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 угр, хгр —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 Мвещества, 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 (Ку или Кх) 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 (Dуср или Dхср). 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: 2021-11-16; просмотров: 283;