Температуры конденсации
Структура фронта пламени. При распространении пламени в его фр°нте протекает комплекс взаимосвязанных сложных процессов: теплопередачи, диффузии и химического превращения. Они определяют величину ип и структуру зоны горения, т. е. характер пространственного изменения температуры, концентрации недостающего компонента смеси п^ и скорости реакции вдоль единственной координаты х (по нормали к фронту)*.
Рис. 5. Зависимость температуры концентрации и скорости
Такой характер распределения температуры и концентрации обусловлен аналогией или, как принято говорить, подобием процессов диффузии и теплопроводности. Несмотря на интенсивный тепло- и массообмен в пламени, реакция протекает как бы в адиабатических условиях. Диффузионный перенос недостающего компонента смеси из данного слоя как раз компенсируется соответствующим переносом тепла. Сумма тепловой и химической энергии в каждом слое фронта пламени постоянна, если молекулярные веса компонентов значительно не отличаются друг от друга, т. е. практически
Рис. 31. Распределение температуры, концентрации и скорости
Рис. 32. Распределение температуры, концентрации и скорости реакции во фронте пламени распада N2O, р = 2 am..
Пространственная структура пламени [59, 61, 62]. Вопрос о распределении в пространстве температуры, концентрации и скорости реакции в пламени был предметом многих исследований в послевоенный период. Для выполнения этих достаточно сложных исследований разработаны различные методические приемы.
Рис. 23. Распределение температуры, концентрации и скорости реакции во фронте пламени смеси 33,8% СО+ +20,9% О2+45,3% N2 (p= = 100 кПа).
-3 -1 0 1 J 5 ^-x,нм Рис. 24. Распределение температуры, концентрации и скорости реакции во фронте пламени распада NjO (p= =200 кПа).
Начальная стадия развивающегося пожара представляет наибольший интерес с точки зрения опенки опасных факторов, возникающих на этой стадии [4] для людей. В связи со строительством в Советском Союзе безоконных и бесфонарных зданий больших размеров была проведена серия натурных опытов в гг. Иваново, Балаково и Волжске с целью изучения особенностей дымоудаления при пожарах. Попутно с этим фиксировались температуры, концентрации продуктов полного и неполного горения, скорости приточного воздуха в дверных проемах, а также скорости удаления продуктов горения через специально предусмотренные дымовые отверстия. Эти опыты дали необходимые исходные данные для расчета площади сечения дымовых отверстий и попутно было установлено ряд важных положений о величине ОФП, воздействующих на организм человека в начальной стадии развивающегося пожара [4].
Во время опытных пожаров сжигались угары (отходы текстильного производства), деревянные бруски, соляровое масло и некоторые отходы синтетических волокон. Получены данные о массовой и линейной скорости выгорания концентрации продуктов неполного и полного сгорания и изменении температуры во времени. Кроме того была проведена серия опытов в зданиях повышенной этажности в ряде городов Советского Союза. В этих опытах тоже изучалась начальная стадия развивающегося пожара с точки зрения исследования ОФП в начальной стадии его развития. Эти опыты позволили установить следующее.
В различных местах опытного помещения, холле, шлюзе и лестничной клетке измеряли следующие показатели: температуры, концентрации СО и COj/ оптическую плотность дыма и динамические напоры приточного и вытяжного воздуха и потоков дымового газа. Часть мест измерений нанесена на рис. 10. Определение расходов приточного и вытяжного воздуха на основе измеренных динамических давлений показало, как это и было запланировано, что кратность приточного воздуха в холле составляла 323, а в шлюзе 31. При этом в середине холла устанавливалось давление 4О Н/м2, а в середине шлюза 5 Н/м2.
под небольшим избыточным давлением, близким к атмосферному, при температуре несколько ниже температуры конденсации данного газа. Необходимые температура и давление газа в хранилище поддерживаются отводом и конденсацией испаряющегося газа; испарение достигается за счет тепла поступающего сжиженного газа, а также тепла, из окружающей среды (изотермический способ хранения).
Как уже отмечалось, на сжижение поступает хлор, содержащий примеси водорода, температура конденсации которого (—252 °С) значительно ниже температуры конденсации (кипения) хлора. Соответственно при температурах конденсации хлора водород сохраняется в газообразном состоянии. Поэтому степень сжижения электролитического хлора ограничивается безопасным уровнем содержания водорода в оставшейся газовой фазе. Для исключения внутренних взрывных процессов требуется строгий температурный режим в системе конденсации; при необходимости же большей степени охлаждения следует флегматизировать отходящие из конденсаторов газовые среды инертными, разбавителями или другими средствами. Игнорирование этого требования может привести к взрывным процессам смесей водорода с хлором. Так, на Архангельском целлюлозно-бумажном комбинате (1968 г.) конденсация электролитического хлора проводилась при завышенной степени сжижения, при которой концентрация водорода в отходящей из конденсаторов газовой смеси длительное время составляла «12% (об.). Эта взрывоопасная смесь попала в хранилище жидкого хлора и там взорвалась от разряда статического электричества, возникшего при свободном сливе жидкого хлора.
Температура кипения жидкого азота при атмосферном давлении примерно на 10 град ниже температуры конденсации кислорода при том же давлении. В связи с этим возможна конденсация воздуха на предметах и стенках сосудов, имеющих температуру жидкого азота.
2.6.3. Воздух (азот) для разбавления абгазов, поступающих на вторую стадию сжижения хлора, необходимо осушать. Температура точки росы осушенного воздуха должна быть ниже соответствующей температуры конденсации хлора на второй стадии.
5.5.11. Температура газов на входе в компрессор должна быть выше температуры конденсации газов.
З.а.То же для установок, эксплуатируемых в условиях умеренной и холодной зоны при обеспечении температуры конденсации не более 50°С ( за счет подбора оборудования) 2,5 (25,0) 2,0 (20,0)
Практически температура охлаждающей смеси должна быть по меньшей мере на 20—30 °С ниже температуры конденсации жидкости при данном ва кууме
Температуры конденсации насыщенных паров ( С) при различных давлениях (в мм рт ст *)
В регенераторах с дисковой насадкой (рис. 5-1) теплообмен между газовыми потоками происходит через теплоемкую массу-насадку регенератора. В течение первой части цикла по каналам, образуемым насадкой, проходит воздух, сжатый до давления 0,6—0,65 МПа. В результате процессов теплообмена и конденсации водяных паров, содержащихся в воздухе, насадка нагревается, а воздух охлаждается. При охлаждении воздуха на поверхности нижней части насадки происходит кристаллизация диоксида углерода и частично углеводородов. Незначительная часть примесей воздуха адсорбируется насадкой. В течение второй части цикла по тем же каналам насадки, но в обратном направлении проходит поток нагреваемого газа, которым является отбросной азот или технический кислород при давлении 0,11—0,12 МПа. Температура обратного потока на входе в регенератор— на 4—6 К ниже температуры конденсации воздуха при давлении 0,6—0,65 МПа, а объем вследствие более низкого давления примерно в 6 раз больше. При прохождении через каналы в насадке газ нагревается под действием тепла, аккумулированного насадкой. Одновременно происходит сублимация углеводородов, диоксида углерода и других примесей, накопившихся на поверхности насадки в течение первой половины цикла. Это объясняется тем, что парциальное давление примесей дал^е при температуре газового потока меньше, чем температура насадки, ниже давления насыщенных паров примесей при температуре насадки вследствие более низкого давления этого потока. По этой же причине происходит десорбция части примесей, адсорбированных насадкой из сжатого воздуха, и испарение воды в верхней части насадки. Скрытая теплота испарения
В четвертой зоне в начале периода теплого дутья температура насадки ниже температуры конденсации воздуха, поэтому на этом участке в начале периода происходит конденсация воздуха, а затем вследствие повышения температуры воздуха, (проходящего через эту зону, сконденсированный воздух испаряется. При нормальном температурном режиме регенератора испарение жидкого воздуха занимает 0,8—0,9 периода теплого дутья. Наличие слоя жидкого воздуха толщиной более 30— ¦40 мкм практически исключает накапливание кристаллов примесей воздуха на насадке, так как экспериментально установ-.лено, что при образовании слоя жидкого воздуха кристаллы теряют связь с поверхностью насадки.
садки, где разница между локальными коэффициентами массо-отдачи во время теплого и холодного дутья наибольшая, т. е. на поверхности у передней по ходу воздуха кромки за прорезями. В начале теплого дутья на поверхности дисков, имеющих температуру ниже температуры конденсации воздуха, воздух конденсируется. Вследствие этого кристаллы, оставшиеся на насадке после холодного дутья, теряют связь с поверхностью и перемещаются потоком воздуха к холодному концу аппарата. Часть кристаллов выносится воздухом из регенератора.
Например, сжижение электролизного хлора осуществляется при давлении и температурах, обеспечивающих степень сжижения около 80—85% и концентрацию водорода в абгазах конденсации около 4% при нижнем пределе воспламенения водорода в составе абгазов около 8%. Разработка и внедрение эффективных средств контроля, регулирования параметров процесса и автоматических систем разбавления инертными газами абгазов конденсации при превышении регламентированной концентрации водорода в абгазах позволят интенсифицировать процесс и достичь степени сжижения хлора 95% путем повышения давления, снижения температуры конденсации при достижении концентрации водорода в абгазе 6%. При этом несмотря на повышение показания взрывоопасности по давлению и концентрации взрывоопасного компонента в отходящих абгазах, вероятность взрыва в аппаратуре снизится, поскольку повысятся эффективность и надежность средств регулирования и контроля процесса сжижения и стабилизируется состав исходного электролизного хлора по содержанию в нем водорода.
 Читайте далее:
 Техническими работниками предприятия
Температуре концентрация
Тщательной подготовки
Температуре теплоносителя
Трубопроводы проходящие
Температурные показатели
Температурных перепадов
Температурными пределами
Температурного градиента
Температурном интервале
Температурой перегрева
Температурой влажностью
Температуру наружного
Температуру плавления
Температуру влажность
|
