74. При каких условиях происходит конденсация паров и газов.

Конденсация пара (газа) может быть осуществлена либо путем охлаждения пара (газа), либо посредством охлаждения и сжатия одновременно. Далее рассмотрены только процессы конденсации, проводимые путем охлаждения паров водой и холодным воздухом.

Данный процесс часто встречается на практике — в конденсаторах выпарных аппаратов, в теплообменниках холодильных и других установок.

Конденсацию паров часто используют при выпаривании, вакуум-сушке и др., для создания разрежения. Пары, подлежащие конденсации, обычно отводят из аппарата, где они образуются, в отдельный закрытый аппарат — конденсатор, охлаждаемый водой или воздухом.

Объем получаемого конденсата в тысячу и более раз меньше объема пара, из которого он образовался. В результате в конденсаторе создается разреженное пространство, причем разрежение увеличивается с уменьшением температуры конденсации. Конденсация происходит как в объеме пара, так и на охлаждаемой поверхности теплообмена. В первом случае образование конденсата происходит самопроизвольно при значительном переохлаждении пара относительно температуры насыщения на холодных жидких или твердых частицах, вводимых в пар. Конденсация пара осуществляется на границе с охлаждаемой поверхностью какого-либо тела или на каких-либо «центрах», способных конденсировать охлаждаемый пар в объеме

(ионизированные молекулы газа, различные взвешенные частицы и т. п.). Если пар соприкасается со стенкой, температура которой ниже температуры насыщения (t ст < tH), то пар конденсируется и конденсат оседает на стенке. При охлаждении пара на поверхности тела в зависимости от состояния его поверхности и свойств поверхностного слоя может образоваться пленка конденсата с толщиной, намного превышающей расстояние эффективного действия межмолекулярных сил (пленочная конденсация пара), или поверхность может быть покрыта отдельными каплями конденсата (капельная конденсация пара). Пленочной называется конденсация, когда жидкая конденсированная фаза образуется на поверхности теплообмена в виде устойчивой пленки. Пленочная конденсация имеет место, если конденсат смачивает данную поверхность теплообмена. Если же конденсат не смачивает поверхность, то происходит капельная конденсация. Капельная конденсация наблюдается при пуске теплообменного аппарата, когда на поверхностях стенок имеются различные, в том числе и масляные загрязнения, и в некоторых других случаях. Она может быть вызвана с помощью специальных веществ, называемых лиофобизаторами (при конденсации водяного пара — гидрофобизаторами). Эти вещества наносятся на поверхность теплообмена или вводятся в пар. Конденсация пара в жидкость часто протекает при изменении температуры пара и насыщения молекулами жидкости.

75. Преимущества вакуумных выпарных аппаратов по сравнению с атмосферными.

Выпаривание под вакуумом имеет ряд преимуществ в отличие от выпаривания при атмосферном давлении:

• возможность проводить процесс при более низких температурах; - увеличение полезной разности температур между греющим агентом и раствором;

• снижение удельного расхода пара и воды; - улучшение качества продукта.

По сравнению с атмосферными аппаратами вакуум-выпарные установки обладают следующими преимуществами:

• возможность сгущать жидкости, кипение которых при атмосферном давлении ведет к изменению физико-механических свойств и потере питательной ценности продукта;

• использование в рабочем цикле отработавшего и вторичного пара; - эффективное использование пара благодаря значительному перепаду температур между теплоносителем (паром) и выпариваемой жидкостью.