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...