Исследование параметров процесса теплообмена при сублимации диоксида углерода

При расчете углеродного цикла важно учесть влияние градиентов температуры на механизмы абсорбции и десорбции диоксида углерода. Для определения зависимости продолжительности сублимации сухого льда от температуры, плотности прессованного СО2, а также влажности окружающей среды и концентрации нами в лаборатории кафедры теплохладотехники Кемеровского государственного университета был проведен ряд экспериментов. Опыты проводились при атмосферном давлении в диапазоне температур от -80 до -20 °С. Температуры обеспечивались двухступенчатой автоматизированной каскадной холодильной установкой, стабильная влажность в камере поддерживалась увлажнителем воздуха. В камеру помещали теплоизолированный бокс размером 0,2×0,15×0,2 м, в котором находились исследуемые образцы. Для получения навесок в виде цилиндра применяли специальные медные тонкостенные полые цилиндрические пресс-формы, которые заполняли полученным в аппарате снегообразным диоксидом углерода. Для формирования блока сухого льда применяли пресс, при помощи которого создавали давление в 90, 75, 50 и 25 кН/м2. Влияние конденсации влаги на скорость сублимации оказалось меньшим, чем ожидалось. Выпадение инея и увеличение в связи с этим поверхности привело к интенсификации теплообмена. Однако значительная часть влаги вымерзала, не доходя до поверхности сухого льда, а образующийся слой рыхлого инея являлся как бы теплоизоляцией, и сублимация под ним протекала менее интенсивно. Прямое влияние на процесс сублимации оказывало давление. Не мене важным фактором является и температура хранения диоксида углерода по причине высоких затрат энергии на работу низкотемпературной камеры. Согласно полученным экспериментальным данным, зависимость интенсивности процесса сублимации от температуры окружающего воздуха при указанных выше условиях имеет линейный характер.