 |
| испарение нефтепродуктов |
Испарение это: сущность и значение испаряемости
Испарение это способность горючего к образованию паровой фазы над поверхностью жидкости и перемещению паров в окружающей среде. От этого свойства нефтепродуктов зависят потери, а для горючего сложного состава изменение качества, возможность образования паровых пробок в системах топливоотдачи и перекачки, возникновение пожаров, взрывов и отравлений. Испаряемость существенно влияет на развитие и эффективность процессов смесеобразования, воспламенения и горения в двигателях.
В зависимости от условий протекания процесса испарение нефтепродуктов можно разделить на два вида: статическое испарение и динамическое испарение. Их следует рассматривать как модели, к которым приближаются по механизму реальные сложные процессы испарения. Испарение горючего с неподвижной поверхности в неподвижную среду называется статическое испарение, а испарение, при котором жидкость и газовая среда движутся относительно друг друга – динамическое испарение. Его характеризуют температура среды, жидкости и пограничного слоя на границе жидкость-пар. От этих величин зависят параметры физико-химических характеристик и испаряемость горючего, а также скорость переноса (диффузия) паров и передача теплоты.
Общие зависимости между параметрами условий испарения и характеристиками испаряемости горючего могут быть выражены рядом критериальных уравнений (Шервуда и Нуссельта).
Факторы, определяющие скорость испарения
Основными факторами, определяющими скорость испарения, являются факторы условий – размеры, форма и материал резервуаров или камеры, в которых осуществляется испарение горючего, температура, давление и гидродинамические характеристики среды. Указанные факторы определяют, прежде всего температурный режим испарения, от них зависит температура среды и жидкости меняются все характеристики испаряемости и физические параметры процесса испарения, т.е. его скорость.
В условиях статического испарения температурный режим существенно изменяется от размеров резервуаров и климатической зоны хранения топлива. Температурный режим различен для наземных, полузаглубленных и заглубленных резервуаров. В среднем для всех видов горючего и резервуаров потери в умеренной и жаркой климатических зонах больше чем в холодной, соответственно в 1,2 и 1,5 раза. Заглубление резервуаров приводит к значительной экономии топлива (снижению потерь от испарения). Например, в жаркой зоне потери бензина из заглубленных резервуаров меньше, чем на наземных горизонтальных в 25-30 раз, наземных вертикальных – в 10-15 раз и полузаглубленных – в 3-6 раз. Для авиакеросинов соответственно эти потери в 2 раза меньше.
При динамическом испарении существенное значение имеют гидродинамические характеристики среды (потока). Коэффициент турбулентной диффузии и коэффициент температуропроводности возрастают во много раз по сравнению с их значениями в условиях молекулярного переноса вещества и теплоты при статическом испарении.
Скорость испарения зависит от разности парциальных давлений паров жидкости у ее поверхности и в окружающей среде. Величина давления паров у поверхности жидкости определяется свойствами нефтепродуктов и температурой. Давление паров в окружающей среде зависит от скорости переноса паров, которая связана с коэффициентом диффузии и характеристиками турбулентности среды. Механизм турбулентного потока можно описать, если вместо движения отдельных молекул рассматривать движение отдельных малых объемов газа или жидкости, сохраняющих в течение некоторого времени свою индивидуальность.
Для описания движения таких объемов, называемых частицами, большое распространение получили две модели. В одной, предложенной Лагранжем, следят за движением данной индивидуальной частицы, в другой, разработанной Эйлером, рассматривают распределение скоростей в пространстве в данный момент.
