ИСПАРЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ СО СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ

Количество вредных веществ, испаряющихся со свободной поверхности жидкости, зависит от ее химических свойств, температуры, площади зеркала испарения, продолжительности испарения и подвижности воздуха. Процесс переноса испаряющегося вещества от источника испарения в окружающую среду может быть диффузионным, а также обусловленным естественной или вынужденной конвекцией.

Процесс переноса испаряющегося вещества от источника испарений в окружающую среду определяется произведением диффузионных критериев Грасгофа Gr' и Прандтля Рг':

где

g — ускорение свободного, падения, м/с2; L — определяющий размер, м (для круглой поверхности L = d, для квадрата L = а, для прямоугольника и поверхности неправильной формы L = V/7); Ар — разность плотностей среды над поверхностью жидкости и в удалении от нее, г/м3; v — коэффициент кинематической вязкости окружающей среды на некотором удалении от поверхности, м2/с; р — плотность окружающей среды, г/м3, D — коэффициент молекулярной диффузии газа в воздухе, м2/с.

Критерий Рг' для процесса испарения принимается равным 0,66.

Значения парциальных давлений и концентраций вредных газов и паров в атмосферном воздухе в формулах расчета количества испаряющихся веществ должны приниматься при температуре поверхности жидкости. При стационарном режиме эта температура устанавливается в соответствии с балансом тепла, которым учитывается также тепло, подводимое к жидкости извне, тепло, отдаваемое и получаемое жидкостью и воздухом в результате теплообмена между ними, и тепло, расходуемое на испарение.

В случае адиабатического процесса (подвод тепла к жидкости извне отсутствует) температуру поверхности испаряющейся жидкости можно найти исходя из равенства теплосодержаний воздуха над поверхностью жидкости и на некотором удалении от места испарения:

где срв и Ср — теплоемкость воздуха и пара данного вещества, кДждкг • К), /ж и t0 температура поверхности жидкости и воздуха, °С; г — скрытая теплота испарения вещества, кДж/кг; М — молярная масса паров вещества; В — барометрическое давление.

Если не учитывать при расчетах снижения температуры поверхности жидкостей, особенно кипящих при низких температурах, то ошибка в расчетах может составить значительную величину. Для реальных условий, когда процесс испарения фактически является неадиабатическим, температуру поверхности испарения (например, поверхности горячей воды в спокойном состоянии) можно определить из приведенных ниже данных: температура жидкости при

/в = 20°С и ф = 70%, °С.........20 25 30 35 40 45 50 55

температура поверхности

испарения, °С...................... 18 23 28 33 37 41 45 48

температура жидкости при

/в = 20°С и ф = 70%, °С.........60 65 70 75 80 85 90 95 100

температура поверхности

испарения, °С......................51 54 58 63 69 75 82 90 97

При снижении температуры поверхности жидкости в формулы определения количеств выделяющихся вредных веществ вводят поправочный коэффициент к{.

температура кипения жидкости, °С........<80 100 150 >150

поправочный коэффициент кх.................1,5 1,3 1,1 1,0

Если поверхность испарения снабжена укрытиями, то количество газов и паров, выделяющихся в окружающую среду, нужно определять с учетом коэффициента к2, принимаемого в зависимости от отношения Fx/F2, где F{ — открытая поверхность испарения, м2, F2 — полная поверхность испарении, м2:

FJF2 0,0001 0,001 0,01 0,1 0,5 0,8 >0,8

к2 0,0 0,01 0,1 0,2 0,3 0,6 1,0

 
Посмотреть оригинал