Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Гидравлика. ЭЛ, КУРС.doc
Скачиваний:
392
Добавлен:
23.11.2018
Размер:
30 Мб
Скачать
☆

15. 5. Понятия о равновесии между фазами

Перенос вещества между фазами обусловлен разностью концентрации компонента в контактирующих фазах. При этом между фазами отсутствует равновесие. в результате массообмена концентрация каждого компонента в обеих фазах изменяется в конечном итоге наступает состояние равновесия, которое следует понимать так, что обмен между фазами не прекращается, однако скорости перехода компонентов из одной фазы в другую выравниваются. Это проявляется внешне в том, что все характеристики обеих фаз остаются сколь угодно долго неизменными. В состоянии равновесия между концентрациями любого компонента смеси в обеих фазах имеется определенная зависимость.

Так если фаза L концентрация какого – либо компонента x’, а в фазе G концентрация y’ , то в состоянии равновесия

у*=f1 (x’) (15.8)

Соответственно

x*=f2 (y’) (15.9)

Соотношение между фактической концентрацией и равновесной позволяет судить о направлении процесса. Если фактическая концентрация компонента в фазе G больше равновесной.

15.6. Основное уравнение массопередачи

Скорость переноса вещества из одной фазы в другую пропорционально движущей силе ∆, характеризующей степень отклонения системы от состояния равновесия, и поверхности контакта фаз dF. Следовательно,

dM = K∆∆dF, (15.10)

где K∆ - коэффициент массопередачи.

Коэффициент массопередачи характеризует массу вещества, переходящего из одной фазы в другую в единицу времени через единицу поверхности контакта фаз при движущей силе процесса, равное единице. Нижний индекс ∆ у K характеризует способ выражения движущей силы процесса ∆, которая может быть выражена в любых единицах. Однако независимо от этого ∆ = с* - с, где с - фактическая концентрация в ядре потока одной из фаз; с* - равновесная концентрация в той же фазе.

Если с > c*, то ∆ = с – с*.

Размерность коэффициентов массопередачи и массоотдачи одинакова.

Для процесса массообмена, протекающих в газовой фазе (например, абсорбция), движущую силу можно выразить также через разность потенциальных давлений компонента в газе p и при равновесии p*,

т.е. ∆ = p – p*.

Выражение размерности К∆ и вид уравнения для его расчета зависят от способа выражения движущей силы процесса. Иногда используют объемный коэффициент массопередачи, относя количество переданной массы к единицы объема аппарата или контактной зоны. В этом случае уравнение массы передачи записывают в виде:

dM = K∆v ∆dV = (K∆f)∆dV, (15.11)

где f – поверхность контакта фаз в единице объема аппарата или контактной зоны, м2/м3.

Объемный коэффициент массопередачи равен

Kv = K∆f. (15.12)