Равновесие диффузионных процессов.
L – первая фаза;G – вторая фаза;
М – распределяемое вещество;
- относительная концентрация вещества М в первой фазе;
- относительная концентрация вещества М во второй фазе.
1,2,3 – равновесные линии;
x , y – концентрация вещества в фазах, L и G.
| Данные по равновесию получают экспериментальным путем или рассчитывают для идеальных смесей (например, по закону Рауля, Генри). Эти данные необходимы для расчета массообменного оборудования. |
Диффузионный процесс идет до достижения равновесия.
Равновесная кривая обязательно проходит через начало координат. Ее уравнение:
,
где 
- константа равновесия, если равновесная линия прямая, то 
,
Величина 
зависит от температуры и давления: 
.
В жидкости р на 
не влияет, т.к. жидкости несжимаемы.
Материальный баланс. Уравнение рабочей линии.
Баланс по распределяемому веществу М для всего аппарата, когда вещество переходит из фазы G в фазу L
 .
Можно составить материальный баланс для любой части аппарата, например, для верхней:
|
Отсюда уравнение рабочей линии:
.
В этом уравнении переменными являются у и х и связь между ними
линейная:
| у=Ах+В, Любая точка рабочей линии соответствует рабочим концентрациям в данном сечении аппарата, т.е. концентрациям распределяемого вещества в контактирующих фазах. |
Зная рабочую линию, мы можем определить движущую силу и, следовательно, скорость диффузионного процесса.
|
|
|
Основное уравнение массопередачи.
Основной закон массопередачи можно сформулировать, исходя из основного закона кинетики: скорость процесса равна движущей силе, деленной на сопротивление, т. е.
,
где М - количество вещества, которое переходит из одной фазы в другую;
F- поверхность контакта или раздела фаз;
DС - движущая сила процесса, т.е. разность равновесной и рабочей концентраций; t- время; R– сопротивление.
Величина, обратная сопротивлению R, называется коэффициентоммассопередачи: 
.
Коэффициент массопередачи выражает собой количество вещества, переходящего из одной фазы в другую за единицу времени через единицу поверхности соприкосновения фаз при движущей силе, равной единице.
Движущая сила тем больше, чем дальше система от состояния равновесия, т.е. чем больше разность рабочей и равновесной концентраций.
Основное уравнение массопередачи
В интегральной форме для всей поверхности, имеющейся в аппарате, для непрерывного процесса (за единицу времени)
Это уравнение устанавливает связь между производительностью аппарата М и его размерами. Эта связь может быть прямой или косвенной.
|
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 256; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!