Движущая сила массообменных процессов

Движущая сила массообменных процессов есть разность между рабочими и равновесными концентрациями. Движущая сила характеризует степень отклонения системы от равновесия (рисунок 1.1). При установлении равновесия между фазами массообмен между ними прекращается.

Рассмотрим случай, когда линия равновесия является прямой, то есть у* = mх и m > 1. Перенос вещества происходит из фазы Ф_х в фазу

Ф_y (рисунок 1.2). Для каждой точки или сечения аппарата Δу = у*-у, т.е. получается, что движущая сила изменяется с изменением рабочей концентрации.

Поэтому для всего процесса (или для всей поверхности массопередачи) должна быть найдена средняя движущая сила.

а б

Рисунок 1.1 – Выражения движущей силы массообменных процессов

По аналогии с теплопереносом можно написать для массопереноса следующее выражение движущей силы процесса Δy_ср в концентрациях фазы Ф_у (рисунок 1.2а):

, (1.2)

а для фазы Ф_х (рисунок 1.2б):

, (1.3)

где Δy_б и Δx_б – большая, а Δy_м и Δx_м – меньшая разности концентраций на концах массообменного аппарата.

а б

Рисунок 1.2 – К определению движущей силы процесса

массопереноса в концентрациях фаз Ф_y (а) и Ф_х (б)

Если , то тогда средняя движущая сила определится как:

. (1.4)

Аналогичные выражения будут и для прямоточного движения фаз, участвующих в массообмене.

В случае, если линия равновесия не является прямой
(m ≠ const), среднее значение движущей силы процесса определяется по формуле:

. (1.5)

Средняя движущая сила процесса зависит от:

а) начальных и конечных концентраций компонентов y_н, y_к, x_н, x_к;

б) взаимного направления движения фаз: ;

в) структуры потока в аппарате: ;

г) температуры и давления.

Дата добавления: 2015-08-18