Уравнение массопередачи.

Как отмечалось, процесс массопередачи включает процессы массоотдачи в пределах каждой из двух взаимодейст­вующих фаз и, кроме того, процесс переноса распределяемого вещества через поверхность раздела фаз:

(3.20)

где у_гр, х_гр —концентрации на границе раздела соответствующих фаз;

bу,bх— коэф­фициенты массоотдачи, выраженные соответственно через концентрации фаз У и Х;

у, х - концентра­циям распределяемого вещества в основной массе (ядре) фазы.

Сложность расчета процесса связана с тем, что практически невозможно измерить концентрации фаз непосред­ственно у границы их раздела. Учитывая это, основное уравнение массопередачи, определяющее количество М вещества, переносимого из фазы в фазу в единицу времени, выражают следующим:

(3.21)

где у*, х* — равновесные концентрации в данной фазе, соответствующие концентра­циям распределяемого вещества в основной массе (ядре) другой фазы;

Ку,Кх— коэф­фициенты массопередачи, выраженные соответственно через концентрации фаз У и Х;

у, х - концентра­циям распределяемого вещества в основной массе (ядре) фазы.

При такой форме записи уравнения массопередачи движущая сила процесса выражается разностью между рабочей и равновесной концентра­цией (или наоборот), отражающей меру отклонения системы от состояния равновесия.

Коэффициент массопередачи (К_у или К_х) показывает, какое количество вещества переходит из фазы в фазу за единицу времени через единицу поверхности контакта фаз при движущей силе массопере­дачи, равной единице.

Следует подчеркнуть, что в условно принимаемых за движущую силу разностях концентраций (у — у*) или (х* —х) величины у* и х* представляют собой фактически не существующие в потоке предельные (равновесные) концентрации, значения которых можно найти в справочниках. Концентрации фаз изменяются при их движении вдоль поверхности раздела, соответственно изменяется движущая сила массопередачи. По­этому в уравнение массопередачи вводят величину средней дви­жущей силы (Dу_ср или Dх_ср). Тогда уравнения (3.21) принимают вид:

(3.22)

С помощью этих уравнений обычно находят поверхность контакта фаз F и по ней рассчитывают основные размеры аппарата. Для определения F необходимо предварительно рассчитать коэффициент мас­сопередачи Ку или Кх и среднюю движущую силу. Величина М — количество вещества, переводящее из фазы в фазу в единицу вре­мени, или нагрузка аппарата, либо задается при расчете, либо определяется из материального баланса.

Дата добавления: 2015-07-08