Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Уравнения массоотдачи и массопередачи в локальной форме.
Запишем уравнения массоотдачи для двух фаз G и L. В качестве движущих сил используем разность концентраций. Предположим, что распределяемый компонент переходит из фазы G в фазу L:
(1.15)
(1.16) где х и у – рабочие концентрации, распределяемого компонента в фазах L и G соответственно. Используя допущение об отсутствие сопротивления переносу вещества со стороны межфазной поверхности равновесии на границе раздела фаз, запишем: (1.17)
Если коэффициент распределения не зависит от состава фазы то . Уравнение (1.16) с учетом (1.17) представим в виде:
а уравнение (1.15) в виде
Последние соотношения сложим:
(1.18) или (1.19)
Уравнение (1.19) выражает аддитивность фазовых сопротивлений.
Если движущая сила процесса выражается в концентрациях другой фазы L, то уравнение массопередачи примет вид:
(1.20)
(1.19)
Итак, мы получили уравнения массопередачи (1.18) и (1.20), движущими силами в которых являются разности рабочей и равновесной концентрации компонента в одной из фаз. Использование коэффициентов массопередачи Ку или Кх зависит от выбора фазы, через концентрацию, которой записана движущая сила. Связь между Ку и Кх устанавливается по формулам (1.18) и (1.20) и имеет вид:
(1.22) В частных случаях, когда m=const получаем:
Рис.1.6. Определение коэффициента распределения .
В общем случае зависимость представляет собой выпуклую или вогнутую кривую. Однако в рабочем диапазоне изменения параметров эту кривую можно выпрямить, выразив через .Итак имеем: , , ;
Интегральная форма уравнений массоотдачи и массопередачи Проинтегрировав уравнения (1.15) и (1.16) по величине межфазной поверхности всего аппарата или его участка можно получить уравнения массоотдачи в интегральной форме:
(1.23)
Проведя аналогичную операцию с уравнениями (1.18) и (1.20) получим:
(1.24) Обычно на рассматриваемом участке коэффициенты Ку и Кх могут быть приняты постоянными. Тогда можно записать:
(1.25) (1.26) По другой фазе:
(1.27) (1.28) Уравнения (1.25) и (1.27) носят название основных уравнений массопередачи. Определим средние движущие силы массопередачи при неизменном расходе по высоте аппарата, при и = const для модели идеального вытеснения (МИВ). Для элементарного участка dF межфазной поверхности количество распределяемого компонента переносимого из фазы G в фазу L за единицу времени d можно выразить как:
(1.29)
Или (1.30) Уравнение материального баланса по распределённому компоненту имеет вид:
(1.31) Из уравнений (1.29) и (1.30) получим:
(1.32) Из уравнения (1.31) находим и подставляем в (1.32). Тогда получим:
(1.33) Сопоставив уравнения (1.25) и (1.33) находим:
(1.34)
Аналогичным путём можно получить:
(1.35) В частном случае, если в пределах интегрирования коэффициент распределения m=const (равновесная линия на этом участке прямая, т.е. tgα=const), то имеет вид: (1.36) Здесь и движущие силы массопередачи в верхнем и нижнем сечениях аппарата. Рис.1.7. Определение средней движущей силы массопередачи. Аналогичное соотношение справедливо и для Если линия равновесия обладает существенной кривизной, то аппарат можно разбить на ряд участков и для каждого участка определить свой m. Структура потока влияет на величину средней движущей силы массопередачи, она максимальна для МИВ, минимальна для МИС. |
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 193. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |