ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные законы массопередачи из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии" Во многих случаях расчетной практики основное уравнение массопередачи используется в модифицированной форме. [c.258] В некоторых массообменных аппаратах поверхность соприкосновения фаз С и Ь, или поверхность фазового контакта, легко определяется простым геометрическим вычислением в других аппаратах эта поверхность геометрически неопределима. В первом случае для расчета аппаратуры наиболее целесообразно применение основного уравнения массопередачи, во втором — модифицированных уравнений. [c.258] Если поверхность фазового контакта массообменного аппарата геометрически неопределима, основной технической характеристикой его может служить объем, высота или число ступеней фазового контакта. [c.259] Если в качестве основной характеристики аппарата выбирается его объем, основное уравнение массопередачи целесообразно видоизменить следующим образом. [c.259] Комплекс G KYIo имеет определенный физический смысл оы представляет собой высоту аппарата, эквивалентную единице переноса. [c.259] Для определения числа единиц переноса в качестве вспомогательного приема может слу- кить способ определения числа ступеней изменения рабочих концентраций. [c.260] Из уравнения (11.37) следует, что только при условии Ур = рХ и У = АХ число единиц переноса т у, отвечающее одной ступени изменения концентрации, есть величина постоянная, не зависящая от концентрации. [c.261] Это положение дает возможность легко определить графическим путем число единиц переноса. Пусть (рис. 11-8, а) в процессе мас -обмена рабочие концентрации изменяются в пределах Ух — У п Х — Х.2. Число ступеней изменения рабочих концентраций п м ,/1 ет быть определено графически построением ломаной линии между равновесной и рабочей прямыми. В рассматриваемом на рис. 11-8 примере ге = 4. Число единиц переноса, соответствующее одной ступени, можно вычислить по уравнению (11-37), а общее число единиц переноса определить умножением т х на п, т. е. [c.261] Указанный путь определения числа единиц переноса допустим и в общем случае, когда зависимость Ур / (А ) имеет любой вид, как это показано на рис. 11-8, б. При этом величина будет переменной. [c.262] Практическое использование последнего равенства предполагает предварительное графической определение числа ступеней измете-ния концентрации, графическое определение величин У , Y , АУ , АУк и АУ для каждой ступени с последующим определением общего числа единиц переноса . [c.262] В процессах переноса распределяемого вещества (массы) из одной фазы в другую надлежит различать два случая 1) перенос из потока жидкости в поток жидкости, или массообмен между потоками жидкости, и 2) перенос из твердого тола в поток я идкости (или перенос в обратном направлении), т. е. массообмен ме кду твердой фазой, содержащей внутри пор или капилляров распределяемое вещество, и потоком жидкости. [c.262] Иа уравнения (11.40) следует, что коэффициент диффузии пока-йывает, какое количество вещества диффундирует через поверхность и 1 в течение 1 ч нри разности концентраций на расстоянии 1 м, равной единице. [c.263] Знак минус в правой частн уравнения показывает, что при молекулярной диффузии в направлении перемещения вещества концентрация убывает. [c.263] Внолне очевидно, что способ выражения концентрации и ее размерность определяют размерность коэффициента диффузии. [c.263] Опытные данные и приведенные формулы показывают, что коэффициент диффузии зависит пре/кде всего от агрегатного состояния систем так, коэффициент диффузии для газов примерно на четыре порядка выше, чем для жидкостей. Коэффициент диффузии увеличивается с ростом температуры и уменьшается с повышением давления. [c.264] Для выпода дифференциального уравнения молекулярной диффузии выделим в неподвижной среде или в движущемся ламинарном потоке элементарный параллелепипед с ребрами dx, dy и dz (рис. 11-9). [c.264] Основной закон массоотдачи, или конвективной диффузии, был впервые обнаружен Щукаревым при изучении кинетики растворения твердых тел. Нелишне заметить, что этот закон япляетея, в определенной мере, аналогом закона охлаждения твердого тела, сформулированного Ньютоном (как законы Фика являются аналогами законов теплопроводности, сформулированных Фурье). [c.266] Коэффициент массоотдачи показывает, какое количество вегцества передается от поверхности раздела фаз в воспринимающую фазу через 1 м поверхности фазового контакта в течение 1 ч при разности концентраций 1 кг м . [c.266] В основу рассмотрения явления конвективной диффузии положена теория диффузионного граничного слоя, которую разделяют большинство ученых Советского Союза. [c.267] Согласно этой теории (рис. 11-10), распределяемое вещество переносится из ядра потока жидкости к границе раздела фаз непосредственно потоками 5КИДК0СТИ и молекулярной диффузией. При этом воспринимаю-щая распределяемое вещество фаза счиаается либо твердой, либо близкой к ней (по способности гасить турбулентные пульсации потока). В рассматриваемой системе поток можно считать состоящим из двух частей ядра и граничного диффузионного слоя. [c.267] Вернуться к основной статье