فرمت فایل word(لینک دانلود پایین صفحه)تعداد صفحات: 62 صفحه
قسمتی از متن:
آب موجود در جو
آب در سه حالت بخار ، ( بخار آب ) مایع ( قطرات آب ) وجامد ( بلورهی یخ ) در جو وجود دارد از این سه حالت ، تنها حالت بخار آن نامرئی است آب تحت شرایط خاصی از یک حالت به حالت دیگر تغییر پیدا می کند که برای هر کدام نام ویژه ای به کار گرفته می شود .
فایل : word
قابل ویرایش و آماده چاپ
تعداد صفحه :16
اهمیت تبخیرکننده ها در صنایع گوناگون برای کسانی که با آنها سروکار دارند پوشیده نیست، مخصوصا در پالایشگاه های نفت و گاز برای استفاده از آب های نامرغوب و جلوگیری از ورود آنها به محیط زیست، آنها را بازیافت می کنند و به صورت آب مقطر یا آب های سرویس در می آورند که آب های سرویس برای شستشو استفاده می شود، اما آب مقطر می تواند استفاده های گوناگون داشته باشد که از جمله می تواند در دیگ های بخار برای تهیه بخار استفاده شود، لذا برای تهیه آب مقطر روش های گوناگونی وجود دارد که یکی از آنها روش تبخیر است که در تبخیرکننده های چند مرحله ای صورت می گیرد. در این جا خواص مایع تبخیر شونده و انواع تبخیرکننده ها و مشکلات حاکم بر آنها شرح داده می شود.
« و از ابر آبی به اندازه فرو می فرستیم و آنرا در زمین جا می دهیم و ما در بردن آن (یعنی بردن آن اندازه ای که بارانده ایم) توانائیم ـــ و با آن باغهای خرما و انگور برای شما تولید می کنیم، که هم فراورده های زیادی در آن برای شما هست و هم از آن می خورید (مؤمنون 18ــ19)». « آیا نمی بینی خدا آبی را از ابر پائین می آورد و آنرا در آب راهها در درون زمین راه می برد، سپس با آن رویشها با رنگهای گوناگون درمی آورد، سپس پژمرده می شود، پس از آن آنرا زرد شده می بینی، سپس آنرا خرد خرد می گرداند. در این روند براستی برای ناب اندیشمندان یادآوری افزون نهفته است (زمر 21)».
1- آبهای زیرزمینی چگونه ایجاد می‌شوند ؟
اغلب آبهای زیر زمینی از بارش و بارندگی ای که وارد زمین شده سرچشمه می‌گیرند. نقشه فوق نشان دهنده خاکهای اشباع شده از آب می‌باشد (آبخوانی که بیش از حد دارای آب می‌باشد) که بر روی سنگ بستر آبخوان قرار گرفته است. در آبخوانی که بیش از حد دارای آب است، آب فضای خالی بین دانه‌ها را پر می‌کند. در سنگ بستر آبخوان ها، آب از شکستگی‌ها و دیگر فضاهای خالی سنگ بستر وارد آن می‌گردد. همچنین برخی از انواع سنگ بستر مانند سنگ بستر ماسه سنگی ممکن است دارای فضاهای خالی اضافی (فضاهای اینترگرانولار) باشد که توسط آبهای زیر زمینی پر می‌گردند. آبهای زیرزمینی از ارتفاعات زیاد(یا مناطقی با فشار زیاد) به سمت ارتفاعات کم (یا مناطقی با فشار کم) جریان می‌یابند این مسئله برای آبهای سطحی نیز صادق است. جریان آبهای زیر زمینی همانگونه که در تصویر نشان داده شده است به سمت منطقه ای که خالی از آب (آب زیر زمینی) می‌باشد در حرکت است.
تبخیر جریانی است که بوسیله آن آب یا یخ تبدیل به گازمی شود. در فیزیک فرایند تبدیل یخ به بخار را تصعید می نامند.
با توسعه جوامع بشری یکی از مسائل مهم در پیشرفت هرجامعه ، دسترسی به آب با کیفیت مناسب در محل و زمان مورد نظر می باشد ، به طوریکه یکی از مهمترین عوامل محدودکننده توسعه اقتصادی ، می تواند کمبود آب و یا کیفیت نامناسب آن می باشد.
موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی خاص ، کشور ما را در ردة مناطق کم باران کرة زمین قرار داده است . زیرا صرف نظر از صفحات شمالی البرز و بخشی قسمت های غربی زاگرس قسمت اعظم کشور ما از نزولات جوی کافی بی بهره می باشد.
از آنجایی که تبخیر می تواند از سطوح مختلف از جمله : رطوبت موجود درپوشش گیاهی ، سطح خاک وسطوح آزاد آب مثل اقیانوس ها ، دریاها ، نهرها و حتی سفره‌های آب زیرزمینی و ... صورت می گیرد. پس این امر باعث می شود که مقدار بسیار زیادی از آب از دسترسی ما خارج شود پس درنظر گرفتن نقش تبخیر برای برنامه ریزی و مدیریت میزان آب مصرفی در کشاورزی و طرح‌های عمرانی مانند مهندسی ساختمان ، ایجاد سدهای مختلف ، بیلان جرم دریاچه‌ها ، حوضچه های تبخیری مورد استفاده در دفع فاضلاب های آلوده کننده بسیار مهم است. البته بایداین نکته را در نظر داشت که در بین پدیده های مختلف هواشناسی ، اندازه‌گیری میزان تبخیر واقعی مشکل‌ترین کارهاست.
مقدمه
تبخیر
جریان تبخیر
عوامل موثر درتبخیر
تابش خورشید(انرژی خورشیدی)
دمای هوا
رطوبت
فشار اتمسفر
اندازه سطح
عمق آب
رنگ مایع
غلظت املاح موجود در آب(شوری)
شامل 58 صفحه فایل word
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش) ، PPT
تعداد صفحات:43
فهرست مطالب:
تبخیر کننده ها و استفاده از آن ها برای جداسازی
• تبخیر
• خواص ویژه ی مایع
• عملیات یک مرحله ای و چند مرحله ای
• انواع تبخیرکننده ها
• تبخیرکننده های یک بار گذر و تبخیرکننده های چرخشی
• تبخیرکننده های لوله بلند با جریان صعودی
• تبخیرکننده های نزولی
• تبخیرکننده های با گردش وادار شده (Forced circulation evaporators)
• تبخیرکننده های مغشوش Agitated-film) evaporators)
• کارایی تبخیرکننده های لوله ای
• ظرفیت تبخیرکننده
Q=UA ΔT
• افزایش نقطه ی جوش و قانون DUhring
• اثر ارتفاع مایع و اصطکاک برروی افت دما
• ضرایب انتقال حرارت
• ضرایب فیلم- بخار(Steam-film)
• ضرایب جدار مایع
• ضرایب کلی
دید کلی
ساده‌ترین نوع دستگاه تبخیر
اشکال تبخیر کننده‌های ساده
دستگاه تبخیر با لوله‌های مبدل افقی
دستگاه تبخیر با لوله‌های مبدل عمودی
ایجاد حباب :
مکانیسم دستگاه تبخیر با لوله‌های مبدل عمودی
مشکل ویسکوزیته در اثر افزایش غلظت :
نتیجه گیری:
تبخیر کننده ها و استفاده از آن ها برای جداسازی
اهمیت تبخیرکننده ها در صنایع گوناگون برای کسانی که با آنها سروکار دارند پوشیده نیست، مخصوصا در پالایشگاه های نفت و گاز برای استفاده از آب های نامرغوب و جلوگیری از ورود آنها به محیط زیست، آنها را بازیافت می کنند و به صورت آب مقطر یا آب های سرویس در می آورند که آب های سرویس برای شستشو استفاده می شود، اما آب مقطر می تواند استفاده های گوناگون داشته باشد که از جمله می تواند در دیگ های بخار برای تهیه بخار استفاده شود، لذا برای تهیه آب مقطر روش های گوناگونی وجود دارد که یکی از آنها روش تبخیر است که در تبخیرکننده های چند مرحله ای صورت می گیرد. در این جا خواص مایع تبخیر شونده و انواع تبخیرکننده ها و مشکلات حاکم بر آنها شرح داده می شود.
تبخیر یا غلیظ کردن یک محلول، شامل یک ماده حل شونده غیرفرار و یک حلال فرار است. در اکثریت تبخیرها، حلال ما، آب است. در تبخیر، بخشی از حلال، بخار می شود و یک محلول غلیظ تولید می شود. تبخیر کردن با خشک کردن فرق می کند، زیرا در تبخیر کردن، آن چه باقی می ماند مایع است (بعضی اوقات مایعی با لزجی سطح بالا) نه یک جامد. همین طور تبخیر با تقطیر نیز فرق دارد، زیرا در تبخیر معمولا بخار آب، خالص است و حتی هنگامی که بخار آب مخلوط است، هیچ کوششی در مرحله تبخیر برای جداسازی بخار آب در قسمت های مختلف صورت نمی گیرد. تبخیر با بلورسازی نیز تفاوت دارد، زیرا در تبخیر تأکید برغلیظ کردن محلول است نه برشکل دادن و ساختن بلورها در وضعیت معین، مثلا در تبخیر آب نمک برای تولید نمک معمولی، خط بین تبخیر و بلورسازی خیلی دور از نوک تیز بودن است.معمولا، در تبخیر، مایع غلیظ، محصول با ارزشی است و بخار آب بعد از چگال شدن دور ریخته می شود، اما در یک وضعیت ویژه، عکس این مطلب صادق است
آب حاوی مواد معدنی اغلب برای مصرف در بویلرها، فرایندهای ویژه و مصرف انسان، تبخیر می شود و محصول عاری از مواد جامد است. این روش اغلب، تقطیر آب نامیده می شود، اما از دید فنی، تبخیر می باشد. فرآیندهای تبخیر در مقیاس بزرگ توسعه یافته است و برای تهیه آب شیرین از آب دریا به کار می رود. فقط مقدار کمی از کل آب تغذیه بازیافت و شیرین می شود و باقی مانده به دریا برمی گردد.
مشکل اساسی تبخیر، کاملا به وسیله خاصیت مایعی که باید غلیظ شود، تحت تأثیر قرار می گیرد. تغییرات وسیعی در خواص مایع وجود دارد (که تشخیص و تجربه را در طراحی و عملیاتی کردن تبخیرکننده ها طلب می کند) که این عملیات را از انتقال حرارت ساده به یک هنر مجزا مبدل می کند. بعضی از مهمترین خواص مایع در حال تبخیر به شرح زیر است:
1- غلظت: مایع رقیق ورودی به تبخیرکننده، ممکن است به اندازه کافی رقیق باشد، اما هم چنان که غلظت افزایش می یابد، محلول بیشتر و بیشتر حالت خاص به خود می گیرد. چگالی و لزجی با حجم مواد جامد افزایش می یابد تا این که محلول اشباع شود یا این که به خاطر خود مایع، انتقال حرارتی صورت نگیرد. با جوش دادن بیشتر مایع اشباع شده، کریستال تشکیل می شود که باعث انسداد لوله ها می شود.
2-کف کردن: بعضی مواد مخصوصا مواد آلی، در مدت تبخیر، کف تشکیل می دهند. کف پایدار، با بخار آب خروجی بیرون می رود و باعث کاهش بخار خروجی می شود. در بسیاری از حالت کل مایع، ممکن است در جوش زیاد به همراه بخار آب خارج شود.
3- حساسیت دما: بعضی از مواد شیمیایی ظریف، محصولات دارویی و غذاها، در حین حرارت دیدن متوسط در زمان نسبتا کوتاه، صدمه می بینند. در تغلیظ چنین موادی، تکنیک های ویژه ای هم برای کاهش دمای مایع و هم برای مدت حرارت دادن، لازم است.
4- جرم: بعضی محلول ها روی سطح حرارتی، جرم تشکیل می دهند که باعث کاهش شدید ضریب انتقال حرارت می شود. در چنین حالتی باید تبخیر کننده را از کار انداخت و جرم ها را از بین برد.
5- مواد ساختمانی تبخیرکننده: معمولا از بعضی انواع فولاد ساخته می شوند، اما بعضی از محلول ها، فلزات آهنی را مورد حمله قرار می دهند یا آنها را آلوده می کنند. بعضی مواد گران قیمت ممکن است در ساختمان تبخیر کننده برای جلوگیری از خوردگی به کار رود که باید نرخ انتقال حرارت بالایی داشته باشند تا گرانی را توجیه کند. بعضی خواص مایع هم باید توسط طراح درنظر گرفته شود، مثل: حرارت ویژه، حرارت غلظت، نقطه انجماد، سمی بودن، خطرات انفجار، رادیو اکتیویته و عملیات استریل.
بیشتر تبخیرکننده ها به وسیله بخار چگال شونده برروی لوله های فلزی، حرارت داده می شوند. تقریبا همیشه موادی که تبخیر می شوند، درون لوله ها جریان دارند. معمولا بخار، در فشار پایین یعنی زیر atm 3می باشد. مایع جوشنده نیز در خلأیی زیر خلأ متوسط، تا حدود Kpa 5می باشد. کاهش دمای جوش مایع، اختلاف دما بین بخار و مایع جوشنده را افزایش می دهد که موجب افزایش نرخ انتقال حرارت در تبخیر کننده می شود. در تبخیر کننده های یک مرحله ای، بخار به صورت غیر مؤثر استفاده می شود (کارایی پایین). در تبخیر کننده یک مرحله ای برای تبخیر یک پوند آب حدود یک تا یک و سه دهم پوند ( lb1.3 - 1) بخار مصرف می شود.در تبخیر کننده دو مرحله ای، بخار آب تولید شده با بخار ورودی به سیستم، ترکیب می شود و در مرحله دوم مورد استفاده قرار می گیرد. در این مرحله بخار آب تولید شده به وسیله واحد جرم بخار ورودی به سیستم تقریبا دوبرابر است. به طورکلی، روش عمومی افزایش تبخیر در واحد جرم بخار ورودی به سیستم، با استفاده از سری های تبخیرکننده ها، بین منبع بخار و چگالنده، تبخیر چند مرحله ای نامیده می شود.
1-تبخیرکننده های عمودی با لوله دراز
2-تبخیرکننده های مغشوش(Agitated-film)
در تبخیرکننده های یک بار گذر، مایع تغذیه فقط یک بار از میان لوله ها عبور می کند، بخارهایش را آزاد می کند و به صورت مایع غلیظ از واحد بیرون می رود. همه تبخیر در یک بار گذر از لوله ها، انجام می شود.
نسبت تبخیر به تغذیه (خوراک ورودی) در واحد یک بار گذر محدود است. بنابراین، این تبخیرکننده ها خیلی خوب با عملیات چند مرحله ای سازگار هستند، طوری که کل مقدار غلظت، می تواند روی چند مرحله پخش شود. تبخیر کننده های مغشوش همیشه به صورت یک بار گذری کار می کنند، تبخیرکننده های صعودی و نزولی نیز می توانند به این روش به کار گرفته شوند.تبخیرکننده های یک بار گذر، مخصوصا برای مواد حساس به حرارت مفید هستند.در خلأ خیلی بالا، دمای مایع می تواند پایین نگه داشته شود. با یک بار عبور سریع از میان لوله ها، مایع غلیظ در زمانی کوتاه در دمای تبخیر است و به محض این که تبخیر کننده را ترک کرد می تواند سریعا سرد شود.
در تبخیر کننده های چرخشی یک حوض مایع درون تجهیزات است. خوراک ورودی با مایع درون حوض مخلوط می شود و هر دو از لوله ها عبور می کنند. مایع تبخیر نشده از لوله ها تخلیه می شود و به حوض برمی گردد. به طوری که فقط بخشی از کل تبخیر در یک گذر رخ می دهد. همه تبخیرکننده های چرخشی وادار شده، از این نوع هستند. تبخیرکننده های جریان بالا نیز معمولا از این نوع هستند. مایع غلیظ شده، از حوض بیرون کشیده می شود، در غیر این صورت به علت بالابودن غلظت، چگالی، لزجی و نقطه ی جوش، ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد. این نوع تبخیرکننده ها، برای غلیظ کردن مایعات حساس به دما، مناسب نیستند. اگر چه با بالا بردن خلاء، دمای کل مایع پایین می آید و در ظاهر این دما برای این نوع مواد غیرمخرب است، اما به دلیل تماس مکرر مایع با لوله های داغ، مقداری از مایع به دمای خیلی بالایی می رسد که مطلوب نیست. اگر چه زمان متوسط ماندگاری مایع در ناحیه حرارتی ممکن است کوتاه باشد، ولی بخشی از مایع برای زمان قابل ملاحظه ای در تبخیر کننده باقی می ماند که همین زمان حتی برای مقدار کمی از مواد حساس به حرارت، مثل غذاها، باعث فساد کل محصول می شود. اما تبخیرکننده های چرخشی می توانند در دامنه وسیعی از غلظت، بین خوراک ورودی و مایع غلیظ، در یک واحد یک مرحله ای عمل کنند و خیلی خوب با تبخیر یک مرحله ای سازگار می شوند. آنها می توانند یا با چرخش طبیعی که جریان درون لوله ها به وسیله اختلاف چگالی تأمین می شود، کار کنند یا می توانند با چرخش وادار شده که جریان درون لوله به وسیله پمپ تأمین می شود، کار کنند.