ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Растворение многокомпонентных смесей из "Растворение твёрдых веществ" Отличительной особенностью уравнения (П.47) является зависимость коэффициента массоотдачи Ki и концентрации насыщения от концентрации других компонентов в растворе. Указанная зависимость для коэффициента массоотдачи проявляется в разной мере [76, 96]. В некоторых случаях влияние растворенных веществ существенно. Например, коэффициент массоотдачи при растворении КС1 уменьшается на 25% при изменении концентрации Na l в растворе от О до 250 кг/м [76]. В других случаях растворенное вещество не влияет на скорость массоотдачи другого вещества, например при растворении Na l в растворе КС1. [c.78] До последнего времени не разработано надежной теории, позволяющей определять расчетом коэффициенты массоотдачи при растворении веществ в растворах сложного состава. В. В. Сердюк [96] установил связь коэффициента массоотдачи с эффективным коэффициентом диффузии для случая, когда в растворе содержится посторонний электролит. Принятая при этом гипотеза связывает изменение коэффициента массоотдачи с изменением вязкости пограничного раствора. Другие авторы обусловливают изменение коэффициента массоотдачи адсорбционными явлениями. [c.78] Действительно, для состояния, которое определяется точкой М, расчетная движущая сила отрицательна (точка М находится справа от штриховой линии), хотя по существу она положительна. Для состояния, которое определяется точкой iV, расчетная движущая сила положительна, что соответствует растворению. В действительности же она отрицательна и отвечает процессу кристаллизации. [c.79] Уравнение (11.49) определяет концентрацию насыщения г-го компонента в растворе данного состава. Уравнение (11.50) показывает зависимость поверхности растворения от текущего значения массы данного компонента. Как видно из приведенных уравнений, число неизвестных функций системы вдвое превышает число уравнений. Чтобы замкнуть систему, следует воспользоваться уравнениями материального баланса, которые различны для различных схем процесса. [c.79] используя принятые в этом параграфе допущения, а также учитывая допущения (11.10) предыдущего параграфа, можно сконструировать математическую модель кинетики растворения многокомпонентной смеси. [c.80] Пример II.6. Рассчитать кинетику растворения двухкомпонентной (Na l и K l) монодисперсной смеси в воде для условий периодического процесса в аппарате с кипящим слоем и циркуляцией раствора. Исходцые данные приведены в табл. II. 1 для трех вариантов процесса. [c.80] Решения приведенных трех систем выполнены на ЭЦВМ и в графической форме представлены на рис. 11.24—П.26. Для доказательства адекватности, представленной уравнениями (11.56)—(11.58) математической модели, результаты решения (11.56)—(11.58) сопоставлены с экспериментальными данными исходные данные экспериментов соответствуют данным табл. II.1. Рассмотрим полученные расчетные и экспериментальные результаты. В нервом варианте па протяжении всего процесса концентрации обоих компонентов в растворе остаются меньшими концентрации насыщения. Это также видно из диаграммы растворимости (рис. 11.27), на которой изменение состава раствора в условиях первого варианта показано линией 1. [c.81] Во втором и третьем вариантах полностью растворялся лишь один компонент (Na l в варианте 2 и КС1 в варианте 3). Проследим за изменением концентрации обоих колшонентов для условий варианта 2 (кривая 2, рис. 11.27). Из рис. 11.27 видно, что растворение Na l происходит на протянченпи всего процесса, и концентрация его в растворе непрерывно увеличивается КС1 вначале также растворяется, и его концентрация возрастает, достигая насыщения. [c.81] Точка пересечения кривой 2 с равновесной прямой отвечает состоянию раствора, насыщенному КС1 и не насыщенному Na l. Растворение последнего продолжается. Это приводит к тому, что концентрация насыщения хлористого калия уменьшается. Фигуративная точка раствора переходит в область растворов, перенасыщенных по хлористому калию, и начинается его кристаллизация. [c.82] В ряде случаев кинетика кристаллизации определяется кинетическими межфазовыми процессами. При этом коэффициент К в (11.59) будет значительно отличаться от коэффициента массоотдачи при растворении, а математическая модель, основанная на закономерностях растворения, непригодна для описания кинетики кристаллизации. [c.82] Пример II.7. В воде растворяется смесь трех компонентов (Na I, K l и NH4 I). Размеры частиц растворяющихся веществ одинаковы oi = = 02 = 03 = 0,009 м. Следует рассчитать кинетику растворения в условиях периодического процесса, т. е. определить концентрации всех трех компонентов в растворе и размеры растворяющихся частиц в каждый момент времени. Исходные данные представлены в табл. II.2. [c.82] Вначале следует аналитически представить диаграмму растворимости смеси [77]. Для аппроксимации полей растворимости используются уравнения поверхностей второго порядка [24, 28, 29]. [c.83] Коэффициенты С а Ь р определяются на ЭЦВМ методом наименьших квадратов. Для данного примера они приведены в табл. П.З. [c.83] На рис. 11.28 представлены результаты решения системы (11.61) в виде кривых ф1 (г) ф2 (0 Фз ( 1 также (г) (г) Сз (г), вычисленные с использованием уравнений материального баланса. Решение выполнено на ЭЦВМ методом Рунге — Кутта. Расчетные данные сопоставлены с опытными. [c.85] Вначале определяются характеристические функции по уравнениям, аналогичным (11.34). [c.86] В табл. II.5 приведены исходные данные и вычисленные значения коэффициентов уравнений (11.63). [c.86] Используя эти данные и данные рис. 11.30, на ЭЦВМ решили уравнения (11.63), а по балансовым уравнениям (11.2) определили концентрации раствора и С2- На рис. 11.31 сопоставлены данные эксперимента, условия которого отвечают табл. 11.5, н расчетные. [c.87] Перейдем теперь к рассмотрению кинетики растворения таких солевых систем, компоненты которых образуют двойную соль. На диаграмме растворимости ей соответствует своя ветвь насыщения (кристаллизации). Типичной диаграммой растворимости двух солей, которые образуют двойную соль, является диаграмма системы (NH4)aS04 - NaaS04 - Н О (рис. 11.32). [c.87] Вернуться к основной статье