3. Основное уравнение массопередачи
Скорость массопередачи:
Ky – коэффициент скорости или массопередачи
Разность концентраций изменяется во времени, поэтому используем среднюю величину движущей силы:
или
,
кг
Размерность коэффициента массопередачи
Размерность движущей силы
кг/м3, кг/кг, м3/м3, моль/моль, моль/м3;
для газовых фаз: кГ/см2, Па, мм рт.ст. и т.д.
Основное уравнение массопередачи по жидкой фазе
За
1 час:
,
кг/ч
4. Материальный баланс массообменного процесса
Цель составления состоит в выявлении всех участвующих в процессе потоков вещества и энергии с учетом потерь. Мат.баланс позволяет рассчитать внешние потоки вещества и энергии (потоки, входящие в данную систему и покидающие ее).
-общий
вид материального баланса.
Переход вещества: G → L
yн>yк
xн<
xк
Интегрируем по всему аппарату:
уравнение
материального баланса
;
уравнения расхода фаз
Интегрируем до сечения а-а:
-
уравнение линии концентраций(рабочей
линии, оперативной линии)
5. Рабочая линия
(1)
– мат.баланс для всего аппарата, М
–кол-во переданной массы.из урав (1) →
(2)
– соотношение между потоками контактирующих
фаз
(3)
– мат.баланс для сечения ниже 1-1
из
урав (3) →
уравнение рабочей линии
у
=L/G*x+(yн
–L/G*xк)
уравнение линии концентраций(раб.линии,оперативной
линии)
В координатах x-y уравнение раб.линии – уравнение прямой, где
.
В=yн
–L/G*xк
Уравн раб линии для верхней части колонны G=g+D,для ННК: Gy=gx+DyD
отсюда g/D=yD-y/y-x или y=g*x/(g+D)+D*yD/(g+D)
Ур раб линии для нижней части g=G+W, для ННК:gx=Gy+Wxw отсюда G/W=x-xw/y-x или y=(G+W)*x/G – W*xw/G
6. Графическое представление массообменного процессса.
Линия концентраций устанавливает связь между конц-и вещества в контактирующих неравновесных фазах
Кривая равновесия связывает конц-и данного вещества в равновесных фазах.
Компонент переходит из паровой фазы в жидкую (абсорбция) 2
Компонент переходит из жидкой фазы в паровую (десорбция)1
Кинетика устанавливает скорость протекания процесса при данных условиях, т.е. уравнения кинетики описывают зависимость между движущей силой и количеством переданного вещества.
1 2
В зависимости от того, в каком направлении переносится компонент, расположение рабочей линии и линии равновесия может быть разное.
На
правом рисунке перенос компонента
происходит из фазы G
в фазу L,
при этом движущая сила равна в фазе G:
и в фазе L:
.
На
левом рисунке перенос компонента
происходит из фазы L
в фазу G,
при этом движущая сила равна в фазе G:
и в фазе L:
.
Пересечение или касание рабочей и равновесной линий означает, что процесс не может идти в заданных пределах