Визначення DYср для випадку, коли лінія рівноваги крива

Розглянемо протиточний апарат колонного типу, рис. 1.16, G=соnst і L=соnst. Лінія рівноваги - крива Y^P’ = F(х), K_y=const Виражаємо рушійну силу через концентрації фази G. В фазі G концентрація змінюється від Y_n до Y_к на виході.

Рис.3. 16 Процес масообміну для апарату з протитечійною

Зобразимо процес на діаграмі Y = f(F), рис. 1.17. Робоча лінія представлена кривою і змінюється від Y_n, при F = 0 до Y_к, при F = F_в. Відповідно лінія рівноваги змінюється від до

Рис. 3.17 Зміна концентрацій по висоті апарату.

Виділимо елемент поверхні dF, для якого рушійна сила виразиться, як . Запишемо рівняння матеріального балансу для цього елементу, в якому передається маса в кількості dМ:

dМ=-GdY

Запишемо рівняння масопередачі для цього елементу:

dМ=К_у(Y-Y^р)dF

Прирівнявши праві частини, отримаємо:

-GdY=К_у(Y-Y^р)dF

Звідки

Інтегруємо ліву частину виразу від 0 до F:

,

а праву частину від Y_п до Y_k:

Поверхня контракту фаз в апараті:

З рівняння матеріального балансу для всього апарату:

М=G(Y_n-Y_к)

Знайдемо G і підставимо в формулу для F:

Виразимо звідси М:

(3.92)

Рівняння (3.92) порівнюємо з записом основного рівняння масопередачі у виді:

М=К_уFΔYср

Таким чином, середнє значення рушійної сили можна подати, як:

(3.93)

або

3.1.16 Вплив перемішування на середню рушійну силу ΔY_ср і ΔХ_ср

Вивід ΔY_ср ґрунтується на аналізі апаратів з ідеальним витісненням. При роботі в апаратах ідеального змішування, які працюють в такому режимі, концентрація в фазах по висоті апарата миттєво вирівнюється і ΔY_ср різко знижується. В реальних апаратах турбулентна дифузія приводить до перемішування за рахунок краплевиносу знижує ΔY_ср. Аналогічно діє і молекулярна дифузія. Отже, апарати працюють в проміжному режимі.

Зворотнє перемішування впливає на ефективність масообміну, знижуючи і кількість перенесеної маси. Вплив зворотнього перемішування враховується емпіричним співвідношенням.

Дата добавления: 2015-08-18