Температура и концентрация электролита постоянны. по длине электролита
Данный случай представляет практический интерес при рассмотрения систем как с циркулирующим электролитом, где постоянство температуры я концентрации обеспечивается за счет циркуляция электролита, так и с раздельным электролитом при умеренных плотностях тока, когда градиентами температур я концентраций электролита можно пренебречь. Для рассматриваемого случая система дифференциальных уравненяй существенно упростится. Для удобства в данном случае уравнения запишем не для концентрацяй паров воды, а для влагосодержаиий.
Уравнение теплового баланса для водорода примет вид
dx (Qm, :сріТl) = “т® 2 7) "Ь (^2 Xt) Cp н2о Ti 1
где Qm(jc) = (Q“H,—£нг5х) (! + -‘’О — массовый расход водорода; Q“ = QJ* + C[m Hj; X — относительное массовое содержание
воды в потоке водорода; Кх — коэффициент массоотдачи, отнесенный к разности влагосодержаиий,
а — постоянный коэффициент; Хэ — влагосодержание при туре электрода. ;,л
Уравнение материального баланса имеет вид
ИЛИ
ШГ [ (Qm, н, — /н2йх) Х = Кх(Х9- X) 3.
Ch;-q:,h,
«"н.-гн.»*
Предельное значение влагосодержания ХпРед, к которому стремятся влагосодержаняе пароводородной смеси, определяется выражением
Кх~8*н,
Обычно расход водорода в СУВ значительно превышает расход водорода, идущего на реакцию. Следовательно, с точностью, достаточной дли инженерных расчетов, можно расходом на реакцию пренебречь, тогда выражение (5.14) примет вид
(5.15)
Среднее по длине электрода количество воды, удаляемой с поверхности электрода, должно равнятьси количеству образующейся воды, т. е.
I
~Y~ ^ (Хэ X)dx — g*H2o — ‘ ;v. ,
о
После преобразований потушм, что количество воды, удаляемой из ТЭ, Qm% Нао=£2т, н3(л’вых— ХВ!) пропорционально расходу циркулирующего водорода и разности влагосодержаиий на выходе и входе в ТЭ. Температуру пароводородной смеси при известной температуре поверхности электрода можно определить из уравнения (5.10). Когда можно не учитывать расход водорода, потребляемого
на реакцию, т. е. Q“ н„ = ®т, н, —const, температура смеся опре
деляется выражением Л (х) = ■
|
|
|
|
Мы рассмотрели процесс тепломассообмена в ТЭ при испарении воды в вынужденный поток водорода. Однако для построения системы удаления воды, как указывалось выше, необходимо исследовать процессы массопереноса, протекающие между ТЭ и агрегатами СУВ, и установить взаимосвязь основных параметров СУВ.