ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перекрестное соединение аппаратов в сети для процессов класса Массоперенос при идеальном контакте фаз в ступенях из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" При расчете массообменных противоточных устройств с непрерывным контактом фаз (см. разд. 10.8.4) нередко возникают затруднения, связанные с определением поверхности контакта Р. Их пытаются разрешить, подменяя поверхностную либо смешанную задачу практически удобными представлениями, имеющими отдаленное отношение к потоковой задаче. [c.851] Все трудности расчета здесь переносятся на определение ВЭТС, которую выражают в ввде эмпирической зависимости от параметров процесса и конструктивных характеристик аппарата. [c.851] Метод ВЭТС внешне напоминает определение Н по ВЕП. Однако там учтены характерные особенности контактного массообмена, здесь они игнорируются путем отказа от реальной поверхностной модели. Иначе говоря, математическое описание по методу ВЭТС (ступенчатая модель массопереноса) не соответствует физике процесса (непрерывному контакту фаз). Попытки чисто эмпирического (вне физической модели) учета кинетики процесса в расчетных формулах для ВЭТС — малопродуктивны, сами формулы — ненадежны и непрогнозны при выходе за исследованные в эксперименте диапазоны изменения натуральных параметров процесса и конструктивных характеристик аппаратуры. [c.851] К результатам расчетов высоты рабочей зоны аппаратов с непрерывным контактом фаз по методу ВЭТС надо относиться с осторожностью. [c.851] ТОВ выходят один поток фазы х с концентрацией и и потоков фазы У , каждый со своей выходной концентрацией у, У2, , Уп, эти потоки при необходимости могуг бьггь объединены в общий поток (их смешение на схеме не показано). [c.852] Диаграмма у — х для реального ступенчатого перекрестного процесса, соответствующего приведенной выше схеме, изображена на рис. 10.38. Исходные точки рабочих линий для каждой ступени (аппарата) характеризуются одинаковой входной концентрацией Уо фазы у (в случае чистой фазы, первоначально свободной от переносимого компонента, уо = 0). В то же время входные концентрации фазы дг для разных ступеней различны хо, хь x -i, причем входная концентрация /-й ступени есть выходная концентрация предыдущей (/ - 1)-й. [c.852] Разумеется, при одинаковых потоках фазы у = D2 = =. .. = Dl =. .. = D ) рабочие линии будут параллельны вследствие равенства углов i = Рг = = / = = - Чем выше пропускные способности поверхностных стадий в аппаратах, тем ближе к равновесной линии располагаются конечные точки для каждой ступени. [c.853] Ниже рассмотрен сначала расчет перекрестных схем с идеальным контактом фаз в каждой ступени, а затем продемонстрированы возможности аналитического расчета реального процесса для случая т = onst. [c.853] Кривая линия равновесия. Расчет ступенчатого перекрестного процесса в случае т = var ведется графоаналитически. Диаграмма у — х для идеального процесса применительно к разбиению на порции фазы У и переходу в нее вещества изображена на рис. 10.39, 2. Точки сопряженных выходных концентраций фаз для каждой ступени лежат здесь на линии равновесия. [c.853] Направления рабочих линий характеризуются углом наклона /, так что tg / = L/Di- Эти углы для любой ступени больше, нежели для одноступенчатого процесса с подачей в аппарат всей фазы У D = D + Ьх +. .. + D Dy, Di,. .., D (рабочая линия для такого одноступенчатого процесса для сравнения проведена на диаграмме штрих-пунктиром, конечная концентрация вещества в фазе х равна xj). Построение показывает (а расчет для прямой линии равновесия это подтверждает — см. ниже), что эффект в случае разбиения какой-либо фазы выше, чем при контакте обеих фаз в одном аппарате х xj, т.е. фаза х здесь в большей мере очищается от переносимого вещества. [c.853] При разбиении фазы х расчетная схема аналогична приведенной на рис. 10.37, только здесь уже фаза у неизменным потоком последовательно проходит через все аппараты, а фаза х делится на потоки Li, Li,. .., L , подаваемые в отдельные аппараты. Рабочие линии для этого варианта изображены на рис. 10.39, . Здесь углы наклона рабочей линии меньше, чем при подаче обеих фаз в один аппарат (рабочая линия тоже показана штрих-пунктиром) L = L + Li +. .. + L L, L2,. .., L , a tgp, = Li/D. Результирующий эффект и здесь выше, чем при контакте потоков L и D в одном аппарате у у, фаза у в большей мере насыщается переносимым веществом. [c.854] Эти проблемы строго решаются аналитически в случае прямой линии равновесия при т = var однозначного ответа нет, так что для каждого конкретного случая к решениям приходят методом проб и ошибок. В оценочном плане можно воспользоваться рекомендациями, вытекающими из анализа для т = = onst, но точное решение здесь зависит от конфигурации кривой равновесия и рабочего диапазона концентраций. [c.854] Нетрудно убедиться, что при к/ со такое же выражение получается и в случае прямотока фаз. [c.855] В задачу эксплуатации входит определение всех выходных концентраций вещества в обеих фазах по заданным потокам Ь и Д и входным концентрациям Уо и хо для первой ступени, уо и Х/-1 для /-Й ступени. При этом входная концентрация х,-1 определяется как выходная для предыдущей ступени такой пошаговый расчет позволяет поочередно найти все выходные концентрации. [c.855] Далее аналогичные преобразования проводятся для третьей и последующих ступеней. Эта процедура достаточно проста, если в процесс массообмена вводится чистая фаза у , не содержащая вещества уо = 0. Чтобы осуществить анализ в таком простом варианте, сохранив при этом общность с реальной ситуацией (уо 0), перенесем начало отсчета концентраций в точку А (уо, д ) — см. рис. 10.40. Тогда сохранится угол наклона равновесной линии 6, так что 1я0 = /я, а новые ( приведенные ) концентрации составят У = у - уо, Х = х -Х( , причем = Уо/т. [c.856] Концентрация вещества в фазе х после промежуточной У-й ступени рассчитывается по идентичному выражению, только верхний индекс произведения будет не п , а / . [c.856] Вернуться к основной статье