Обычная тема Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе (число прочтений - 4068 )
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 54
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
16.10.2013 :: 13:21:46
Функции поста
Здравствуйте!

Ситуация.

В теплоизолированный резервуар закачан углекислый газ до давления, равного давлению его насыщения при данной температуре, например, 60 bar при +20С. Затем резервуар был охлажден, например, до -20С, и при этом углекислый газ не сконденсировался (важно принять это условие), т. е. образовался переохлажденный пар двуокиси углерода (СО2) в данном резервуаре под давлением около 50 бар.

Вопросы:

Чему станет равным значение давления при спонтанной конденсации переохлаждённого пара двуокиси углерода (СО2) в теплоизолированном резервуаре?

Чему станет равным значение температуры?

Есть ли формула?

Спасибо.
« Последняя редакция: 16.10.2013 :: 15:17:57 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
Геннадий
Ангел-хранитель холодильщиков
Отсутствует


Инженер по холодильному
оборудованию

Сообщений: 7585
Местоположение: Miнск
Зарегистрирован: 14.12.2006
Пол: Мужской
Re: Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
Ответ #1 - 16.10.2013 :: 13:52:16
Функции поста
  

Xoлод   -  это  Жизнь  (с)
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 54
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
Ответ #2 - 16.10.2013 :: 14:09:54
Функции поста
Геннадий писал(а) 16.10.2013 :: 13:52:16:
ля чего это Вам?


Из ответов на поставленные мной вопросы может выйти интересное следствие, я попозже объясню.
  
Наверх
 
IP записан
 
БОБР
Координатор
Член клуба
Холодильщик
*
Отсутствует


иНЖеНЕР

Сообщений: 3961
Местоположение: Екатеринбург
Зарегистрирован: 10.04.2009
Пол: Мужской
Re: Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
Ответ #3 - 16.10.2013 :: 17:54:14
Функции поста
Erik писал(а) 16.10.2013 :: 13:21:46:
В теплоизолированный резервуар закачан углекислый газ до давления, равного давлению его насыщения при данной температуре, например, 60 bar при +20С. Затем резервуар был охлажден, например, до -20С, и при этом углекислый газ не сконденсировался (важно принять это условие)

А такое возможно?
Ролик о состояниях СО2 при различных условиях.

  

Печатаю одним пальцем
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 54
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
Ответ #4 - 16.10.2013 :: 20:10:52
Функции поста
« Последняя редакция: 17.10.2013 :: 02:07:16 - БОБР »  
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
Ответ #5 - 17.10.2013 :: 06:31:14
Функции поста
Erik писал(а) 16.10.2013 :: 20:10:52:
Теоретически, да.


Вот именно теоретически.

Состояние вещества можно найти не по формуле, а по диаграмме состояния вещества.Erik писал(а) 16.10.2013 :: 13:21:46:
Затем резервуар был охлажден, например, до -20С

Резервуар теплоизолирован, то как это осуществить?

Erik писал(а) 16.10.2013 :: 13:21:46:
Чему станет равным значение давления при спонтанной конденсации переохлаждённого пара двуокиси углерода (СО2) в теплоизолированном резервуаре?


Часть газа сконденсируется в жидкость.
Давление газа установится равным давлению насыщенных паров.

Что требуется найти и какой фактор определяющий?

Надо уравнение решать.
Найти теплоту Q охлаждения с +20 до -20.

Далее идут варианты.
1. Если газ быстро охладить с +20 до -20 и принять, что за время охлаждения газ не успеет сконденсироваться. То тогда Q равна разности энтальпий (кажись так это называется) газа при температуре +20 и -20.
2. Если медленно охлаждать, то в процессе охлаждения газ начнет конденсироваться тогда нужно кроме разности энтальпий газа учесть количество теплоты от газа перешедшего в жидкость.

Пусть m масса газа тогда наверно при конденсации в 1 случае газ начнет саморазогреваться.

Наверно Q=cg*mg*dt+cc*ml+cl*ml
где Q-теплота охлаждения газа с +20 до -20
cg-теплоемкость газа
cc-теплота конденсации газа
cl-теплоемкость жидкости
mg-масса газа
ml-масса сконденсировавшегося газа или масса жидкости.
dt-величина на которую поднимется температура газа от -20.

Если Q=(+20-20)*(mg+ml)*cg
Теперь нужно добавить какое нибудь дополнительное условие.
Типа найти уравнение связывающее температуру и плотность газа совместно с этим уравнением решить оба.

Либо тупо перебором имея таблицу подставлять dt и смотреть плотность газа, зная объем находим массу газа, подставляем в уравнение, и находим массу сконденсировавшегося газа. Сравниваем обе массы чтобы они в сумме давали начальную массу газа.

О блин вот это монолог.  Улыбка
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 54
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
Ответ #6 - 17.10.2013 :: 09:37:33
Функции поста
RuslanG, спасибо за монолог.

Я вот тоже тут разбирался.

Подытожу (для конденсации переохлаждённого пара в термосе):

U=C*T+P*V (1), где U - внутренняя энергия; С -теплоёмкость среды "пар-жидкость"; T -абс. темп-ра; Р-давление; V-объём.
Поскольку, V=const по условию, теплообмен с внешней средой отсутствует, то по (1)

Р=(U-С*Т)/V (2), т. е. при спонтанной конденсации переохлаждённого пара температура (Т) вырастет, т. к. конденсация идёт с выделением тепла, а давление (P) снизится.

Примечание: я понимаю, что теплоёмкость среды в процессе конденсации будет меняться в сторону увеличения, вследствие, образования жидкой фазы.

Правильно?

« Последняя редакция: 17.10.2013 :: 09:38:45 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
Ответ #7 - 18.10.2013 :: 05:36:09
Функции поста
Erik писал(а) 17.10.2013 :: 09:37:33:
U=C*T+P*V (1), где U - внутренняя энергия; С -теплоёмкость среды "пар-жидкость"; T -абс. темп-ра; Р-давление; V-объём.
Поскольку, V=const по условию, теплообмен с внешней средой отсутствует, то по (1)

Р=(U-С*Т)/V (2), т. е. при спонтанной конденсации переохлаждённого пара температура (Т) вырастет, т. к. конденсация идёт с выделением тепла, а давление (P) снизится.


Что-то я не уверен что получится, но все равно попробуйте так решить.
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 54
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Конденсация переохлажденного пара в теплоизолированной системе
Ответ #8 - 18.10.2013 :: 09:38:57
Функции поста
Мне нужно было доказательство того, что при спонтанной конденсации переохлаждённого пара в теплоизолированном резервуаре, его давление понизится. Я так понял, что это доказательство вытекает из формулы (1), то есть из того, что внутренняя энергия остаётся постоянной

На этом тему можно закрыть, спасибо

P. S.
Как я и обещал про "следствие", оно опубликовано в разделе " ЕСТЬ ИДЕЯ!!!", см. "Источник энергии: испарение - конденсация"
http://holod-konsultant.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1382088567
« Последняя редакция: 18.10.2013 :: 10:16:29 - Геннадий » 
Причина: добавлена ссылка 
Наверх
 
IP записан