Заттардың сұйық күйі

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
Каспий өңірінің қазіргі заманғы жоғары колледжі

Тіркеу нөмірі ___________ Бөлімі:Мұнай және газ
___________2020 жыл Мамандығы:0819000Мұнай және
газды қайта өңдеі технологиясы
Тобы:13.18.32

Курстық жұмыс
Тақырыбы: Булану және конденсациялану процесі және олардың аппараттары

Орындаған: ______________________ Өтемұратов Д.Б
Жетекші: ______________________ Күзембаев.Қ.Е
Кафедра жетекшісі: ________________ Уразов.Н.М
Бөлім меңгерушісі: _________________ Алтай.Қ.А

Атырау 2020 жыл

Мазмұны
Кіріспе
1. Булану процесі
1.1. Cудың сұйық немесе қатты күйден газға (буға) айналу процесі
1.2. Буланғыштық
1.3. Булануды есептеу және оның өлшегіштері
2. Конденсация туралы жалпы ұғым
2.1. Булану аппараттары
2.2. Булану аппараттарының құрылымдары
2.3. Булану аппараттарының түрлері
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе
Газдардың көптеген қасиеттерінің олардың тегіне тәуелсіз болатыны белгілі. Бірақ неғұрлым температура төмен, ал қысым жоғары болған сайын, газ қасиеттерінің оның тегіне тәуелділігі біліне бастайды. Мұндай газды бу деп атайды, бұл атау оның сұйықтан пайда болғанын білдіреді. Температураны одан әрі төмендетіп, ал қысымды арттырсақ, онда газ сұйыққа айналады.
Газ сұйық күйге өтуден алысырақ болса, онда оның қасиеттері идеал газ қасиеттеріне жақын болады, ол қасиеттер бізге белгілі. Сондықтан біз бұдан әрі заттың сұйық күйден газ күйіне және керісінше өтуі кезінде білінетін қасиеттеріне ғана тоқталатын боламыз. бу қасиеттерін зерттеуді біз, міне, осы процестерден бастаймыз.
Заттың сұйық күйден газ күйіне өтуі булану, ал заттың газ күйінен сұйық күйге өтуі конденсация деп аталады. Булану процесінің заттың ішкі энергиясының артуымен, ал конденсация процесінің оның кемуімен қатар жүретінін еске сала кетейік. Демек, булану және конденсация зат пен қоршаған ортаның арасындағы энергия алмасу процесі кезінде өтеді екен.
Булану - кебу және қайнау түрінде жүреді. Кебу. Сұйықтың газ түріндегі ортамен немесе вакууммен шектесіп жататын еркін (ашық) бетінен пайда болатын булануды кебу деп атайды.
Кебу процесін молекулалы-кинетикалық теория тұрғысынан қарастырайық. Өзіміз білетіндей, сұйық молекулаларының энергиясы артуы тиіс. Демек, сұйықты тастап кету үшін молекула өзінің кинетикалық энергиясының азаюы есебінен жұмыс атқарады. Сұйықың беткі қабатында хаосты қозғалып жүрген молекулалардың ішінен сұйықты тастап кетуге тырысатын молекулалар табылады. Осындай молекула беттік қабатты тастап шығар кезде оны сұйыққа қарай тартатын күш пайда болады

Курстық жұмыстың өзектілігі: булану және конденсация процесінің түрлері, аппараттары
Курстық жұмыстың мақсаты: булану және конденсация ұғымдарының жалпы сипаттамаларын ұғыну

Жұмыс кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан және қосымшалардан тұрады.
Кіріспе зерттеудің өзектілігін негіздейді, оның мақсаты мен міндеттерін тұжырымдайды; зерттеу объектісі мен пәні анықталады.

1.Булану процесі

Булану (Испарение) -- заттың сұйық немесе қатты агрегаттық күйден газ тәрізді (бу) күйге (бірінші текті фазалық ауысу) ауысу процесі.
1. Cуқойманың су беті ылғалының булану арқылы атмосфераға көтеріліп, одан жауын-шашын түрінде қайта түсуі. Ылғалы мол аймақтардағы жауын-шашын қабаты булану қабатынан артып кетеді, сондықтан атмосферамен ылғал алмасу теңдестігінің оң (болымды), ал ылғал жетіспейтін аймақтардағы бұған керісінше жағдай; ылғал алмасу теңдестігінің теріс (болымсыз) құбылысы деп аталады;
2. Cудың сұйық немесе қатты күйден газға (буға) айналу процесі, сұйықтықтан қоршаған кеңістікке өткен молекулалар саны мен беттің қайтадан жұтқан молекулалар саны арасындағы айырма. Кері жағдай, яғни бетте қайта жұтылған сұйықтық молекулаларының саны одан бөлінген молекулалар санынан көп болса, онда оны конденсация дейді. Қар мен мүз бетінен булануды немесе қатты фазадан сұйық фазаны айналып газ күйіне өтуді төте булану десе, ал қар бетіндегі сұйық фазаны айналып өтетін конденсацияны -- сублимация дейді. Су беті немесе топырақтан булануды физикалық булану, ал өсімдікгер транспирациясын биологиялық булану деп бөледі.
Қатты дененің Булануы сублимация деп аталады. Булану процесі кез келген температурада жүруі мүмкін, бірақ ол температура жоғарылаған сайын тезірек өтеді. Жабық ыдыстағы Булану процесі сұйықтықтың не қатты дененің үстіндегі кеңістік қаныққан буға толғанша тұрақты температурада жүреді. Қаныққан будың қысымы тек температураға ғана тәуелді және ол температура жоғарылаған сайын артып отырады. Егер қаныққан будың қысымы сыртқы қысымға тең не артық болса, онда Булану қайнау процесіне айналады. Қайнаудың ең жоғары температурасы берілген заттың алмағайып температурасы болып есептеледі. Одан жоғары температурада сұйықтық пен будың арасындағы тепе-теңдік күй сақталмайды. Сұйықтық буға айналуы үшін оның құрамындағы молекулалар ілініс күшін жеңуі керек. Осы күшті жеңуге (шығу жұмысы) және түзілген сыртқы будың қысымын жеңуге жұмсалатын жұмыс молекулалардың жылулық қозғалысының кинетикалық энергиясы есебінен атқарылады. Булану салдарынан сұйықтықтың температурасы төмендеп, салқындайды, сондықтан Булану процесі тұрақты температурада жүруі үшін оған үнемі жылу беріп отыру керек. Заттың бірлік массасын тұрақты температурада буға айналдыруға қажетті жылу мөлшері булану жылуы деп аталады. Булану процесі техникада (іштен жанатын қозғалтқышта, салқындатқыш қондырғыларда, т.б.) кеңінен қолданылады. Булану табиғаттағы ылғал алмасудың негізі болып табылады.
Булану процесінің заттың ішкі энергиясының артуымен, ал конденсация процесінің оның кемуімен қатар жүретінін еске сала кетейік. Демек, булану және конденсация зат пен қоршаған ортаның арасындағы энергия алмасу процесі кезінде өтеді екен. Булану - кебу және қайнау түрінде жүреді.
Сұйықтың газ түріндегі ортамен немесе вакууммен шектесіп жататын еркін (ашық) бетінен пай-да болатын булануды кебу деп атайды.
Температура жоғарлау нәтижесінде қаныққан будың қысымы сұйықтың сыртындағы қысымға жеткенде, сұйықтың ішіндегі бу көпіршіктері тез өсіп, сұйық бетіне шыға бастайды. Бұл процесс сұйық-тың қайнауы деп аталады.
Еріткіш буға айналуы үшін сұйықты қайнату қажет немесе сұйық бетінің булануын іске асыру қажет. Қайнатып буландырушы аппаратта осы екі тәсілдің ең шұғылы қайнатуды көздейді. Алғаш рет қайнатып буландыруды өнеркәісіптік қолдануды қант дайындауда, кейіннен химиялық өнеркәсіпте пайдаланды. Ертінділер қоюланып, шоғырланғанда оның бастапқы құрамындағы судың 90 %-на дейін бу түрінде шығып кетеді.
Мысал ретінде екі дана беті ашық, бу көйлекшелері арқылы бумен қыздырылатын ыдыстарды қарастырайық. Бірінші ыдыста таза су, екінші ыдыста 70 %-дық NH4NO3, судағы селитра ертіндісін қарастырайық. Ыдыстарды қыздырушы будың қысымы 3,92105 Па (4 кгссм2) болсын делік. Таза су атмосфералық қысымда 100 0С- та қайнайды. Ал селитра ертіндісі сол қысымда 120 0 С-та қайнайды.
Бірақ осы селитра ертіндісінен пайда болған булардың температурасы, таза су буларының температурасы тәрізді 100 0С тең. Ертіндіден бөлінген су булары температурасының ертіндінің қайнау температурасымен салыстырғанда төмендеуі физика-химиялық температуралық депрессия деп аталады. Оны арқылы белгілеп, келесі кейіптеме арқылы анықтайды [3]:
,
мұнда - ертіндінің қайнау температурасы, 0С;
- судан бөлінген булардың температурасы ,[ 0]С.
Әртүрлі ертінділер үшін физика-химиялық температуралық депрессияның мәндері әртүрлі. Молекулалық салмағы кіші заттар ертінділері үшін депрессия мәні басым болады. Жеке заттың ертіндісі үшін физика-химиялық температуралық депрессияның мәні заттың концентрациясына тәуелді. Концентрация артқан сайын, депрессия мәні де өсе бастайды.
Ертінді концентрациясы деп құрғақ зат массасының жалпы ертінді массасына қатынасының пайыздық мөлшерін айтады
, (13.2)
мұнда b - ертіндінің массалық концентрациясы , %;
W - ертіндідегі еріткіштің немесе судың мөлшері, кг;
- ертіндідегі құрғақ немесе еріген заттың мөлшері, кг.
Булану кезінде ертіндідегі құрғақ заттың мөлшері тұрақты сақталады, ал еріткіштің (судың) мөлшері азаяды, сол кезде ертіндінің концентрациясы жоғарылайды.
Физика-химиялық температуралық депрессияның барлығы буландырушы аппараттағы біріншілік және екіншілік булар температураларының пайдалы айырмасын төмендетеді. Мысалы, жоғарыда қарастырған ашық ыдысты қыздырған бу мен онда қайнаған судың буы үшін температуралар айырмасы
0С, (13.3)
мұнда =143,6 [0 ]С - температура конденсирующего греющего пара;
[0]С - екіншілік будың температурасына тең қайнаған судың температурасы.
Бұл жағдай қайнатып буландырушы аппараттың қызатын бетінің үлкеюіне, яғни жылу беру еселеуішінің төмендеуіне әкеп соғады.
Қайнатып буландырушы аппараттың беті буландырғыштың немесе бу түзілгіштің бетінен екі есе үлкен болады.
Қайнатып буландыру процесі үшін тек физика-химиялық температуралық депрессияның бар болуы ерекше емес, сонымен қатар бұл процесте ертіндінің концентрациясы өзгергенде, оның физикалық тұрақтылары да өзгере бастайды. Ертіндінің концентрациясы жоғарылағанда, оның тұтқырлығы, тығыздығы және температуралық депрессиясы артып, жылу сыйымдылығы мен жылу өткізгіштігі кемиді.

2.1. Cудың сұйық немесе қатты күйден газға (буға) айналу процесі
Заттардың қатты күйі
Қатты заттардың молекулалары бір-біріне жақын орналасқан, молекулалар арасындағы арақашықтық молекулалардың өлшемімен бірдей. Атомдар бір-бірімен берік байланысқан әрі тығыз орналасқан (15, а-сурет). Олар бір-бірінен алыстап кете алмайды, тек қана аздап тербеліс жасап қозғала алады. Қатты күйдегі заттардың тығыздығы жоғары болады және көлемі мен пішіні сақталады.
Заттардың сұйық күйі
Заттардың сұйық күйі -- қатты және газ тәрізді күйлерінің арасындағы аралық күй. Олардың молекулалары қозғалғыш болады (15, а-сурет). Сондықтан сұйық заттар пішінін сақтай алмайды, олар ағады және оңай құйылады. Алайда оларды сығу қиын, себебі молекулалар бір-біріне жақындағанда тебіледі. Сұйықтықтар көлемін сақтай алады, бірақ пішінін сақтамайды, қандай ыдыста болса, сол ыдыстың пішініне ие болады. Егер біз 1 л сүтті немесе суды құмырадан стақанға құйсақ, стақандағы сұйық 1 л болады, алайда ол енді басқа пішінге -- стақанның пішініне ие болады.
Заттардың газ тәрізді күйі
Газ молекулаларының арақашықтығы олардың өз өлшемдерінен әлдеқайда үлкен болады, олар бір-біріне тартылмайды және еркін қозғалады (15, б-сурет). Сондықтан газдар кеңістікті түгел толтырады, пішіні болмайды және оңай сығылады. Газдың молекулалары өте жоғары жылдамдықпен қозғалады. Иіссумен жасалған диффузияны бақылау құбылысы осыны дәлелдейді. Газ молекулаларының жылдамдығы газ табиғатына ғана емес, сондай-ақ температураға да тәуелді. Температураны арттырғанда молекулалар жылдамдығы да жоғарылайды.
Заттардың агрегаттық күйлерінің өзгеруі
Затты бір күйден екінші бір күйге қалай ауыстыруға болады? Мұндай өзгерістерді жүргізу үшін белгілі бір жағдайлар жасау керек. Мысалы, мұз еру үшін оны алдымен балқу температурасына дейін (0°С) қыздыру қажет. Тоңазытқыштан алған мұздың бірден еріп кетпейтінін байқағанбыз, бұл -- оның бастапқы температурасы 0°С-тан төмен болған деген сөз. Яғни, біз оны алдымен көрсетілген температураға дейін қыздырамыз. Буға тезірек айналдыру үшін суды қайнату қажет. Су 100°С-та қайнайды

1.2 Буланғыштық
Буланғыштық (Испаряемость) - белгілі бір метеорологиялық жағдайда жеткілікті ылғалданған, төселген беттен мүмкін болатын ең көп булану (буландыру бетіне су беру жылдамдығы қанша үлкен болса да) шамасы. Әдетте, Буланғыштық шамасы ретінде су бетінен булану мөлшерін немесе тұрақты толық ылғалданған топырақ бетінен булану шамасын алады. Суқойма бетінен буланған су қабатының қалыңдығымен (мм) өлшенеді. Топырақ пен өсімдік бетінен (әсіресе шөлдерде) буланудан айтарлықтай дәрежеде ерекшеленуі мүмкін.
Буланғыштық -- жердің бетінен және су айдынынан белгілі бір ауа райы жағдайында судың барынша булану мөлшерін сипаттайтын шартты өлшем. Буланғыштық мм-мен өлшенеді. Судың бетіндегі Буланғыштық әрқашан нақты буланған су мөлшеріне тең. Құрлықта топырақ суға толық қаныққанда ғана нақты буланған су мөлшеріне тең болады. Буланғыштық өлшемі және оның жанама сипаттамалары жер бетіндегі ылғалдық мөлшерін анықтайтын көрсеткіштердің бәріне кіреді.

1.3 Булануды есептеу және оның өлшегіштері

Булануды есептеу (Расчет испарения) -- жер бетінің ылғалдық булануы жөнінде нақты деректер болмаған кезде булану мөлшерін есептеулер арқылы анықтау тәсілі.
Булану өлшегіштері - су бетінен булануды өлшеу үшін қолданылатын аспаптардың толық жинағы. Мұндай толық жинаққа буландырғыш ГГИ-3000, жер бетіндік көлемдік бюретка, өлшегіш түтік кіреді.

2.Конденсация туралы жалпы ұғым
Конденсация (газдың сұйыққа айналуы; лат. condensatio -- тығыздалу, қоюлану) -- заттың газ қалпынан сұйыққа айналуы немесе қатаюы. Конденсация белгілі бір шектеулі температурадан төмен жағдайда ғана болуы мүмкін. Мысалы, будың суға айналуы ылғалдылық молайып, температура төмендегенде, буға қаныққан ауаның қозғалысы температурасы жоғары жақтан төменге карай ығысуынан болады.
Конденсация тұман және бұлт қалыптасуы түрінде білінеді. Конденсация температураның төмендеуінен немесе қысымының өзгеруінен болады. Булануға қарама-қарсы процесс.

2.1. Булану аппараттары

Химия және сыбайлас өнеркәсіп өндірістерінде ерітінділерді концентраттау (қоюландыру) үшін ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.