دانلود تحقیق تبخیر کننده ها
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 52 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 19 |
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
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.
- خواص ویژه ی مایع
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.
تحقیق تبخیر
| دسته بندی | معماری |
| فرمت فایل | docx |
| حجم فایل | 43 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 60 |
تحقیق در مورد تبخیر دارای 60 صفحه و با فرمت ورد و قابل ویرایش
مقدمه
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.
پس به طور خلاصه می توان گفت که اهداف این تحقیق و پژوهش عبارتند از :
- شناسایی عوامل مؤثر بر تبخیر سطحی
- آشنایی با روشهای اندازه گیری تبخیر
- نقش تبخیر در برنامه ریزی و احداث پروژه های سد و مخازن آب
- استفاده بهینه در مصرف آب و برآورد نیاز آبی گیاهان
- استفاده بهینه از زمینهای قابل کشت کشاورزی و حاصلخیزی زمینهای زراعتی
- شناسایی عوامل تبخیر در کمیت و کیفیت محصولات غذایی و کشاورزی
تبخیر
عمل تبخیر یک فرایند کاملا فیزیکی بوده که در آن انرژی حرارتی باعث تغییر حالت آب از مایع به گاز می گردد.
در هواشناسی به فرایندی تبخیر می گویندکه نتیجه آن آزاد شدن مولکولهای آب و وارد شدن آنها در اتمسفر می باشد. به عبارت دیگر تبخیر در طبیعت همان انتشار بخار آب از یک سطح مرطوب ، سطح آزاد آب و اعم از حالت مایع یا جامد را در درجه حرارتی پایین تر از نقطه جوش آب می توان تعریف کردکه به آن تبخیر سطحی اطلاق می شود.
لذا تبخیر نقش مهمی در میزان آب قابل دسترس در یک منطقه دارد . بااهمیت‌ترین شکل تبخیر ، تبخیری است که از روی اقیانوس هاو دریاهای آزاد انجام می پذیرد و از آنجایی که این آبها از منابع اصلی مجموعه‌ی آب در سطح زمین می باشد ، عامل اصلی انتقال آب و بخار آن در حجم بالا بین اقیانوس ها و خشکی ها محسوب می شود.
از دیگر شکل های بااهمیت تبخیر ، تبخیر از رطوبت موجود در پوشش گیاهی ، سطح خاک و سطوح آزاد کوچک آب مثل دریاچه‌ها ، رودخانه ها و نهرهاست . ریشه‌ی گیاهان رطوبت موجود در خاک را جذب و بخشی از آن را توسط اندام‌های خود ترجیحا برگها به اتمسفر زمین وارد می کند ، به این فرم از تبخیر ، تعرق می گویند . چون تعرق گیاهان را نمی توان از تبخیر سطح خاک مجزا کرد ، کل پدیده را تبخیر و تعرق نامند که غالباً آب مصرفی گیاه گفته می شود. لذا برآورد میزان آبی که در اثر آبیاری به مصرف تعرق زراعت و درختان می‌رسد ، بر اساس تبخیر و تعرق است . ابعاد و اندازه‌ی شبکه های آبیاری نیز تابع مستقیمی از مقدار و زمان آب مصرفی است که به صورت تبخیر و تعرق وارد جو می شود . مسلماً تبخیرو تعرق جزء اصلی چرخه‌ی هیدرولوژی برای تشکیل صددرصد بارش در مناطق کویری ، 75 درصد در مناطق مرطوب و صددرصد در مجموع کره‌ی زمین محسوب می‌شود.
در فعالیت‌های عمرانی تبخیر از دو نظر حائز اهمیت است :اولاً تبخیر مستقیم از سطح رودخانه‌ها دریاچه ها و مخازن سدها باعث تلفات آب می شود . ثانیاً تبخیر و تعرق از سطح پوشش گیاهی داخل حوضه های آبریز نیز جزء تلفات به حساب می آید.
تلفات آب بر اثر تبخیر در آب و هوای معتدل مرطوب سالانه در حدود 600 میلی‌متر از سطح آزاد آب و در حدود 450 میلی متر از سطح زمین می باشد . حال آنکه در یک آب و هوای خشک این ارقام می تواند به ترتیب 2000 و 100 میلی متر باشد .
ملاحظه می شود که تبخیر از سطح آزاد آب افزایش و تبخیر واقعی کاهش می یابد . پایین بودن رقم تبخیر از سطح خشکی به دلیل عدم وجود بارندگی و موجودیت آب برای تبخیر است . بنابراین در اقلیم های خشک و نیمه خشک تبخیر از اهمیت زیادی برخوردار است . تخمین آن در طرح‌های عمرانی نیز به همان ترتیب حایز اهمیت است.
شکل زیر توزیع جغرافیایی میانگین تبخیر سالانه از اقیانوس ها و خشکی ها را مورد بررسی قرار می دهد.
به طوریکه در شکل مشاهده می کنید از نظر جغرافیایی حداکثر میانگین تبخیر و تعرق در اطراف خط استوا است که مقدار آن در نزدیک قطبین به صفر می رسد . توزیع جغرافیایی تبخیر و تعرق همچنین تحت تاثیر توزیع جغرافیایی خشکی ها ، اقیانوس ها و بارش بر روی خشکی ها می‌باشد . همانطور که در شکل مشاهده می شود از عرض های جغرافیایی پایین تا متوسط تبخیر بیشتری در اقیانوس‌ها نسبت به خشکی هاست. همچنین افت جزئی را که میزان تبخیر از اقیانوس ها نسبت به خشکی‌ها در استوا در شکل دارد میتوان ناشی از پایین بودن میزان باد و فراوانی میزان رطوبت در سطح همجوار اقیانوس ها دانست.
همچنین که اوج‌های جزئی تبخیر در عرض‌های متوسط زمین منعکس کننده تسلط بادهای غربی و بارفتن دسترسی به آب است و کاهش جزئی در نزدیک عرض 30 درجه در اثر کمبود آب در نوار‌های بیابانی است . در اقیانوس ها الگوی اساسی توزیع تبخیر به طور وسیعی تحت تاثیرجریانهای سطحی آن قرار می گیرد.
جریان تبخیر
مولکولهای آب در شرایط معمولی ، چه در دریاچه های بزرگ و چه به صورت لایه های نازک که ذرات خاک را در بر گرفته اند و چند میلی متر بیشتر آب ندارند دارای جرم مشخصی بوده و در یک حرکت ثابت می باشند اضافه شدن گرما به آب سبب افزایش انرژی مولکول های آب و حرکت سریع آنها می شود ، نتیجه اش افزایش فاصله همراه با کاهش نیروی چسبندگی بین مولکول ها را به دنبال خواهد داشت . در درجه حرارت‌های بالا مولکولهای بیشتری در سطح آب تمایل به آزاد شدن و وارد شدن به لایه های هوای همجوار سطح آب دارند . همزمان مولکول های بخار آب تمایل به آزاد شدن و وارد شدن به لایه های همجوار سطح آب دارند . مولکولهای لخار در این لایه در یک حرکت مداوم به سرمی برند و بعضی از آنها به سطح آب زیرین خود نفوذ می کنند. بنابراین میزان تبخیر در یک زمان معین بستگی به اختلاف تعداد مولکول هایی که از سطح آب خارج می‌شود و تعداد مولکول هایی که بر می گردند ، دارد.
عوامل موثر درتبخیر
اصولاً تبخیر از سطح آب یک عمل پیوسته و مداوم است که دو عامل اصلی جریان تبخیر را تحت تاثیر قرار می دهد:
1- در دسترس بودن انرژی برای ایجاد گرمای نهان تبخیر که این انرژی مورد نیاز جهت شکستن پیوند هیدروژنی آب است .
2- توان انتقال وانتشار بخار آب از سطح تبخیر می باشد که بستگی به گرادیان سرعت باد و رطوبت ویژه در هوای بالای آن است . علاوه برآن ، عوامل فیزیکی و محیطی نیز در میزان تبخیر موثر هستند .
تابش خورشید(انرژی خورشیدی)
تغییر حالت آب به گاز دردمای ده درجه سانتی گراد نیاز به انرژی دارد . بنابراین تبخیر می تواند در طول روز و حتی در شب چنانچه انرژی در اختیار باشد ، صورت گیرد . اصولاً مقدار انرژی که بتواند عمل تبخیر را انجام دهد در روز بیشتر از شب و در تابستان بیش از زمستان است . بنابراین انرژی خورشیدی در تغییرات میران تبخیر تاثیر تعیین کننده ای دارد . به طوریکه لینسلی و همکارانش (1985) پیشنهاد کردند که تلفات آب در اثر تبخیر از سطوح آزاد آب اساساً به نام تبخیر خورشیدی بیان می شود . این موضوع در شکل زیر نشان می دهد که چگونه انرژی خورشیدی و تبخیر رابطه ی نزدیکتری نسبت به درجه حرارت و تبخیر دارند . عرض جغرافیایی محل نیز که انرژی دریافت شده از خورشید به آن بستگی دارد در این امر دخالت دارد . به عبارت دیگر تبخیر بستگی به موقعیت جغرافیایی محل دارد و دارای تغییرات روزانه ، ماهانه و فصلی است.