Водный раствор - сплав
Cтраница 1
Водный раствор сплава, обработанного азотной кислотой, прозрачен. Сплав не содержит ни олова, ни сурьмы. [1]
Процесс теплообмена водных растворов сплава существенно отличается от процесса теплообмена при кипении воды. Для водных растворов характерно местное кипение, к тому же весьма специфическое. Когда к раствору через стенку подводится тепло, происходит кипение раствора на поверхности теплообмена. Подобно кипению воды образующиеся на стенке паровые пузыри отрываются от нее и эвакуируются в ядро раствора. Однако в отличие от кипения воды попавшие в ядро раствора паровые пузыри не могут быстро конденсироваться, поскольку температура раствора сплава выше температуры конденсации водяного пара на величину температурной депрессии. Наряду с этим вследствие испарения воды в водном растворе сплава возрастает градиент концентрации и тем самым создаются условия поглощения молей водяного пара раствором. Однако этот процесс поглощения протекает довольно медленно, так что пузырьки пара, перемещаясь в растворе, весьма энергично его турбулизируют. [2]
 |
Принципиальная схема нагревательной установки, работающей на водных растворах сплавов СС-3 и СС-4. [3] |
Первоначальное приготовление водного раствора сплава заданной концентрации производится Непосредственно в баке-хранилище. Сначала загружается дистиллированная вода в количестве, необходимом для приготовления заданного объема раствора и заданной концентрации, затем комполенты сплава вводят в бак-хранилище постепенно по мере их растворения в воде. Для ускорения растворения рекомендуется подогревать воду до температуры 50 - 70 С, а само растворение проводить при перемешивании. [4]
При действии HsOj на водные растворы сплавов NbjOe и TajOs с КОН образуются бесцветные перекисные соли состава КзЭОз. Аналогичные соли выделены и для некоторых других катионов. Действием на растворы надниобатов и надтанталатов разбавленной HjSO4 могут быть получены ( в виде кристаллогидратов) и свободные надкислоты. Обе они отвечают мета-форме и довольно устойчивы. Например, лимонно-желтый кристаллогидрат НМЬО4 пНгО разлагается разбавленной серной кислотой ( с отщеплением Н2О2) лишь при нагревании, а бесцветный кристаллогидрат НТаО4 - гаНгО выдерживает нагревание до 100 С без разложения. [5]
При действии НзОз на водные растворы сплавов NbaOs и Ta20s с КОН образуются бесцветные перекисные соли состава КзЭОв. Аналогичные соли выделены и для некоторых других катионов. Действием на растворы надниобатов и надтанталатов разбавленной H2SO4 могут быть получены ( в виде кристаллогидратов)) и свободные надкйслоты. Обе они отвечают мета-форме и довольно устойчивы. Например, лимонно-желтый кристаллогидрат HNbO4 - nH2O разлагается разбавленной серной кислотой ( с отщеплением Н2О2) лишь при нагревании, а бесцветный кристаллогидрат HTaOi - пН8О выдерживает нагревание до 100 С без разложения. [6]
Как было указано в § 4 - 5, водные растворы сплава СС-4 или СС-3 выгодно отличаются от самих сплавов большей интенсивностью теплообмена и значительно более низкой температурой замерзания. Однако для получения высоких температур в нагревательной установке в случае работы ее на водных растворах она должна работать под давлением. Это является основным недостатком водных растворов солей как высокотемпературного теплоносителя. Как видно из схемы, установка состоит из двух контуров: солевого контура с принудительной циркуляцией и водяного с естественной циркуляцией. Сущность работы установки сводится к использованию теплоты экзотермической реакции, протекающей в реакторах 1, для получения водяного пара заданных параметров. Работа ее сводится к следующему. В результате этого тепло, воспринятое раствором в реакторе, передается в испарителе кипящей в междутрубном пространстве воде. Полученная пароводяная эмульсия поступает в сепаратор 7, где происходит разделение ее на пар, идущий к потребителю, и воду, которая снова поступает в испаритель. Выделяющиеся из кипящего раствора водяные пары из испарителя 2 поступают в конденсатор 5, где они полностью конденсируются питательной водою, поступающей в сепаратор 7 для производства водяного пара. Чтобы обеспечить постоянство концентрации водного раствора сплава в солевом контуре, конденсат, полученный в конденсаторе 5, непрерывно подается насосом 6 в смеситель 4, где происходит его смешение с раствором сплава, поступающего из испарителя. Регулируя количество конденсата, подаваемого в смеситель, можно в широком диапазоне изменить концентрацию раствора в солевом контуре вплоть до нулевого содержания о нем воды. [7]
В случае временной остановки нагревательной системы выключаются обогрев теплогенератора и циркуляционный насос. Тогда весь находящийся в системе сплав самотеком сливается в бак 1, где он с помощью парового змеевика может долгое время находиться в расплавленном состоянии. При продолжительной остановке системы в бак 1 подается по трубе 9 вода в таком количестве, чтобы получился 40 % - ный водный раствор сплава с температурой замерзания около 8 С. [8]
Процесс теплообмена водных растворов сплава существенно отличается от процесса теплообмена при кипении воды. Для водных растворов характерно местное кипение, к тому же весьма специфическое. Когда к раствору через стенку подводится тепло, происходит кипение раствора на поверхности теплообмена. Подобно кипению воды образующиеся на стенке паровые пузыри отрываются от нее и эвакуируются в ядро раствора. Однако в отличие от кипения воды попавшие в ядро раствора паровые пузыри не могут быстро конденсироваться, поскольку температура раствора сплава выше температуры конденсации водяного пара на величину температурной депрессии. Наряду с этим вследствие испарения воды в водном растворе сплава возрастает градиент концентрации и тем самым создаются условия поглощения молей водяного пара раствором. Однако этот процесс поглощения протекает довольно медленно, так что пузырьки пара, перемещаясь в растворе, весьма энергично его турбулизируют. [9]
Как было указано в § 4 - 5, водные растворы сплава СС-4 или СС-3 выгодно отличаются от самих сплавов большей интенсивностью теплообмена и значительно более низкой температурой замерзания. Однако для получения высоких температур в нагревательной установке в случае работы ее на водных растворах она должна работать под давлением. Это является основным недостатком водных растворов солей как высокотемпературного теплоносителя. Как видно из схемы, установка состоит из двух контуров: солевого контура с принудительной циркуляцией и водяного с естественной циркуляцией. Сущность работы установки сводится к использованию теплоты экзотермической реакции, протекающей в реакторах 1, для получения водяного пара заданных параметров. Работа ее сводится к следующему. В результате этого тепло, воспринятое раствором в реакторе, передается в испарителе кипящей в междутрубном пространстве воде. Полученная пароводяная эмульсия поступает в сепаратор 7, где происходит разделение ее на пар, идущий к потребителю, и воду, которая снова поступает в испаритель. Выделяющиеся из кипящего раствора водяные пары из испарителя 2 поступают в конденсатор 5, где они полностью конденсируются питательной водою, поступающей в сепаратор 7 для производства водяного пара. Чтобы обеспечить постоянство концентрации водного раствора сплава в солевом контуре, конденсат, полученный в конденсаторе 5, непрерывно подается насосом 6 в смеситель 4, где происходит его смешение с раствором сплава, поступающего из испарителя. Регулируя количество конденсата, подаваемого в смеситель, можно в широком диапазоне изменить концентрацию раствора в солевом контуре вплоть до нулевого содержания о нем воды. [10]
Страницы: 1