4. Подготовка к выполнению лабораторной работы
Изучение теории процесса фракционированного испарения.
Ознакомление с экспериментальным стендом.
Изучение правил безопасной работы.
Ответа на контрольные вопросы.
5. Контрольные вопросы
Какое основное отличие фракционированного испарения от простого?
Как изобразить процесс фракционированного испарения в диаграмме
?Какой вид имеет уравнение материального баланса при фракционированном испарении?
Как определить состав газообразной фракций, которая испарилась?
Чему простую дистилляцию не применяют при промышленном разложении воздуха?
6. Методика проведения работы
Проверяют готовность к работе лабораторного стенда.
Проверяют готовность к работе прибора Гемпеля или хроматографу.
Заливают сосуд 1 жидким воздухом приблизительно на 2,3 объема сосуда и закрывают сосуд крышкой.
Через каждые 5-7 минут отбирают пробы газообразной смеси на анализ.
При выполнении работы необходимо обеспечить возможность свободного выхода газообразной смеси из сосуда. Нужно придерживаться осторожности, так как в процессе испарения жидкость обогащается кислородом.
Полученные результаты сводят в таблицу 2.
Таблица 2. Результаты определения содержания азота в газовой фазе и уровня жидкости в сосуде
№№ измерений |
Содержание азота в пари, |
Уровень жидкости,
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Используя данные таблицы 1, строят зависимость (состояние равновесия при Р=0,1 МПа).
Для каждого из изученных состояний делают расчет величины
(соотношение (4)).Строят зависимость содержания азота в відводимій пари от частицы жидкости, которая испарилась. Сравнивают расчетные исследовательские значения при всех измеренных значениях .
8. СОДЕРЖАНИЕ ПРОТОКОЛА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Схема и описание лабораторного стенда.
Таблицы результатов измерений.
Обработка результатов измерений.
Выводы.
Лабораторная работа №8
«ИСПЫТАНИЕ УСТАНОВКИ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО АЗОТА ЗІФ-1002»
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью лабораторной работы есть изучения схемы и проведение испытания установки для получения жидкого азота ЗІФ-1002.
2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Схема установки включает следующие основные элементы (рис.1): кислородный теплообменник 1, теплообменник-виморожувач 2, ректификационная колонна 3, газовая криогенная машина (ГКМ) 4, парліфт 5, что регулирует вентиль 6, водоструйный насос 7.
Воздух из помещение, в котором находится установка, поступает в теплообменники 1 и 2, где охлаждается кислородом и направляется в ректификационную колонну 3. Давление в колонне и конденсаторе ГКМ ниже атмосферного на 300-400 миллиметров водного столба за счет отвода тепла в конденсаторе ГКМ, который имеет место при работе машины. Благодаря этому исключается необходимость компрессорной машины для подачи воздуха. В кислородном теплообменнике воздуха охлаждается откидным кислородом.
Теплообменник-Виморожувач состоит из 40 вертикальных трубок o8, расположенных по окружности с шагом 18 мм. Такой пучок трубок обтянут проволочной сеткой, припаянной к каждой трубке по всей ее длине для создания теплового контакта. В трубках аппарата кипит кислород, который поступает из ректификационной колонны, а через сетку проходит воздух. Водные пары и углекислота, которые содержатся в воздухе, кристаллизуются и задерживаются на холодной поверхности сетки, создавая снежную шубу. Таким образом в аппарате происходит охлаждение воздуха и очищение его от углекислоты и водных паров.
Насыщенная пара азота из ректификационной колонны поступает в конденсатор ГКМ, где зжижується. Часть полученной жидкости отводится как продукт, а другая направляется на орошение в колону с помощью парліфта 5. Выдача продукта из установки возможная при наличии столба жидкого азота, который компенсирует разрежение в колонне и конденсаторе ГКМ. По мере эксплуатации установки разрежения в аппаратах увеличивается за счет сопротивления снежной шубы в теплообміннику-виморожувачі. Наступает момент, когда столб жидкого азота окажется недостаточным для выдачи продукта. Необходимо прекращать работу и переходить к полному отогреванию установки.
Регулирующий вентиль 6 разрешает поддерживать затраты откидного кислорода в установленных границах.
Откачка неоно-гелиевой смеси из конденсатора ГКМ проводится водоструйным насосом, установленным на потоке охлаждающей воды.
Давление кипения кислорода в трубках теплообменника-выморожувача поддерживается на равные, что превышает атмосферное давление, столбом жидкого кислорода.
Установка ЗІФ-1002 отличается малыми габаритами и массой и высокой энергетической эффективностью.
Рисунок 3.1. Технологическая схема установки ЗІФ-1002.
1-кислородный теплообменник; теплообменник-виморожувач;
3-ректификационная колонна; 4 -конденсатор газовой криогенной машины (ГКМ);
6 -регулирующий вентиль; 7-водоструйный насос; 8-сосуд Д'юара.