработанной схемы испа-
рительной установки приведено в работе [1].
Как известно, процесс испарения является эндотермическим: из
исходного материала поглощается теплота парообразования. В дан-
ной работе рассмотрен массоперенос на примере системы вода –
воздух. Воздух практически не растворяется в воде, поэтому меж-
фазную границу можно считать полупроницаемой. Это приводит
к движению паровоздушной смеси перпендикулярно поверхности
раздела фаз. Общий случай изменения концентрации
1
c
и парци-
ального давления
1
p
пара при испарении жидкости из пробирки
высотой
h
иллюстрирует рис. 2. Диффузионный поток воздуха,
вызванный наличием градиента концентраций по высоте пробирки,
Рис. 2. Изменение концентрации
c
1
пара и парциальных давлений па-
ра
p
1
и воздуха
p
2
при испарении жидкости из пробирки:
1
–
пробирка;
2
–
воздух внутри пробирки;
3
–
исходный материал;
h
–
расстояние
от свободной поверхности жидкости до среза пробирки