Испарение и кипение жидкостей

[nikita817]

Доброго времени суток всем)
Сразу прошу прощения за то что мог залить вопрос в ветку по другому предмету, тема все-таки смежная.

Передо мной поставили задачу сделать математическую модель паромаслянного насоса(курсовая) (картинка для общего понимания). С принципом работы системы я ознакомился, но каких-то конкретных вещей не нашел(формулы, уравнения, системы).


От нагревателя 6 пар поднимается вверх со скоростью $\upsilon$, давлением $p$ и температурой $T$ и дальше уже по всей системе. Меня интересует сам пар и его свойства.


Первым на ум приходит сразу уравнение Клапейрона $pV=nRT. Но оно ведь только для постоянной массы газа, можно ли допустить что конденсируется столько же сколько и испаряется и пользоваться этим уравнением?

Допустим зная МКТ мы дальше можем найти скорость $\upsilon =$\sqrt{\frac{3kT}{m_0}}$$, но ведь это будет средняя скорость молекул, а не скорость струи пара. Тупик.


Второй вариант попробовать через энергии, куда как раз удобно будет потом добавить нагреватель. Энергия $Q$ полученная от нагревателя испарит $m$ жидкости, но какое количество энергии тогда будет иметь пар?

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- отсутствуют собственные содержательные попытки решения задачи.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[realeugene]

nikita817 в сообщении #1460862 писал(а):

а не скорость струи пара

Для начала оцените длину свободного пробега молекул масла и газа, сравните её с диаметром установки.

[nikita817]

realeugene в сообщении #1460913 писал(а):

Для начала оцените длину свободного пробега молекул масла и газа, сравните её с диаметром установки.

Ну установка нужно для создания высокого вакуума, а он в свою очередь характеризуется $\frac{\lambda}{d}>>1$, но я не уверен что такое же соотношение уже в самой маслянной камере, но там точно $\frac{\lambda}{d}>1$

[realeugene]

nikita817 в сообщении #1460921 писал(а):

Ну установка нужно для создания высокого вакуума, а он в свою очередь характеризуется

Замечетельно. Если нет газа, как летают молекулы масла?

[nikita817]

realeugene в сообщении #1460926 писал(а):

Замечетельно. Если нет газа, как летают молекулы масла?

Там на рисунке над 6(нагреватель) находится жидкое масло, оно испаряется и уже летит "по своим делам". Документации какое там внутри давление нет, или она не для всех. Но смею предположить что оно варьируется от входного средний вакуум $\frac{\lambda}{d}>1$ и до $\frac{\lambda}{d}>>1$ высокий вакуум

[realeugene]

nikita817 в сообщении #1460930 писал(а):

Документации какое там внутри давление нет

А температура испаряющегося масла есть, хотя бы грубое предположение?

nikita817 в сообщении #1460930 писал(а):

оно испаряется и уже летит "по своим делам".

В работе такого насоса ключевой момент - как именно масло летит по своим делам.

[druggist]

Принцип работы паромаслянного насоса - увлечение молекул остаточного газа сверхзвуковой струей паров кипящего масла, которые затем конденсируются на охлаждаемых стенках, а выделяющийся при этом остаточный газ откачивается форвакуумным насосом (выходной патрубок, см. схему). Предельный вакуум теоретически определяется давлением насыщенных паров используемого масла.Теоретически рассчитать скорость откачки довольно сложно, можно лишь прикинуть

[nikita817]

realeugene в сообщении #1460931 писал(а):

А температура испаряющегося масла есть, хотя бы грубое предположение?

Ну я нашел в продаже такое масло: Температура кипения при 1,3 мбар, 160 °С
Температура вспышки, °С 196 °С, но это ведь для самого масла, а не пара. Но с другой же стороны при испарении температура пара такая же как и жидкости, если нет нагревателя пара.

-- 07.05.2020, 18:09 --

druggist в сообщении #1460935 писал(а):

Принцип работы паромаслянного насоса - увлечение молекул остаточного газа сверхзвуковой струей паров кипящего масла, которые затем конденсируются на охлаждаемых стенках, а выделяющийся при этом остаточный газ откачивается форвакуумным насосом (выходной патрубок, см. схему). Предельный вакуум теоретически определяется давлением насыщенных паров используемого масла.Теоретически рассчитать скорость откачки довольно сложно, можно лишь прикинуть

Я хочу получить график зависимости быстроты действия паромасляного диффузионного насоса от впускного давления

[realeugene]

nikita817 в сообщении #1460938 писал(а):

Я хочу получить график зависимости быстроты действия паромасляного диффузионного насоса от впускного давления

Предположите некоторые разумные параметры масла, такие, как масса молекул и давление паров при рабочей температуре, при которой масло кипит. Вы разобрались, каким именно образом вообще такой масляный насос откачивает посторонний газ?

[nikita817]

realeugene в сообщении #1460965 писал(а):

nikita817 в сообщении #1460938 писал(а):

Я хочу получить график зависимости быстроты действия паромасляного диффузионного насоса от впускного давления

Предположите некоторые разумные параметры масла, такие, как масса молекул и давление паров при рабочей температуре, при которой масло кипит. Вы разобрались, каким именно образом вообще такой масляный насос откачивает посторонний газ?

В паспорте масло очень четко написано давление пара при определенной температуре (при 20°C и 165°C), и мне почему-то показалось что скорее всего это температура для остывания(в данной задаче она ненужна) и рабочая температура(ну или это как минимум стоит брать за рабочую температуру) $4\cdot10^6$ и 1 Торр соотвественно.
Молекулярная масса 310 (нашел на единственном сайте, не могу даже предположить в каких единицах).

Ну я нашел какую-то методичку для вуза и там очень хорошо и понятно о нем написано, но неуверен насколько глубоко

[realeugene]

nikita817 в сообщении #1460971 писал(а):

не могу даже предположить в каких единицах

Атомных единиц массы.

[druggist]

Составьте простенькое дифференциальное уравнение для изменения давления газа в откачиваемом объеме: считайте, что те молекулы остаточного газа из объема, которые (двигаясь хаотически , "по правилам идеального газа" при комн. температуре) пересекают сечение условного диаметра насоса D_у покидают объем безвозвратно, а обратный поток определяется давлением насыщеных паров масла при температуре стенок порядка 20 град) (это если нет течей и газовыделения внутри) Газ -воздух ,(конечно, идеальный) про масло - нужно только давление насыщенных паров при комн температуре (что-то около 10 в минус седьмой степени мм рт ст

[nikita817]

druggist в сообщении #1460984 писал(а):

Составьте простенькое дифференциальное уравнение для изменения давления газа в откачиваемом объем

$\frac{dp}{dy}$?

Ну описание уравнения я понял, но непонятно как именно его составлять. На основе имеющихся каких-то или просто "с 0"?

-- 12.05.2020, 15:05 --

realeugene в сообщении #1460980 писал(а):

Атомных единиц массы.

При таких данных получается это идеальный газ и может использовать уравнение Клапейрона?