ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уравнения массопередачи в многокомпонентных смесях из "Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей" Для определения структуры уравнений массопередачи в многокомпонентных гетерогенных смесях рассмотрим преобразование и решение в общем виде дифференциального уравнения многокомпонентной нестационарной диффузии в одной из фаз в приближении диффузионного пограничного слоя. В простейшем случае при допущении постоянной толщины диффузионного пограничного слоя исходное уравнение многокомпонентной массопередачи может быть получено также при интегрировании приведенных в гл. 2 уравнений стационарной диффузии. [c.70] Остальные физические свойства псевдобинарных смесей, естественно, соответствуют реальным физическим свойствам рассматриваемой многокомпонентной системы. [c.71] Таким образом, решение линеаризованного уравнения многокомпонентной диффузии (2.103) сводится к решению несвязанных между собой уравнений нестационарной диффузии (3.18), что не вызывает уже принципиальных трудностей и выполняется аналогично известным задачам нестационарной диффузии в бинарных смесях. [c.71] Здесь коэффициент массопередачи /С(б ) зависит от типа и конструкции контактного устройства, расходных параметров и физических свойств системы и, в частности, от коэффициента диффузии 6 . Более подробно решение дифференциальных уравнений типа (3.18) обсуждается ниже при рассмотрении элементарных актов массопередачи в бинарных смесях. [c.71] Уравнения (3.21) аналогичны по форме приведенным выше исходным уравнениям массопередачи в бинарных смесях, но в то же время они отражают характерные особенности многокомпонентной массопередачи — влияние диффузионных или кинетических эффектов взаимодействия компонентов смеси. [c.72] Отсюда следует важный вывод о том, что кинетику массопередачи надо изучать только на бинарных смесях, так как при этом основное внимание может быть сконцентрировано на определении вида функциональной зависимости в уравнении (3.23), включая нахождение численных значений коэффициентов этой зависимости. [c.72] Уравнения (3.21) представляют собой наиболее общую форму записи массопередачи в бинарных и многокомпонентных смесях, поскольку для бинарных смесей матрицы частных коэффициентов массопередачи и матрицы практических коэффициентов диффузии, имеющие порядок т—1, вырождаются в частные коэффициенты массопередачи и коэффициенты диффузии соответственно. [c.72] Таким образом, исходные уравнения многокомпонентной массопередачи, представленные в матричной форме (3.21), имеют следующие преимущества по сравнению с более сложными зависимостями, которые можно получить при непосредственном решении системы уравнений многокомпонентной диффузии и гидродинамики во-первых, они сохраняют общую форму записи всех расчетных уравнений массопередачи в бинарных и многокомпонентных смесях, позволяя при этом учитывать эффекты взаимодействия компонентов смеси и обоснованно рассчитывать различные виды массопередачи — обычную, реверсивную, осмотическую, с диффузионным барьером, и, во-вторых, полученные уравнения дают возможность учитывать влияние гидродинамики процесса, на основе накопленного опыта изучения кинетики массопередачи в бинарных смесях. [c.72] Данное соотношение показывает, чтоб термодинамически устойчивой системе матрица [Л4] является положительно определенной. [c.74] Таким образом, все определяющие матрицы в исходных уравнениях многокомпонентной массопередачи могут быть приведены к диагональному виду с элементами, имеющими только положительные и вещественные значения. Это весьма важное обстоятельство, как будет показано далее в гл. 5, позволяет использовать накопленный опыт изучения эффективности массопередачи в бинарных смесях для расчета эффективности массопередачи в многокомпонентных смесях. [c.74] Из уравнений (3.27) и (3.28) следует, что при массопередаче в многокомпонентных смесях взаимное влияние компонентов обусловлено кинетическими и термодинамическими эффектами, отраженными соответственно матрицами [бо], [б ] и- [Щ. Из приведенных уравнений можно заключить также, что кинетическое взаимодействие компонентов увеличивается при большем различии в величинах бинарных коэффициентов диффузии и исчезает при одинаковых их значениях, в то время как термодинамические эффекты взагтмодействия, обусловленные различной летучестью компонентов смеси, проявляются при разделении любых многокомпонентных смесей независимо от их природы и от физических свойств компонентов смеси. Эффекты взаимодействия существенно зависят также от состава смеси и, кроме того, от величины движущих сил всех компонентов. Естественно, что при заметном содержании в смеси. всех компонентов эффекты взаимодействия должны проявляться в наибольшей степени. [c.74] Как и при расчете элементов матриц [6о] и [бД в приведенных выше уравнениях следует принимать средние значения концентраций жидкости по длине диффузии. [c.75] Вернуться к основной статье