Испарение

Испарение — это медленный переход жидкости в газообразную фазу при температуре ниже ее температуры кипения. Этот процесс происходит исключительно на свободной поверхности жидкости. Отдельные молекулы покидают жидкость, когда их кинетической энергии достаточно, чтобы преодолеть силы связи.

Испарение — это непрерывный процесс переноса вещества. На него влияют температура, движение воздуха, давление и относительная влажность воздуха. Высокие температуры и низкая влажность ускоряют испарение. Понижение окружающего давления также увеличивает скорость испарения.

Определяющим фактором для испарения является температура поверхности жидкости. Она определяет локальное давление насыщенного пара. Поэтому испарение представляет собой сопряженный процесс тепло- и массообмена. Понижение окружающего давления или повышение температуры существенно увеличивают скорость испарения.

В отличие от кипения, испарение происходит без образования пузырьков внутри жидкости. Это поверхностное явление. В технических процессах сушки испарение часто является вторым этапом после механического обезвоживания.

Скорость испарения может быть описана следующим образом:

m˙ = k · A · [exp ( −ΔH_vap / (R · T_L ) ​​​+ C )−p]

• m˙ — массовый расход испарения (кг/с)
• k — коэффициент массообмена
• A — площадь испарения (м²)
• ΔH_vap — энтальпия испарения (Дж/моль)
• R — универсальная газовая постоянная (Дж/(моль·К))
• T_L — температура поверхности жидкости (К)
• C — константа вещества
• p — давление пара процессной среды (Па)

Испарение играет важную роль при сушке, охлаждении, тепловых насосах, нанесении покрытий и разделении растворителей.