DEGIŲ NEKAIPTINŲ SKYSČIŲ IR SUSKYSTINTŲ ANGLIANDENILIO DUJŲ GARAVIMO PARAMETRŲ APSKAIČIAVIMO METODAS
I.1 Garavimo greitis W, kg/(s m 2), nustatyta remiantis etaloniniais ir eksperimentiniais duomenimis. Degiems skysčiams, nekaitinamiems virš aplinkos temperatūros, nesant duomenų, leidžiama skaičiuoti W pagal 1 formulę)
W = 10–6 h p n, (I.1)
kur h - koeficientas, paimtas pagal I.1 lentelę, priklausomai nuo oro srauto greičio ir temperatūros virš garavimo paviršiaus;
M - molinė masė, g/mol;
p n - sočiųjų garų slėgis esant apskaičiuotai skysčio temperatūrai t p, nustatytas pagal pamatinius duomenis, kPa.
I.1 lentelė
| Oro srauto greitis patalpoje, m/s | Koeficiento h reikšmė esant temperatūrai t, ° C, orui patalpoje | ||||
| 10 | 15 | 20 | 30 | 35 | |
| 0,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| 0,1 | 3,0 | 2,6 | 2,4 | 1,8 | 1,6 |
| 0,2 | 4,6 | 3,8 | 3,5 | 2,4 | 2,3 |
| 0,5 | 6,6 | 5,7 | 5,4 | 3,6 | 3,2 |
| 1,0 | 10,0 | 8,7 | 7,7 | 5,6 | 4,6 |
I.2 Suskystintoms angliavandenilio dujoms (SND), nesant duomenų, leidžiama apskaičiuoti išgaravusių SND garų savitąjį svorį m SND, kg/m 2, pagal 1 formulę)
, (IR 2)
1) Formulė taikoma esant apatinio paviršiaus temperatūrai nuo minus 50 iki plius 40 °C.
Kur M - SND molinė masė, kg/mol;
L isp - molinė SND garavimo šiluma esant pradinei SND temperatūrai T l, J/mol;
T 0 - pradinė medžiagos, ant kurios paviršiaus pilamos SND, temperatūra, atitinkanti projektinę temperatūrą t p , K;
Tf - pradinė SND temperatūra, K;
l TV - medžiagos, ant kurios paviršiaus pilamos SND, šilumos laidumo koeficientas, W/(m K);
a – medžiagos, ant kurios pilamos SND, šiluminės difuzijos efektyvusis koeficientas, lygus 8,4·10 -8 m 2 /s;
t - dabartinis laikas, s, lygus visiško SND išgaravimo laikui, bet ne daugiau kaip 3600 s;
Reinoldso skaičius (n – oro srauto greitis, m/s; d- būdingas SND sąsiaurio dydis, m;
u - kinematinė oro klampumas projektinėje temperatūroje t p, m 2 / s);
l in - oro šilumos laidumo koeficientas projektinėje temperatūroje t p, W/(m K).
Pavyzdžiai – Degiųjų nekaitintų skysčių ir suskystintų angliavandenilių dujų garavimo parametrų apskaičiavimas
1 Nustatykite acetono garų, patenkančių į patalpą dėl avarinio slėgio sumažinimo aparate, masę.
Duomenys skaičiavimui
50 m 2 grindų ploto patalpoje įrengiamas aparatas su acetonu, kurio didžiausias tūris V ap = 3 m 3. Acetonas į aparatą patenka gravitacijos būdu per vamzdyną, kurio skersmuo d= 0,05 m su srautu q, lygus 2 · 10 -3 m 3 /s. Slėgio vamzdyno atkarpos nuo bako iki rankinio vožtuvo ilgis l 1 = 2 m Išleidimo dujotiekio sekcijos ilgis su skersmeniu d = 0,05 m nuo konteinerio iki rankinio vožtuvo L 2 yra lygus 1 m. Oro srauto greitis patalpoje, kai veikia bendra ventiliacija, yra 0,2 m/s. Oro temperatūra patalpoje tp = 20 ° C. Acetono tankis r šioje temperatūroje yra 792 kg/m 3. Acetono p a sočiųjų garų slėgis esant t p yra 24,54 kPa.
Iš slėginio vamzdyno išsiskiriančio acetono tūris V n.t. yra
kur t yra numatomas dujotiekio išjungimo laikas, lygus 300 s (rankiniam išjungimui).
Iš išleidimo vamzdžio išsiskyręs acetono tūris V nuo yra
Į patalpą patenkančio acetono tūris
V a = V ap + V n.t + V nuo = 3 + 6,04 · 10 -1 + 1,96 · 10 -3 = 6 600 m 3.
Atsižvelgiant į tai, kad 1 litras acetono išpilamas ant 1 m2 grindų ploto, apskaičiuotas garavimo plotas S p = 3600 m2 acetono viršys patalpos grindų plotą. Todėl patalpos grindų plotas imamas kaip acetono garavimo plotas, lygus 50 m2.
Garavimo greitis yra:
W naudojimas = 10 -6 · 3,5 · 24,54 = 0,655 · 10 -3 kg/(s m 2).
Acetono garų masė, susidariusi avarinio aparato slėgio mažinimo metu T, kg, bus lygus
t = 0,655 10 -3 50 3600 = 117,9 kg.
2 Nustatykite dujinio etileno masę, susidariusią išgarinant išsiliejusį suskystintą etileną, esant avariniam rezervuaro slėgio mažinimui.
Duomenys skaičiavimui
Izoterminis suskystinto etileno rezervuaras, kurio tūris V i.r.e = 10 000 m 3, įrengiamas betoniniame pylime, kurio laisvas plotas S ob = 5184 m 2 ir flanšo aukštis H ob = 2,2 m. Talpyklos pripildymo laipsnis yra a. = 0,95.
Suskystinto etileno tiekimo vamzdynas patenka į baką iš viršaus, o išleidimo vamzdynas išeina iš apačios.
Išvadinio vamzdyno skersmuo d tp = 0,25 m.Vamzdyno atkarpos ilgis nuo rezervuaro iki automatinio vožtuvo, kurio gedimo tikimybė viršija 10 -6 per metus ir neužtikrinamas jo elementų dubliavimas, L= 1 m Maksimalus suskystinto etileno suvartojimas dozavimo režimu G skystis e = 3,1944 kg/s. Suskystinto etileno tankis r l.e. darbinėje temperatūroje T ek= 169,5 K yra lygus 568 kg/m3. Etileno dujų tankis r g.e at T ek lygus 2,0204 kg/m3. Suskystinto etileno molinė masė M zh.e = 28 · 10 -3 kg/mol. Molinė suskystinto etileno garavimo šiluma L иcn esant T eq yra lygus 1,344 · 10 4 J/mol. Betono temperatūra lygi maksimaliai galimai oro temperatūrai atitinkamoje klimato zonoje T b = 309 K. Betono šilumos laidumo koeficientas l b = 1,5 W/(m K). Betono šiluminės difuzijos koeficientas A= 8,4 · 10 -8 m 2 /s. Mažiausias oro srauto greitis yra u min = 0 m/s, o didžiausias tam tikroje klimato zonoje yra u max = 5 m/s. Oro n in kinematinė klampumas esant projektinei oro temperatūrai tam tikroje klimato zonoje t р = 36 ° C yra lygus 1,64 · 10 -5 m 2 /s. Oro l in šilumos laidumo koeficientas esant t p lygus 2,74 · 10 -2 W/(m · K).
Jei izoterminis bakas bus sunaikintas, suskystinto etileno tūris bus
Nemokamas pylimo tūris V apie = 5184 · 2,2 = 11404,8 m3.
Dėl to, V zh.e< V об примем за площадь испарения S исп свободную площадь обвалования S об, равную 5184 м 2 .
Tada pagal (I.2) formulę apskaičiuojama išgaravusio etileno masė m t.y. iš sąsiaurio ploto, kai oro srauto greitis u = 5 m/s.
Masė m ty esant u = 0 m/s bus 528039 kg.
Lentelėje pateiktos benzeno garų C 6 H 6 termofizinės savybės esant atmosferos slėgiui.
Pateikiamos šių savybių reikšmės: tankis, šiluminė talpa, šilumos laidumo koeficientas, dinaminis ir kinematinis klampumas, šiluminis difuziškumas, Prandtl skaičius priklausomai nuo temperatūros. Savybės pateiktos temperatūros diapazone nuo .
Pagal lentelę matyti, kad tankio ir Prandtl skaičiaus reikšmės mažėja didėjant dujinio benzeno temperatūrai. Kaitinant benzeno garus, savitoji šiluminė talpa, šilumos laidumas, klampumas ir šiluminis difuziškumas padidina savo vertes.
Pažymėtina, kad benzeno garų tankis esant 300 K (27°C) temperatūrai yra 3,04 kg/m3, tai yra daug mažesnis nei skysto benzeno (žr.).
Pastaba: Būkite atsargūs! Šilumos laidumas lentelėje nurodomas laipsniu 10 3. Nepamirškite padalyti iš 1000.
Benzeno garų šilumos laidumas
Lentelėje parodytas benzeno garų šilumos laidumas esant atmosferos slėgiui, priklausomai nuo temperatūros intervale nuo 325 iki 450 K.
Pastaba: Būkite atsargūs! Šilumos laidumas lentelėje nurodytas 10 4 laipsniais. Nepamirškite padalyti iš 10 000.
Lentelėje pateiktos benzeno sočiųjų garų slėgio vertės temperatūros intervale nuo 280 iki 560 K. Akivaizdu, kad kaitinant benzeną jo sočiųjų garų slėgis didėja.
Šaltiniai:
1.
2.
3. Volkovas A.I., Žarskis I.M. Didelė chemijos žinynas. - M: Tarybinė mokykla, 2005. - 608 p.
n16.doc
7 skyrius. GARŲ SLĖGIS, FAZĖS TEMPERATŪROSPERĖJIMAI, PAVIRŠIAUS ĮTEMPIMAS
Informacija apie grynų skysčių ir tirpalų garų slėgį, jų virimo ir kietėjimo (lydymosi) temperatūras, taip pat paviršiaus įtempimą būtina skaičiuojant įvairius technologinius procesus: garavimą ir kondensaciją, garavimą ir džiovinimą, distiliavimą ir rektifikavimą ir kt.
7.1. Garų slėgis
Viena iš paprasčiausių lygčių, leidžiančių nustatyti gryno skysčio sočiųjų garų slėgį priklausomai nuo temperatūros 
yra Antuano lygtis:
, (7.1)
Kur A, IN, SU– konstantos, būdingos atskiroms medžiagoms. Kai kurių medžiagų pastovios vertės pateiktos lentelėje. 7.1.
Jei žinomos dvi virimo temperatūros esant atitinkamam slėgiui, tada, atsižvelgiant SU= 230, galima nustatyti konstantas A Ir IN kartu sprendžiant šias lygtis:
; (7.2)
. (7.3)
(7.1) lygtis gana patenkinamai atitinka eksperimentinius duomenis plačiame temperatūrų diapazone tarp lydymosi temperatūros ir 
= 0,85 (t. y. 
= 0,85). Ši lygtis suteikia didžiausią tikslumą tais atvejais, kai visas tris konstantas galima apskaičiuoti remiantis eksperimentiniais duomenimis. Skaičiavimų, naudojant (7.2) ir (7.3) lygtis, tikslumas gerokai sumažėja jau 
250 K, o labai poliniams junginiams esant 0,65.
Medžiagos garų slėgio pokytis priklausomai nuo temperatūros gali būti nustatytas palyginimo metodu (pagal tiesiškumo taisyklę), remiantis žinomais etaloninio skysčio slėgiais. Jei žinomos dvi skystos medžiagos temperatūros esant atitinkamam sočiųjų garų slėgiui, galime naudoti lygtį
, (7.4)
Kur 
Ir 
– dviejų skysčių sočiųjų garų slėgis A Ir IN toje pačioje temperatūroje 
; 
Ir 
– šių skysčių sočiųjų garų slėgis temperatūroje 
; SU– pastovus.
7.1 lentelė. Kai kurių medžiagų garų slėgis priklausomai nuo
ant temperatūros
Lentelėje pateikiamos konstantų reikšmės A, IN Ir SU Antuano lygtis: , kur yra sočiųjų garų slėgis, mmHg. (1 mm Hg = 133,3 Pa); T– temperatūra, K.
| Medžiagos pavadinimas | Cheminė formulė | Temperatūros diapazonas, o C | A | IN | SU |
|
| iš | prieš |
|||||
| Azotas | N 2 | –221 | –210,1 | 7,65894 | 359,093 | 0 |
| Azoto dioksidas | N 2 O 4 (NO 2) | –71,7 | –11,2 | 12,65 | 2750 | 0 |
| –11,2 | 103 | 8,82 | 1746 | 0 |
||
| Azoto oksidas | NE | –200 | –161 | 10,048 | 851,8 | 0 |
| –164 | –148 | 8,440 | 681,1 | 0 |
||
| Akrilamidas | C 3 H 5 ĮJUNGTA | 7 | 77 | 12,34 | 4321 | 0 |
| 77 | 137 | 9,341 | 3250 | 0 |
||
| Akroleinas | C3H4O | –3 | 140 | 7,655 | 1558 | 0 |
| Amoniakas | NH3 | –97 | –78 | 10,0059 | 1630,7 | 0 |
| Anilinas | C6H5NH2 | 15 | 90 | 7,63851 | 1913,8 | –53,15 |
| 90 | 250 | 7,24179 | 1675,3 | –73,15 |
||
| Argonas | Ar | –208 | –189,4 | 7,5344 | 403,91 | 0 |
| –189,2 | –183 | 6,9605 | 356,52 | 0 |
||
| Acetilenas | C2H2 | –180 | –81,8 | 8,7371 | 1084,9 | –4,3 |
| –81,8 | 35,3 | 7,5716 | 925,59 | 9,9 |
||
| Acetonas | C3H6O | –59,4 | 56,5 | 8,20 | 1750 | 0 |
| Benzenas | C6H6 | –20 | 5,5 | 6,48898 | 902,28 | –95,05 |
| 5,5 | 160 | 6,91210 | 1214,64 | –51,95 |
||
| Bromas | BR 2 | 8,6 | 110 | 7,175 | 1233 | –43,15 |
| Vandenilio bromidas | HBr | –99 | –87,5 | 8,306 | 1103 | 0 |
| –87,5 | –67 | 7,517 | 956,5 | 0 |
||
Lentelės tęsinys. 7.1
| Medžiagos pavadinimas | Cheminė formulė | Temperatūros diapazonas, o C | A | IN | SU |
|
| iš | prieš |
|||||
| 1,3-butadienas | C4H6 | –66 | 46 | 6,85941 | 935,53 | –33,6 |
| 46 | 152 | 7,2971 | 1202,54 | 4,65 |
||
| n- Butanas | C4H10 | –60 | 45 | 6,83029 | 945,9 | –33,15 |
| 45 | 152 | 7,39949 | 1299 | 15,95 |
||
| Butilo alkoholis | C4H10O | 75 | 117,5 | 9,136 | 2443 | 0 |
| Vinilo acetatas | CH 3 COOCH = CH 2 | 0 | 72,5 | 8,091 | 1797,44 | 0 |
| Vinilo chloridas | CH2 =CHСl | –100 | 20 | 6,49712 | 783,4 | –43,15 |
| –52,3 | 100 | 6,9459 | 926,215 | –31,55 |
||
| 50 | 156,5 | 10,7175 | 4927,2 | 378,85 |
||
| Vanduo | H2O | 0 | 100 | 8,07353 | 1733,3 | –39,31 |
| Heksanas | C 6 H 1 4 | –60 | 110 | 6,87776 | 1171,53 | –48,78 |
| 110 | 234,7 | 7,31938 | 1483,1 | –7,25 |
||
| Heptanas | C 7 H 1 6 | –60 | 130 | 6,90027 | 1266,87 | –56,39 |
| 130 | 267 | 7,3270 | 1581,7 | –15,55 |
||
| Dekanas | C 10 H 22 | 25 | 75 | 7,33883 | 1719,86 | –59,35 |
| 75 | 210 | 6,95367 | 1501,27 | –78,67 |
||
| Diizopropilas eteris | C6H14O | 8 | 90 | 7,821 | 1791,2 | 0 |
| N,N-dimetilacetamidas | C 4 H 9 ĮJUNGTA | 0 | 44 | 7,71813 | 1745,8 | –38,15 |
| 44 | 170 | 7,1603 | 1447,7 | –63,15 |
||
| 1,4-dioksanas | C4H8O2 | 10 | 105 | 7,8642 | 1866,7 | 0 |
| 1,1-dichloretanas | C2H4Cl2 | 0 | 30 | 7,909 | 1656 | 0 |
| 1,2-dichloretanas | C2H4Cl2 | 6 | 161 | 7,18431 | 1358,5 | –41,15 |
| 161 | 288 | 7,6284 | 1730 | 9,85 |
||
| Dietilo eteris | (C 2 H 5) 2 O | –74 | 35 | 8,15 | 1619 | 0 |
| Izosviesto rūgštis | C4H8O2 | 30 | 155 | 8,819 | 2533 | 0 |
| Izoprenas | C 5 H 8 | –50 | 84 | 6,90334 | 1081,0 | –38,48 |
| 84 | 202 | 7,33735 | 1374,92 | 2,19 |
||
| Izopropilo alkoholis | C3H8O | –26,1 | 82,5 | 9,43 | 2325 | 0 |
| Vandenilio jodidas | Sveiki | –50 | –34 | 7,630 | 1127 | 0 |
| Kriptonas | Kr | –207 | –158 | 7,330 | 7103 | 0 |
| Ksenonas | heh | –189 | –111 | 8,00 | 841,7 | 0 |
| n- Ksilenas | C 8 H 10 | 25 | 45 | 7,32611 | 1635,74 | –41,75 |
| 45 | 190 | 6,99052 | 1453,43 | –57,84 |
||
| O- Ksilenas | C 8 H 10 | 25 | 50 | 7,35638 | 1671,8 | –42,15 |
| 50 | 200 | 6,99891 | 1474,68 | –59,46 |
||
Lentelės tęsinys. 7.1
| Medžiagos pavadinimas | Cheminė formulė | Temperatūros diapazonas, o C | A | IN | SU |
|
| iš | prieš |
|||||
| Sviesto rūgštis | C4H8O2 | 80 | 165 | 9,010 | 2669 | 0 |
| Metanas | CH 4 | –161 | –118 | 6,81554 | 437,08 | –0,49 |
| –118 | –82,1 | 7,31603 | 600,17 | 25,27 |
||
| Metileno chloridas (dichlormetanas) | CH2Cl2 | –28 | 121 | 7,07138 | 1134,6 | –42,15 |
| 127 | 237 | 7,50819 | 1462,59 | 5,45 |
||
| Metilo alkoholis | CH4O | 7 | 153 | 8,349 | 1835 | 0 |
| -metilstirenas | C 9 H 10 | 15 | 70 | 7,26679 | 1680,13 | –53,55 |
| 70 | 220 | 6,92366 | 1486,88 | –71,15 |
||
| Metilo chloridas | CH3Cl | –80 | 40 | 6,99445 | 902,45 | –29,55 |
| 40 | 143,1 | 7,81148 | 1433,6 | 44,35 |
||
| Metiletilketonas | C4H8O | –15 | 85 | 7,764 | 1725,0 | 0 |
| Skruzdžių rūgštis | CH2O2 | –5 | 8,2 | 12,486 | 3160 | 0 |
| 8,2 | 110 | 7,884 | 1860 | 0 |
||
| Neoninis | Ne | –268 | –253 | 7,0424 | 111,76 | 0 |
| Nitrobenzenas | C6H5O2N | 15 | 108 | 7,55755 | 2026 | –48,15 |
| 108 | 300 | 7,08283 | 1722,2 | –74,15 |
||
| Nitrometanas | CH 3 O 2 N | 55 | 136 | 7,28050 | 1446,19 | –45,63 |
| Oktaninis skaičius | C 8 H 18 | 15 | 40 | 7,47176 | 1641,52 | –38,65 |
| 40 | 155 | 6,92377 | 1355,23 | –63,63 |
||
| Pentanas | C5H12 | –30 | 120 | 6,87372 | 1075,82 | –39,79 |
| 120 | 196,6 | 7,47480 | 1520,66 | 23,94 |
||
| Propanas | C3H8 | –130 | 5 | 6,82973 | 813,2 | –25,15 |
| 5 | 96,8 | 7,67290 | 1096,9 | 47,39 |
||
| Propilenas (propenas) | C3H6 | –47,7 | 0,0 | 6,64808 | 712,19 | –36,35 |
| 0,0 | 91,4 | 7,57958 | 1220,33 | 36,65 |
||
| Propileno oksidas | C3H6O | –74 | 35 | 6,96997 | 1065,27 | –46,87 |
| Propilenglikolis | C 3 H 8 O 2 | 80 | 130 | 9,5157 | 3039,0 | 0 |
| Propilo alkoholis | C3H8O | –45 | –10 | 9,5180 | 2469,1 | 0 |
| Propiono rūgštis | C 3 H 6 O 2 | 20 | 140 | 8,715 | 2410 | 0 |
| Vandenilio sulfidas | H2S | –110 | –83 | 7,880 | 1080,6 | 0 |
| Anglies disulfidas | CS 2 | –74 | 46 | 7,66 | 1522 | 0 |
| Sieros dioksidas | SO 2 | –112 | –75,5 | 10,45 | 1850 | 0 |
| Sieros trioksidas () | SO 3 | –58 | 17 | 11,44 | 2680 | 0 |
| Sieros trioksidas () | SO 3 | –52,5 | 13,9 | 11,96 | 2860 | 0 |
| Tetrachloretilenas | C 2 Cl 4 | 34 | 187 | 7,02003 | 1415,5 | –52,15 |
Lentelės pabaiga. 7.1
| Medžiagos pavadinimas | Cheminė formulė | Temperatūros diapazonas, o C | A | IN | SU |
|
| iš | prieš |
|||||
| tiofenolis | C6H6S | 25 | 70 | 7,11854 | 1657,1 | –49,15 |
| 70 | 205 | 6,78419 | 1466,5 | –66,15 |
||
| Toluenas | C6H5CH3 | 20 | 200 | 6,95334 | 1343,94 | –53,77 |
| Trichloretilenas | C2HCl3 | 7 | 155 | 7,02808 | 1315,0 | –43,15 |
| Anglies dioksidas | CO 2 | –35 | –56,7 | 9,9082 | 1367,3 | 0 |
| Anglies oksidas | CO | –218 | –211,7 | 8,3509 | 424,94 | 0 |
| Acto rūgštis | C 2 H 4 O 2 | 16,4 | 118 | 7,55716 | 1642,5 | –39,76 |
| Acto anhidridas | C 4 H 6 O 3 | 2 | 139 | 7,12165 | 1427,77 | –75,11 |
| fenolis | C6H6O | 0 | 40 | 11,5638 | 3586,36 | 0 |
| 41 | 93 | 7,86819 | 2011,4 | –51,15 |
||
| Fluoras | F 2 | –221,3 | –186,9 | 8,23 | 430,1 | 0 |
| Chloras | Cl2 | –154 | –103 | 9,950 | 1530 | 0 |
| Chlorobenzenas | C 6 H 5 Cl | 0 | 40 | 7,49823 | 1654 | –40,85 |
| 40 | 200 | 6,94504 | 1413,12 | –57,15 |
||
| Vandenilio chloridas | HCl | –158 | –110 | 8,4430 | 1023,1 | 0 |
| Chloroformas | CHCl3 | –15 | 135 | 6,90328 | 1163,0 | –46,15 |
| 135 | 263 | 7,3362 | 1458,0 | 2,85 |
||
| Cikloheksanas | C6H12 | –20 | 142 | 6,84498 | 1203,5 | –50,29 |
| 142 | 281 | 7,32217 | 1577,4 | 2,65 |
||
| Tetrachloridas anglies | CCl 4 | –15 | 138 | 6,93390 | 1242,4 | –43,15 |
| 138 | 283 | 7,3703 | 1584 | 3,85 |
||
| Etanas | C2H6 | –142 | –44 | 6,80266 | 636,4 | –17,15 |
| –44 | 32,3 | 7,6729 | 1096,9 | 47,39 |
||
| Etilbenzenas | C 8 H 10 | 20 | 45 | 7,32525 | 1628,0 | –42,45 |
| 45 | 190 | 6,95719 | 1424,26 | –59,94 |
||
| Etilenas | C2H4 | –103,7 | –70 | 6,87477 | 624,24 | –13,14 |
| –70 | 9,5 | 7,2058 | 768,26 | 9,28 |
||
| Etileno oksidas | C2H4O | –91 | 10,5 | 7,2610 | 1115,10 | –29,01 |
| Etilenglikolis | C 2 H 6 O 2 | 25 | 90 | 8,863 | 2694,7 | 0 |
| 90 | 130 | 9,7423 | 3193,6 | 0 |
||
| Etanolis | C2H6O | –20 | 120 | 6,2660 | 2196,5 | 0 |
| Etilo chloridas | C 2 H 5 Cl | –50 | 70 | 6,94914 | 1012,77 | –36,48 |
Nustatant vandenyje tirpių medžiagų sočiųjų garų slėgį taikant tiesiškumo taisyklę, kaip etaloninis skystis naudojamas vanduo, o vandenyje netirpių organinių junginių atveju dažniausiai imamas heksanas. Prisotintų vandens garų slėgio vertės, priklausomai nuo temperatūros, pateiktos lentelėje. P.11. Sočiųjų garų slėgio priklausomybė nuo heksano temperatūros parodyta fig. 7.1.
Ryžiai. 7.1. Heksano sočiųjų garų slėgio priklausomybė nuo temperatūros
(1 mm Hg = 133,3 Pa)
Remiantis ryšiu (7.4), buvo sudaryta nomograma, leidžianti nustatyti sočiųjų garų slėgį priklausomai nuo temperatūros (žr. 7.2 pav. ir 7.2 lentelę).
Virš tirpalų, tirpiklio sočiųjų garų slėgis yra mažesnis nei gryno tirpiklio. Be to, kuo didesnė ištirpusios medžiagos koncentracija tirpale, tuo labiau sumažėja garų slėgis.
Allenas
6
1,2-dichloretanas
26
Propilenas
4
Amoniakas
49
Dietilo eteris
15
Propiono
56
Anilinas
40
Izoprenas
14
rūgšties
Acetilenas
2
Jodobenzenas
39
Merkurijus
61
Acetonas
51
m- Krezolis
44
Tetralinas
42
Benzenas
24
O- Krezolis
41
Toluenas
30
Bromobenzenas
35
m- Ksilenas
34
Acto rūgštis
55
Etilo bromidas
18
iso-Alyva
57
Fluorobenzenas
27
-Bromonaftalenas
46
rūgšties
Chlorobenzenas
33
1,3-butadienas
10
Metilaminas
50
Vinilo chloridas
8
Butanas
11
Metilmonosilanas
3
Metilo chloridas
7
- butilenas
9
Metilo alkoholis
52
Chloridas
19
-butilenas
12
Metilo formiatas
16
metilenas
Butileno glikolis
58
Naftalenas
43
Etilo chloridas
13
Vanduo
54
-Naftolis
47
Chloroformas
21
Heksanas
22
-Naftolis
48
Tetrachloridas
23
Heptanas
28
Nitrobenzenas
37
anglies
Glicerolis
60
Oktaninis skaičius
31*
Etanas
1
Dekalinas
38
32*
Etilo acetatas
25
Dekanas
36
Pentanas
17
Etilenglikolis
59
Dioksanas
29
Propanas
5
Etanolis
53
Difenilas
45
Etilo formiatas
20
Garavimas yra skysčio perėjimas į garus nuo laisvo paviršiaus esant žemesnei nei skysčio virimo temperatūrai. Garavimas vyksta dėl skysčių molekulių terminio judėjimo. Molekulių judėjimo greitis svyruoja plačiame diapazone, abiem kryptimis labai nukrypdamas nuo vidutinės vertės. Kai kurios molekulės, turinčios pakankamai didelę kinetinę energiją, iš paviršinio skysčio sluoksnio patenka į dujų (oro) terpę. Skysčio prarastų molekulių energijos perteklius išleidžiamas molekulių sąveikos jėgų įveikimui ir plėtimosi (tūrio padidėjimo) darbui, kai skystis virsta garais.
Garavimas yra endoterminis procesas. Jei skysčiui šiluma nepateikiama iš išorės, jis atvėsta dėl garavimo. Garavimo greitis nustatomas pagal garų kiekį, susidarantį per laiko vienetą skysčio paviršiaus vienete. Į tai reikia atsižvelgti pramonės šakose, kuriose naudojami, gaminami ar perdirbami degūs skysčiai. Didėjant garavimo greičiui, kylant temperatūrai, sparčiau susidaro sprogi garų koncentracija. Didžiausias garavimo greitis stebimas išgarinant į vakuumą ir į neribotą tūrį. Tai galima paaiškinti taip. Stebimas garavimo proceso greitis yra bendras molekulių perėjimo iš skystosios fazės greitis V 1 ir kondensacijos greitis V 2 . Visas procesas yra lygus šių dviejų greičių skirtumui: . Esant pastoviai temperatūrai V 1 nesikeičia, bet V 2 proporcingas garų koncentracijai. Kai išgaruoja į vakuumą riboje V 2 = 0 , t.y. bendras proceso greitis yra didžiausias.
Kuo didesnė garų koncentracija, tuo didesnis kondensacijos greitis, todėl bendras garavimo greitis yra mažesnis. Skysčio ir jo sočiųjų garų sąsajoje garavimo greitis (bendras) yra artimas nuliui. Skystis uždarame inde išgaruoja ir susidaro sočiųjų garų. Garai, esantys dinaminėje pusiausvyroje su skysčiu, vadinami sočiaisiais. Dinaminė pusiausvyra tam tikroje temperatūroje susidaro, kai garuojančių skysčio molekulių skaičius yra lygus kondensuojančių molekulių skaičiui. Sotieji garai, paliekantys atvirą indą į orą, jais praskiedžiami ir tampa nesotūs. Todėl ore
Patalpose, kuriose yra talpyklos su karštais skysčiais, yra nesočiųjų šių skysčių garų.
Sotieji ir nesotieji garai daro spaudimą kraujagyslių sienelėms. Sočiųjų garų slėgis yra garų slėgis, esantis pusiausvyroje su skysčiu tam tikroje temperatūroje. Sočiųjų garų slėgis visada yra didesnis nei nesočiųjų garų. Tai nepriklauso nuo skysčio kiekio, jo paviršiaus dydžio ar indo formos, o priklauso tik nuo skysčio temperatūros ir pobūdžio. Kylant temperatūrai, didėja skysčio sočiųjų garų slėgis; virimo taške garų slėgis lygus atmosferos slėgiui. Kiekvienai temperatūros vertei atskiro (gryno) skysčio sočiųjų garų slėgis yra pastovus. Skysčių mišinių (naftos, benzino, žibalo ir kt.) sočiųjų garų slėgis toje pačioje temperatūroje priklauso nuo mišinio sudėties. Jis didėja didėjant mažai verdančių produktų kiekiui skystyje.
Daugumos skysčių sočiųjų garų slėgis įvairiose temperatūrose yra žinomas. Kai kurių skysčių sočiųjų garų slėgio vertės esant įvairioms temperatūroms pateiktos lentelėje. 5.1.
5.1 lentelė
Sočiųjų medžiagų garų slėgis esant skirtingoms temperatūroms
|
Medžiaga |
Sočiųjų garų slėgis, Pa, esant temperatūrai, K |
||||||
|
Butilo acetatas Baku aviacinis benzinas Metilo alkoholis Anglies disulfidas Terpentinas Etanolis Etilo eteris Etilo acetatas |
|||||||
Rasta nuo stalo.
5.1 skysčio sočiųjų garų slėgis yra neatskiriama viso garų ir oro mišinio slėgio dalis.
Tarkime, kad garų ir oro mišinio, susidarančio virš anglies disulfido paviršiaus inde esant 263 K temperatūrai, slėgis yra 101080 Pa. Tada anglies disulfido sočiųjų garų slėgis šioje temperatūroje yra 10773 Pa. Todėl šiame mišinyje esantis oras turi 101080 – 10773 = 90307 Pa slėgį. Didėjant anglies disulfido temperatūrai
jo sočiųjų garų slėgis didėja, oro slėgis mažėja. Bendras slėgis išlieka pastovus.
Suminio slėgio dalis, priskirtina tam tikroms dujoms ar garams, vadinama daliniu. Šiuo atveju anglies disulfido garų slėgis (10773 Pa) gali būti vadinamas daliniu slėgiu. Taigi bendras garo ir oro mišinio slėgis yra anglies disulfido, deguonies ir azoto garų dalinių slėgių suma: P garai + + = P bendras. Kadangi sočiųjų garų slėgis yra viso jų mišinio su oru slėgio dalis, skysčių garų koncentracijas ore galima nustatyti pagal žinomą bendrą mišinio slėgį ir garų slėgį.
Skysčių garų slėgis nustatomas pagal molekulių, atsitrenkiančių į talpyklos sieneles, skaičių arba garų koncentraciją virš skysčio paviršiaus. Kuo didesnė sočiųjų garų koncentracija, tuo didesnis bus jo slėgis. Ryšį tarp sočiųjų garų koncentracijos ir jo dalinio slėgio galima rasti taip.
Tarkime, kad būtų galima atskirti garą nuo oro, o slėgis abiejose dalyse išliktų lygus bendram slėgiui Ptot. Tada atitinkamai sumažėtų garų ir oro užimti tūriai. Pagal Boyle-Mariotte dėsnį dujų slėgio ir jų tūrio sandauga esant pastoviai temperatūrai yra pastovi reikšmė, t.y. mūsų hipotetiniam atvejui gauname:
.