Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Движущая сила процессов массопередачи
Движение потоков в процессах массообмена может происходить при противотоке, прямотоке и перекрестном токе фаз. Кроме того, возможны другие, весьма разнообразные виды взаимного направления движения фаз, связанные с перемешиванием и распределением потоков. Независимо от взаимного направления движения фаз контакт их можно осуществить непрерывно или ступенчато. Примером аппаратов, в которых контакт близок к непрерывному, являются насадочные колонны. При ступенчатом контакте аппарат состоит из нескольких секций, соединенных между собой тем или иным способом, причем в каждой секции возможен любой из указанных выше видов взаимного направления движения фаз. К аппаратам со ступенчатым контактом относятся тарельчатые колонны. От взаимного направления движения фаз и вида их контакта зависит величина движущей силы процессов массопередачи. Обычно концентрации фаз изменяются при их движении вдоль поверхности раздела. Соответственно изменяется и величина движущей силы. Поэтому в общее уравнение массопередачи входит величина средней движущей силы. Средняя движущая сила процессов массопередачи. Выражение средней движущей силы зависит от того, является ли линия равновесия (при прочих равных условиях) кривой или прямой. Пусть процесс массопередачи протекает в противоточном колонном аппарате при следующих условиях (рисунок 3.5): · линия равновесия — кривая у* =f(x); · расходы фаз постоянны (G =const) и (L = const), т. е. рабочая линия является прямой; · коэффициенты массопередачи не изменяются по высоте аппарата (Кх = const, Ку = const).
Допустим что у > у* и перенос происходит из фазы Y в фазу X. Движущую силу будем выражать в концентрациях фазы Y у. Расход этой фазы составляет G, а ее концентрация изменяется от ун (низ аппарата) до ук (верх аппарата). В результате массопередачи на элементе поверхности dF концентрация фазы Yуменьшится на величину dy и количество dM распределяемого» вещества, которое перейдет в другую фазу, составит: dМ= —Gdy (3.29) Знак минус перед правой частью уравнения (3.29) указывает на уменьшение концентрации в фазе Y. То же количество dM вещества перейдет в фазу X, концентрация которой повысится на величину dx. Тогда для элемента поверхности dF согласно уравнению (3.29) и уравнению массопередачи, можно записать
dM = — Gdy = Ку (у— у*) dF (3.30) Разделяя переменные у и F и интегрируя это выражение в пределах изменения концентраций для всего аппарата от ун до ук и поверхности контакта фаз соответственно от 0 до F, получим: (3.31)
(3.32)
По уравнению материального баланса количество распределяемого» вещества, перешедшее из фазы в фазу, для всего аппарата составляет: M = G(yH — yK) (3.33) Подставим из последнего выражения значение G в уравнение: (3.34)
или (3.35)
Тогда согласно уравнению массопередачи средняя движущая сила равна:
(3.36)
В частном случае, когда линия равновесия является прямой (у*=mx), средняя движущая сила определяется как средняя логарифмическая или средняя арифметическая величина из движущих сил массопередачи у концов аппарата. Таким образом, средняя движущая сила массопередачи выражается уравнением: (3.37)
В уравнении величина ∆уб обозначает, выраженную в общем виде движущую силу процесса массопередачи на том конце аппарата, где она больше, а величина ∆ум — на другом конце аппарата, где она меньше. Аналогично в концентрациях другой фазы (фазы Х) имеем: (3.38)
Интеграл в знаменателе уравнения (3.36) называется числом единиц переноса и обозначается через nоу, если это число отнесено к концентрациям фазы Y: (3.39)
Из уравнений (3.36), что между числом единиц переноса и средней движущей силой существует определенная зависимость:
(3.40)
Таким образом, число единиц переноса обратно пропорционально средней движущей силе процесса массопередачи. Число единиц переноса характеризует изменение рабочей концентрации фазы, приходящееся на единицу движущей силы. Вместе с тем из указанных выражений можно заключить, что одну единицу переноса можно рассматривать как участок аппарата, для которого изменение концентрации одной из фаз равно средней движущей силе на этом участке. Число единиц переноса широко используют для расчета рабочей высоты массообменных аппаратов, особенно в тех случаях, когда поверхность контакта фаз трудно определить.
Данные выражения, строго говоря, применимы для процессов, когда рабочую линию можно считать практически прямой. Если рабочая линия является кривой, то выражения средней движущей силы и числа единиц переноса усложняются. Можно найти зависимость между числом единиц переноса nоу и коэффициентом массопередачи Ку: (3.41)
Учитывая, что
получаем:
(3.42)
Числа единиц переноса выражаются интегралами, которые не могут быть решены аналитически, так как вид функции у* = f(x) или x*=φ(x) в каждом конкретном случае различен. В связи с этим число единиц переноса nох и nоу определяют методом графического интегрирования. Задаваясь рядом значений у, промежуточных между величинами ун и ук, строят кривую зависимости 1/(у –у*) от у. Число единиц переноса определяется площадью под полученной кривой между точками ун и ук.
Абсорбция
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-20; просмотров: 788; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.2.15 (0.008 с.) |