3.4. Опис лабораторної установки

Лабораторна установка (рис.1.1) складається із нагрівача 1, колби із розчином 2, холодильника 3, стакана для збирання конденсату 4.

2

3 4

1

Рис.1.1. Лабораторна установка

У колбу заливається розчин відомої речовини та концентрації. В результаті нагріву відбувається кипіння частини рідини. Утворена пара по перепускних трубках підводиться до холодильника, через сорочку якого пропускається охолоджувальна (водопровідна) вода. Тому пара конденсується і стікає у стакан 4.

3.5. Порядок проведення досліду

Дослід проводиться у наступній послідовності:

3.5.1. Готовиться розчин речовини відомого складу ( наприклад, NaCl) концентрацією 300…500 мг/л.

3.5.2. Відбирається проба цього розчину та вимірюється її електропровідність у двохелектродній комірці. (Методика виміру наведена у ЛР № ).

3.5.3. Заповнюється 1/3 колби приготованим розчином, подається охолоджувальна вода на холодильник.

3.5.4. Включається нагрівач та доводиться розчин до кипіння.

3.5.5. Вимірюється висота рівня рідини та геометричні роміри парового простору у колбі. Постійно ведеться спостереження за рівнем води у колбі і у разі значної зміни рівня – доливається у колбу дистилят.

3.5.6. Ведеться спостереження за накопиченням конденсату у стакані. При появі перших краплин – включається секундомір. Після накопичення у стакані конденсату у кількості достатній для виміру електропровідності, дослід припиняється. Реєструється час припинення досліду, відключається струм.

3.5.7. Вимірюється кількість кондесату (об'ємним способом), частина конденсату відбирається та проводиться вимір (не меньш ніж три рази, причому кожний раз із новою порцією конденсату) електропровідності у чотирьохелектродній комірці. (методика виміру наведена у ЛР № ).

3.5.8. Результати досліду заносяться у журнал спостережень по формі ( табл.1.2 ).

Таблиця 1.2.

Журнал спостережень

1. Висота рівня води –

2. Висота вільного парового простору над поверхнею кипіння –

3. Діаметр колби на рівні рідини –

4. Діаметр колби на рівні закінчення парового простору –

5. Діаметр трубки для відбирання пари –

6. Час роботи установки та збору конденсату –τ

7. Об'єм зібраного конденсату-V_к

Дані вимірів

№	Розчин		Конденсат
	χр, мкСм/см	tр , оС	χк, мкСм/см	tк , оС
1
2
3
Серед.

3.6. Обробка результатів спостережень

3.6.1.Усереднюються результати вимірів електропровідності.

При необхідності вносяться поправки на відхилення температури від стандартної.

3.6.2. По величині електропровідності та відомій речовині із таблиць чи графіків, наприклад [1 ], знаходять концентрації домішок у розчині та парі.

3.6.3. По (1.4) розраховується реальний коефіцієнт розподілу домішки.

3.6.4. По (1.1) розраховується сумарний коефіцієнт розподілу домішки в умовах рівноваги.

3.6.5. По (1.5) розраховується вологість (коефіцієнт виносу) пари ω.

3.6.6.Розраховується продуктивність установки по парі. m_к = V_кρ_к / τ,

де m_к- продуктивність по парі , кг/с,

V_к – об'єм конденсату , м³;

ρ_к – густина конденсату, кг/м³,

τ - час роботи установки, с.

3.6.7. Розраховуються поперчні перерізи парового простору на рівні рідини, у верхній частині колби, поперечного перерізу паровідводящої трубки ( f₁, f₂, f₃, м²) .

3.6.8. Розраховується швидкість пари у кожному із розглянутих перерізів ( w₁,w₂,w₃).

w_і= m_к/( f_і ρ_п),

де ρ_п – густина пари, кг/м³, інші позначення розглянуті раніше.

Аналізуються результати та усереднюються швидкості пари.

3.6.9. Розраховується вологість пари по критеріальному рівнянню Стермана

, ( 2. 29 )

де – вологість пари у частках;

– критерій Фруда, враховує співвідношення сил інерції, що діють на краплини, та сил тяжіння;

- критерій Архімеда, враховує, що краплини рухаються у паровому просторі під дією сил інерції, які вони одержали при спливанні парових бульбашок із товщі рідини (Архімедових сил).

При використанні цього рівняння визначальними параметрами є температура насичення та висота вільного об‘єму (h), а також капілярна стала (діаметр парової бульбашки, при якій вона відривається від поверхні, ).

3.6.10. Аналіз результатів досліду

В ході аналізу результатів:

• оцінюється надійність отриманих результатів,

• співставляються значення вологості пари із досліду та розрахунку ;

• виконуються висновки по роботі.

Питання для самоконтролю

1. Розкрийте зміст закону розподілу Шілова- Нернста.

2. Що таке коефіцієнт розподілу домішок?

3. Наведіть вираз для сумарного рівноважного коефіцієнту розподілу.

4. Наведіть схему променевої діаграмми.

5. Що таке координаційне число та який у нього фізичний зміст?

6. Чим спричиняється електропровідність розчину води та який зв'язок електропровідності із концентрацією домішок.

7. Опишіть схему лабораторного стенду.

8. Наведіть послідовність виконання досліду.

Література

1.Ю.М.Кострикин и др. Водоподготовка и ВР енергообъектов низ-

кого и среднего давлений . Справочник . М., Энергоатомиздат .1990.

Лабораторна робота № 4

Сепарація вологи та її вплив на коефіцієнти виносу та розподілу

4.1. Мета роботи – вивчити процеси сепарації вологи із пари і їх вплив на пониження концентрації домішок у парі, отримати дані необхідні для вирахування коефіцієнтів розподілу та виносу при наявності сепаратора..

У результаті виконання роботи студент повинен:

• знати призначення, технологію роботи та конструктивні особливості сепараційних пристроїв, основи їх розрахунку;

• уміти визначати експериментально коефіцієнти розподілу та виносу та оцінювати ефективність роботи сепараційних пристроїв.