Растворимость воздуха в воде. Деаэрация. Закон Генри. Коэффициенты Генри для воздуха.
от
Растворимость воздуха в воде. Деаэрация. Закон Генри. Коэффициенты Генри для воздуха.
Количество воздуха, способного к растворению в воде - снижается при повышении температуры и повышается при повышении давления.
Деаэрация.
При нагревании пресной воды начинают формироваться воздушные пузырьки. Как известно, способность воды удерживать растворенный воздух падает при повышении температуры. При 1 баре и температуре 100 0C (2120F) вода закипает, при этом содержание растворенного воздуха падает практически до нуля, и тогда уже водяной пар формирует пузырьки. Если быстро охладить воду, а потом снова ее нагреть, пузырьки не появятся до тех пор пока вода не закипит, потому что вода деаэрирована. (Существует, кроме того, масса практических методик деаэрации воды, не связанных с нагреванием. В целом - деаэрация - это удаление растворенного воздуха из жидкости.)
Растворимость.
Растворимость воздуха может быть выражена через соотношение:
Sa = ma/ mw
где
Sa = массовая доля растворимого воздуха в воде
ma = масса воздуха (кг)
mw = масса воды (кг)
Закон Генри.
Процесс растворения воздуха в воде подчиняется закону Генри, который гласит: "При постоянной температуре растворимость газа в данной жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над раствором (равна давлению в растворе)." - В символьном виде закон может быть записан как:
c = k H pg
где
c = концентрация газа в растворе
k H = коэффициент Генри
pg = парциальное давление газа над раствором
Растворимость кислорода в воде выше растворимости азота. Воздух, растворенный в воде содержит приблизительно 35,6 % кислорода по сравнению с 21% долей в обычном воздухе.
Пример - Расчет количества воздуха, растворенного в воде.
Количество воздуха, растворенного в воде может быть посчитано, исходя из закона Генри.
Коэффициенты Генри при температуре окружающей среды 25oC (77oF)
Кислород - O2 : 756.7 атм/(моль/л)
Азот - N2 : 1600 атм/(моль/л)
Молярные веса
Кислород - O2 : 31.9988 г/моль
Азот - N2 : 28.0134 г/моль
Относительное содержание (по объему) в воздухе:
Кислород - O2 : ~ 0.21
Азот - N2 : ~ 0.79
Объем кислорода, растворенного в воде при атмосферном давлении может быть посчитан как :
Таблица. Количество (масса) воздуха, растворенного в воде при различных давлениях и температуре 25oC (77oF):
Абсолютное давление (атм)
1
2
3
4
5
6
Количества растворенного в воде воздуха при 250C (г/кг)
0,023
0,045
0,068
0,091
0,114
0,136
Рисунок. Растворимость кислорода в пресной воде мг/л при 1 атм в зависимости от температуры.
Деаэрация - основные принципы и правила установки деаэраторов.
Для максимальной деаэрации вода должна быть нагрета до 2120F (1000C) при атмосферном давлении. Это обычное инженерное решение для паровых систем, где пресная вода подается в систему через нагретый деаэратор наверху конденсатоприемника.
Также обычным решением является установка деаэрационных устройств с горячей стороны теплообменника в отопительных системах для интенсификации удаления растворенного воздуха из системы.
Поскольку максимум деаэрации приходится на минимум статического давления и максимум температуры в системе, то наилучший результат деаэрации достигается в верхних точках систем относительно уровня земли и/или на входе насоса.
Дополнительная информация от Инженерного cправочника DPVA, а именно - другие подразделы данного раздела:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Консультации и техническая поддержка сайта: Zavarka Team
Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.DPVA.xyz не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса.