Кристалізація та випаровування. Штучне охолодження.

Процес, що відбувається без витрати будь-якої зовнішньої енергії

Можливість охолодження тіла до температури, нижчої за температуру навколишнього середовища

Охолодження тіла лише до температури охолоджуючого середовища

Використання виключно холодної води як охолоджуючого агента

Глибоке охолодження (перша група)

Помірне охолодження

Криогенна техніка

Техніка ультранизьких температур

Lmin​=Q₀​(T−T₀​)/T₀

Lmin​=Q₀​+Q

Lmin​=Q₀​(T−T₀​)

Lmin​=Q₀​T₀​/(T−T_0​​)

Відношення роботи до кількості відведеного тепла

ККД холодильної машини, який завжди менше одиниці

Кількість тепла, що віддається навколишньому середовищу на 1 кг холодоагенту

Відношення холодопродуктивності до витраченої роботи

Ентропія

Тиск

Ентальпія

Температура

Газ віддає частину своєї теплоти стінкам дросельного пристрою

Ентальпія газу різко зменшується під час проходження через звуження

Газ виконує роботу проти сил внутрішнього зчеплення молекул

Кінетична енергія молекул зростає за рахунок потенційної енергії

Газ інтенсивно охолоджується

Газ нагрівається (негативний ефект)

Температура газу залишається незмінною

Газ миттєво переходить у рідкий стан

Пароежекторні машини

Парокомпресійні машини

Машини на вихрових охолоджувачах

Абсорбційні холодильні машини

Велика в'язкість та щільність

Низька теплота паротворення

Низька питома холодопродуктивність

Висока токсичність та вибухонебезпечність

Підвищення займистості речовини

Зниження токсичності та корозійної активності

Збільшення температури кипіння

Зменшення теплоти паротворення до нуля

Конденсатор → Випарник → Дросельний вентиль → Компресор

Компресор → Конденсатор → Дросельний вентиль → Випарник

Випарник → Конденсатор → Компресор → Дросельний вентиль

Компресор → Дросельний вентиль → Випарник → Конденсатор

Ефект Джоуля-Томсона

Ефект Пельтьє

Магнітно-калоричний ефект

Ефект Ранка

У детандері газ здійснює зовнішню роботу, що веде до більшого охолодження

Дроселювання дозволяє досягти значно нижчих температур, ніж детандер

Детандерування відбувається при постійній ентальпії

У детандері температура газу завжди зростає

Перетворення рідини на перегріту пару

Додаткове стиснення холодоагенту перед випарником

Очищення хладона від частинок мастила

Розділення суміші на насичену пару та рідину

Суміш льоду і 30% CaCl₂​

Суміш льоду і 23% NaCl

Суміш гелію-3 та гелію-4

Чистий рідкий аміак при атмосферному тиску

Процес повного видалення розчинника шляхом його нагрівання до температури кипіння.

Хімічна реакція між двома рідинами, що призводить до випадання осаду.

Механічне розділення суспензії на тверду та рідку фази через фільтр.

Масообмінний процес утворення твердої фази у вигляді кристалів з розчинів, розплавів або газів.

Досягнення стану пересичення розчину.

Повне випаровування всієї рідкої фази.

Досягнення стану насичення розчину.

Зниження температури розчину нижче 0^∘C.

Кристалізація шляхом додавання речовин, що знижують розчинність.

Кристалізація при негативному тиску (вакуумі).

Кристалізація шляхом випарювання частини розчинника при постійній температурі.

Кристалізація шляхом охолодження розчину без зміни кількості розчинника.

Зупиняє процес кристалізації через надмірну кінетичну енергію.

Сприяє утворенню великої кількості дрібних кристалів.

Сприяє росту великих, добре оформлених кристалів.

Призводить до утворення аморфної маси без кристалічної структури.

Зменшення витрати пари на обігрів першого корпусу.

Зниження температури кипіння розчину, що важливо для термолабільних речовин.

Збільшення в'язкості розчину для прискорення циркуляції.

Повне усунення температурної депресії розчину.

Підвищення температури кипіння нижніх шарів рідини через тиск її стовпа.

Різниця температур між гріючою парою та киплячим розчином.

Зниження температури пари при її проходженні крізь бризковловлювачі.

Втрата тепла через стінки апарата в навколишнє середовище.

Барометричний ящик.

Кип'ятильник.

Сепаратор.

Циркуляційна труба.

Пара конденсується при безпосередньому контакті з холодною водою, а суміш видаляється через високу трубу під дією гравітації.

Пара фільтрується крізь шар активованого вугілля для видалення газів, що не конденсуються.

Пара стискається поршнем до високого тиску, що змушує її перетворюватися на рідину.

Пара охолоджується через металеву стінку трубок, по яких тече холодна вода.

Поняття центра кристалізації ширше і включає будь-які тверді частинки (домішки), здатні стимулювати ріст.

Зародки складаються з атомів розчинника, а центри — з молекул розчиненої речовини.

Зародки завжди більші за розміром, ніж центри кристалізації.

Центри кристалізації утворюються тільки при випарюванні, а зародки — при охолодженні.

Зменшення загальної вартості обладнання

Збільшення швидкості процесу за рахунок однакового тиску в усіх корпусах

Спрощення конструкції та обслуговування

Можливість багаторазового використання тепла вторинної пари

Тиск поступово підвищується

Тиск поступово знижується

Тиск залишається стабільним у всіх корпусах

Тиск знижується лише в парних корпусах

У першому корпусі

Лише в конденсаторі

В останньому корпусі

В усіх корпусах одночасно

Пара, що утворюється в результаті кипіння розчину

Пара, що надходить з котельні

Пара, що утворюється при охолодженні конденсату

Відпрацьована пара в турбінах

Висока швидкість перемішування

Різниця концентрацій перенасиченого та насиченого розчинів

Наявність антикристалізаторів

Абсолютна в'язкість середовища

Використання відцентрового насоса

Тільки за умови вакууму в апараті

Різниця густин розчину в циркуляційній та кип'ятильних трубах

За рахунок кінетичної енергії пари, що надходить

Висота дорівнює діаметру сепаратора

Близько 10.5-11 м

Не більше 2 м

Рівно 100 м

Промивання отриманих кристалів

Сушіння кристалів у нерухомому шарі

Зародження центрів кристалізації

Масове випарювання всього розчинника

Для підвищення щільності вторинної пари

Для усунення необхідності використання конденсаторів

Для зниження температури кипіння розчину

Для посилення корозії металу апарата

Кристалізація при температурі, нижчій за точку замерзання

Кристалізація шляхом випарювання розчинника при сталій температурі

Кристалізація шляхом різкого охолодження

Додавання речовин, що знижують розчинність

Повернення рідини, що не випарувалася, у нижню частину апарата

Збір та вивантаження готових кристалів

Видалення вторинної пари в атмосферу

Подача свіжої пари всередину розчину

Від роду розчинника

Від матеріалу, з якого виготовлені лопаті мішалки

Від кількості центрів кристалізації та швидкості охолодження

Тільки від об'єму випарного апарата