Материальный баланс.


В стационарных условиях закон сохранения массы для всего аппарата в виде материального баланса может быть представлен:

 

(1.6)

, – соответственно, расходы жидкой и газовой фаз; х, у – концентрация распределяемого компонента в фазах; н – начальное, к – конечное состояние.

Материальный баланс по распределённому компоненту при отсутствии химических реакций имеет вид:

 

(1.7)

 

В случае постоянства расходов и уравнение (1.7) упрощается:

 

(1.8)

 

Для элементарного участка аппарата имеем:

dy= dx (1.9)

Знак минус свидетельствует о противоположном изменении концентрации распределяемого компонента в фазах, если в одной фазе увеличивается, то в другой – наоборот, уменьшается.

 

1.3 Уравнения рабочих и равновесных линий.

 

Предположим, что перенос распределяемого компонента происходит из фазы в фазу .

Рис.1.2. Схема массообменного процесса в противоточном аппарате.

 

Из уравнения материального баланса можно получить уравнение рабочей линии.

Уравнение материального баланса для нижней части аппарата до сечения А-А:

(1.10)

поступает расходуется

Находим из (1.10) у:

 

В случае постоянства расходов и получим:

 

(1.11)

 

Полученное уравнение (1.11) является уравнением рабочей линии и представляет собой уравнение прямой линии.

Аналогичным образом может быть получено уравнение рабочей линии для прямоточного аппарата.

Рис.1.3. Схема массообменного процесса в прямоточном аппарате

 

(1.12)

поступает расходуется

 

 

Находим из (1.12) у: , если расходы не меняются, т.е. и =const, то:

 

(1.13)

 

а б

 

Рис.1.4. Рабочие линии: а – противоток, б – прямоток.

 

Запишем уравнение равновесной линии, связывающее рабочую концентрацию распределяемого компонента в одной из фаз с его равновесной концентрацией в другой фазе. Под равновесной концентрацией в произвольном сечении аппарата понимают концентрацию компонента в фазе, находящейся в равновесии с другой, состав которой определяется рабочей концентрацией. Уравнение равновесной линии:

 

у*=mх (1.14)

 

Здесь у* - равновесная концентрация в фазе G, х – рабочая концентрация в фазе L,

m – коэффициент распределения.

 

Рис.1.5. Рабочие (1 и 2) и равновесная (3) линии.

 

Рабочая концентрация распределяемого компонента в фазе G превышает равновесную. Поэтому распределяемый компонент будет переходить из G фазы во вторую фазу L, до равновесия т.к. .



Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 728;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.025 сек.