Массоперенос в многокомпонентных системах

Уравнения (1.23а), (1.28), (1.38) и (1.1) образуют обобщенную систему гидромеханических уравнений, которая может служить основой полного математического описания многофазных многокомпонентных смесей с химическими реакциями и процессами тепло- и массопереноса. Однако эта система уравнений еще не замкнута не определены кинетические и равновесные характеристики фаз. Для замыкания этой системы необходимо привлечение дополнительных (термодинамических и механических) свойств фаз, рассмотрение энергетических переходов при фазовых превращениях, учет равновесия многокомпонентных систем, формулировка метода определения кинетических параметров уравнений. [c.50]

Массоперенос в многокомпонентных системах рассматривался в основном применительно к гомогенным смесям — см., например, [1, 2]. Массообмен в двухфазных многокомпонентных системах изу чен мало. Некоторые аспекты этой проблемы изложены в моно графии [3]. [c.232]

МАССОПЕРЕНОС В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ [c.241]

Массоперенос в многокомпонентных системах [c.180]

При исследовании процессов массопереноса чаще всего приходится иметь дело с многокомпонентными системами. В настоящее время вопросы, связанные с массопереносом в многокомпонентных системах, еще только начинают разрабатываться. Трудности заключаются прежде всего в том, что отсутствуют достаточно надежные модели механизма массопереноса. На основании теории идеальных газов предпринята попытка создания термодинамически обоснованной модели механизма массопереноса для многокомпонентных газовых и паро-жидкостных систем. [c.180]

Диаметры ректификационных колонн для разделения многокомпонентных смесей определяют из тех же соображений, что и колонн для бинарной ректификации (см. разд. 3.2.4). Наиболее надежный способ расчета рабочей высоты колонны—использование опытных данных по эффективности тарелок или по значениям ВЭТС (для насадочных колонн), полученных для систем с близкими свойствами. При отсутствии таких данных можно использовать результаты расчета бинарной ректификации для отдельных пар компонентов, входящих в состав многокомпонентной системы. В частности, для оценки среднего коэффициента полезного действия ступени можно использовать график (см. рис. 3.9) для ключевых компонентов. Считают [И], что эффективность ступени выше для компонентов, обладающих большей летучестью. Применение данных по бинарной ректификации к многокомпонентной является более надежным в тех случаях, когда существенная доля сопротивления массопереносу сосредоточена в жидкой фазе. [c.144]

Качественный анализ структуры ФХС. Основу структурного анализа ФХС составляет обобщенная система гидромеханических уравнений с учетом физико-химических процессов, протекающих в технологическом аппарате. Замкнутая система уравнений термогидродинамики многокомпонентной неидеальной двухфазной смеси, в которой протекают химические реакции, осложненные процессами тепло- и массопереноса, сформулирована в работе [6 ] и подробно рассмотрена в 1.2—1.4 настоящей монографии. Эта система уравнений, во-первых, может служить исходным пунктом при переходе к математическому описанию частной инженерной задачи во-вторых, она вскрывает структуру движущих сил и потоков, развивающихся в локальном объеме аппарата и отражающих специфику физико-химических процессов в нем. [c.10]

Брауэром [54] в общей форме изложены теоретические основы процессов массообмена и разделения одно-и многофазных систем. При этом рассмотрен массо-перенос в неподвижных и движущихся средах. Для изучающих ректификацию особенный интерес представляют разделы Массопередача в неподвижных и подвижных слоях насадки , Массоперенос через границу раздела в простых двухфазных системах и Массоперенос в двухфазных потоках промышленных аппаратов . Холланд [55] подробно обсуждает вопросы многокомпонентной ректификации. В своей монографии [43а] Биллет освещает вопросы применения ректификации в промышленности. [c.17]

Построение математических моделей установок, разделяющих многокомпонентные смеси, наталкивается на ряд серьезных трудностей, связанных с недостаточной разработкой вопросов теории массопереноса в многокомпонентных многофазных системах. Поэтому рассмотрим только три достаточно широко распространенные модели контактных устройств с переливом. [c.42]

На практике мы часто интересуемся массопереносом из многокомпонентного раствора к электроду. Примером может служить осаждение меди из раствора сульфата меди и серной кислоты. Однако может быть так, что не все характеристики переноса для данного раствора известны. Какую же характеристику раствора следует измерять, чтобы с ее помощью точно предсказывать поведение системы [c.303]

Уравнения, выведенные в 2.1, применимы только для процессов в системах, в которых исключены любые превращения, приводящие к изменениям масс составных частей этих систем. Переход разнородных атомов из одной фазы в другую вызывает повышение энтропии всей системы, которое не учитывается в уравнении свободной энергии. Кроме того, эти уравнения применимы только к фазовым превращениям идеально чистых веществ. Практически же никогда не имеют дело с абсолютно чистыми веществами. Поэтому необходимо учитывать возможность образования растворов, т. е. гомогенных смесей атомов газов, жидкостей или твердых тел. При этом любой компонент может находиться в двух или нескольких фазах одновременно, а с изменением условий может происходить его переход из одной фазы в другую. Для термодинамического исследования многокомпонентных систем нужно такое уравнение свободной энергии, которое учитывало бы явления массопереноса между фазами переменного состава, т. е. растворами. Все встречающиеся в природе сложные химические вещества можно подразделить на фазы постоянного и переменного составов. Кристаллические фазы строго определенного состава, например химические соединения, подчиняющиеся закону простых и кратных отношений, являются некоторым предельным случаем. Однако при всех конечных температурах неизбежно появляются точечные дефекты. Следовательно, говоря о фазах постоянного состава, имеют в виду фазы с очень малыми отклонениями от стехиометрии, которые не обнаруживаются химико-аналитическими методами (см. гл, IV), Поэтому теории растворов, т, е. фаз переменного состава, применимы почти ко всем кристаллическим материалам. [c.84]

Трудности, связанные с определениед коэффициентов диффузии в многокомпонентных системах, обусловили развитие методик по применению исследований бинарной массопередачи к многокомпонентной [65, 66, 69]. Предлагается рассчитывать многокомпонентный массоперенос через коэффициенты диффузии всевозможных пар компонентов смеси. Идея использования бинарных соотношений для коэффициентов диффузии при расчете массообмена в многокомпонентных смесях в ряде работ нашла практическое приложение [54], хотя еще до сих пор находится в стадии теоретической доработки. [c.345]

Приведены примеры топологического описания отдельных фрагментов гетерофазных ФХС, гидравлических систем и некоторых моделей механики сплошной среды. Описаны два подхода к построению связных диаграмм гидравлических систем. В основе первого подхода лежит аналогия между законами движения твердого тела и деформируемого материального континуума. При этом конечный объем деформируемой сплошной среды рассматривается как единое целое, для которого справедливы те же законы динамики, что и для твердого недеформируемого тела. Второй подход основан на использовании понятия псевдоэнергетических переменных, инфинитезимальных операторных элементов и обобщенных диаграмм связи баланса субстанции произвольного вида. Основное достоинство этого подхода состоит в наглядности представления структуры физико-химических явлений, происходящих в элементарном объеме сплошной среды. Последнее особенно важно при описании сложных ФХС, к которым относятся многофазные многокомпонентные системы, где протекают процессы тепло- и массопереноса совместно с химическими реакциями и явлениями электрической и магнитной природы. [c.182]

Перечисленные факторы аддитивно входят в структуру движущей силы массопереноса между фазами и поэтому равнозначны по своему влиянию на скорость массопередачи. Кинетическое уравнение для двухфазного потока многокомпонентной системы без учета перекрестных эффектов - температурная не-раиновесность фаз при отсутствии химических превращений имеет вид [c.143]

С точки зрения химической технологии важно знать, на что расходуется энергия, подводимая к аппарату. Все виды энергозатрат на протекание необратимых процессов в системе характеризует диссипативная функция ФХС (локальное производство энтропии). Диссипативная функция многокомпонентной неидеальной двухфазной дисперсной смеси, в которой протекают химические реакции совместно с процессами тепло- и массопереноса, получена в работах [6, 71 и подробно анализируется в 1.4 книги. Разложение диссипативной функции на движущие силы и потоки приведено в табл. 1. Таблица движущих сил и потоков, дополненная энергетическими переменными систем гидравлической, электромеханической и псевдоэнергетической природы, служит основой при построении комплекса процедур автоматизированного формирования математических моделей, исходя из топологического принципа формализации ФХС. [c.10]

Как видно из (1.63), (1.64), по сравнению с перекрестными эффектами, развивающимися в однофазных системах [42] (например, эффекты Соре, Дюфура и др.), в случае многофазных многокомпонентных систем (с химическими реакциями, фазовыми превращениями, тепло- и массообменом), подчиняющихся модели взаимопроникающих континуумов, спектр перекрестных эффектов значительно расширяется. Так, на величину диффузионных и тепловых потоков в пределах фазы оказывает влияние относительное движение фаз (коэффициенты ап зи > / 2п+зд)- Поток тепла 5,12) между фазами определяется не только разностью температур фаз, но и движущими силами межфазного переноса массы (коэффициенты i,2jv+2.....2Л42П+1) и химических превращений (коэффициенты, 121 > 2jv+i). Скорость транспорта вещества к-то компонента между фазами определяется прежде всего движущей силой межфазного массопереноса, состоящей из трех частей разности потенциалов Планка (V-ik [c.59]

Рис. 2.20. Локальная диаграмма связи многокомпонентного массопереноса с химической реак1щей в отдельной сферической ячейке полидисперсной системы (случай независимой диффузии) а — физическая схема ячейки б — диаграмма связи

В настоящей главе рассматриваются приближенные методы расчета процессов массообмена в противоточных колонных аппаратах для двухфазных дисперсных многокомпонентных систем. Процесс массопереноса для /-го компонента в этих системах при< ближенно описывается уравнением [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология