ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оценка эффективности массообменных аппаратов из "Теоретические основы типовых процессов химической технологии" Аппаратурно-технологическое оформление процесса многоступенчатого противоточного взаимодействия фаз для каждого конкретного процесса имеет свои особенности. Общим для всех процессов является то, что фазы не находятся в равновесии. Состояние, близкое к равновесному, достигается при достаточно большой продолжительности контакта фаз или очень большой поверхности контакта и скорости массопереноса. При последующем полном разделении фаз достигается максимально возможная эффективность процесса. В реальных условиях получается более низкая эффективность в каждой ступени каскада вследствие того, что из-за ограниченного времени контакта фаз равновесие между ними не достигается и полного разделения фаз на выходе из ступени добиться не удается — некоторое количество одной фазы попадает в другую. Особенно велика роль этого фактора в процессах, протекающих в системах твердое тело — жидкость. [c.468] Согласно определению идеальной ступени, составы и У1,т — равновесные. Графически связь между равновесными содержаниями произвольного компонента в двух фазах можно представить в виде кривой равновесия Уг — (Хг), а зависимость между содержаниями этого компонента на произвольных ступенях каскада — в виде рабочей линии yi = q xi) (рис. V. 16). Составы фаз Хг, и Уг т, покидающих идеальную ступень, изображаются точкой на линии равновесия (точка Л). В соответствии с уравнением (V. 133) точки с координатами г/г,т, л ,-, +1 и у,, т-ь Х , т принадлежат рабочей линии (точки В и С). В произвольной га-й ступени каскада состав одной фазы изменяется от Уг,т- ДО Уг,т, а другой —от Х ,т+1 ДО лГг, т- Таким образом, изменение содержания -го компонента во взаимодействующих фазах, происходящее в одной ступени идеального каскада, изображается на графике ступенькой, построенной между линией равновесия и рабочей линией. [c.469] Константа равновесия является функцией относительного содержания всех компонентов, а также температуры (при постоянном давлении) или давлении (при постоянной температуре). [c.469] Здесь р]—давление пара чистого компонента i при температуре системы р — общее давление уг — коэффициент активности компонента i в жидкой фазе. [c.470] Это означает, что через весь каскад проходит постоянный тепловой поток Q. [c.470] Уравнения (V. 132) — (V. 135) составляют математическое описание процесса массообмена в идеальном противоточном каскаде. Если фазы содержат п компонентов, то для каждой ступени получается по п независимых уравнений (V. 133) и (V. 135), а всего 2п уравнений. Для каскада, состоящего из N ступеней, получается, следовательно, система из 2nN уравнений. Для каждой т-й ступени неизвестными величинами являются п—1 составов Xi,m, п.— 1 составов i/i, m И расходы двух материальных потоков. [c.470] Если имеются боковые вводы и отборы, т. е. аппарат состоит из нескольких секций, то расчет проводится с учетом вызванных этим скачкообразных изменений расходов материальных потоков. [c.472] Для бинарной смеси возможна лишь одна независимая переменная состава Х и расчет по приведенным уравнениям не представляет затруднений. Однако с увеличением числа компонентов трудоемкость вычислений возрастает. Поэтому расчеты по описанному методу выполняются с помошью ЭВМ. [c.472] Входящая в эту формулу величина X = mGIL — отношение тангенсов углов наклона линии равновесия m и рабочей линии L/G — является мерой движущей силы процесса массопереноса. Поскольку % может быть больше единицы, то, как следует из соотношения (V. 142), при значениях ц у, приближающихся к единице, величина т)ту может быть больше единицы. Как показывает анализ, значение тем больше, чем меньше перемешивание тяжелой фазы при ее движении в ступени каскада, т. е. чем ближе структура ее потока к модели поршневого движения. При идеальном перемешивании фаз значения Т1л и tit совпадают. [c.474] Значения Лт и т а характеризуют кинетику массообмена при ступенчатом контакте фаз. [c.474] Если линия равновесия не прямая, то получаются более сложные уравнения связи между рассматриваемыми величинами. Существенно, однако, что во всех случаях такая связь существует. Поэтому выбор того или иного способа количественного рпределе-ния движущей силы и скорости процесса определяется соображениями практического удобства. [c.476] Вернуться к основной статье