Материальный баланс при массопередаче

Рассмотрим прямоточный массообменный аппарат, в котором осуществляется взаимодействие потоков фазы (кг/с), с изменяющимися в ней концентрациями распределяемого вещества от до (в масс. долях), и фазы (в кг/с), с изменяющимися в ней концентрациями распределяемого вещества от до (в масс. долях) (рис. 3.2). для непрерывного установившегося процесса материальный баланс запишется:

а) по всему веществу

; (3-1)

б) по распределяемому компоненту

. (3-2)

Для нижней части аппарата и для некоторого произвольного сечения, для которого расходы фаз составляют и (кг/с), а текущие концентрации равны и соответственно, материальный баланс по всему веществу и по распределяемому компоненту:

(3-3)

(3-4)

Решая это уравнение относительно y, получим:

(3-5)

Уравнение прямой (3-5), выражающей связь между рабочими (текущими) концентрациями называетсярабочей линией процесса.

При совместном построении линии равновесия и рабочей линии массообменного процесса в координатах (рис.3.3) можно установить направление массопередачи.

Если рабочая линия расположена выше линии равновесия, например, при абсорбции (рис. 3.3), то для произвольно выбранной точки на рабочей линии концентрации и . При этом, стремясь к равновесным концентрациям, снижается, а повышается в процессе переноса вещества, т.е. распределяемый компонент переходит из фазы в фазу .

Если рабочая линия расположена ниже линии равновесия, например, при ректификации, то для любой точки рабочей линии и . При этом распределяемый компонент будет переходить из фазы в фазу , стремясь к равновесным и .