Студопедия — ВОПРОС 2. Кинетика массопередачи
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ВОПРОС 2. Кинетика массопередачи






Массопередача — процесс перехода вещества (или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения рав­новесия.

В массообмене участвуют как минимум три вещества: распре­деляющее вещество (или вещества), составляющее первую фазу; распределяющее вещество (или вещества), составляющее вторую фазу; распределяемое вещество (или вещества), которое переходит из одной фазы в другую.

Обозначим первую фазу G, вторую — L, а распределяемое ве­щество — М. Все массообменные процессы обратимы, поэтому распределяемое вещество может переходить из фазы G в фазу L и наоборот в зависимости от концентрации вещества в фазах.

Пусть распределяемое вещество находится первоначально только в фазе G и имеет концентрацию Y. В фазе L в начальный момент распределяемое вещество отсутствует, т. е. концентрация его в этой фазе Х= 0.

Если распределяющие фазы привести в соприкосновение друг с другом, начинается переход распределяемого вещества из фазы G в фазу L и с появлением вещества М в фазе L начинается обрат­ный переход его из фазы L в фазу G. До некоторого момента вре­мени число частиц распределяемого вещества М, переходящих в единицу времени из фазы G в фазу L, больше, чем число частиц, переходящих из фазы L в фазу G. Однако конечным результатом является переход вещества М из фазы G в фазу L. По истечении определенного времени скорости прямого и обратного перехода вещества М в фазах G и L становятся одинаковыми. Такое состоя­ние системы называется равновесным. При равновесии уста­навливается строго определенная зависимость между концентра­циями распределяемого вещества в фазах. Такие концентрации называют равновесными.

 

(1)

 

Эти зависимости определяются экспериментально и называют­ся равновесными зависимостями.

Равновесные зависимости изображаются графически кривой или в частном случае прямой линией. На рис. 1 показана зави­симость равновесной концентрации ур компонента в газовой фазе G от его концентрации хр в жидкой фазе L при постоянных давле­нии и температуре.

Соотношение концентраций компонента в фазах в условиях

равновесия называется коэффициентом распре­деления.

Коэффициент распределения геометрически выражается тан­генсом угла наклона линии равновесия. В случае кривой линии равновесия коэффициент распределения является переменной ве­личиной.

Конкретный вид законов равновесия применительно к различ­ным процессам массопередачи будет рассмотрен в соответствую­щих главах.

Равновесные зависимости позволяют определить не только на­правление процесса, но и скорость перехода распределяемого ве­щества из одной фазы в другую.

Разность между фактической и равновесной концентрациями, характеризующая степень недостижения равновесия, является движущей силой массообменных процессов.

Основные уравнения массопередачи могут быть получены из об­щего уравнения кинетики. Согласно этому уравнению скорость массообменных процессов прямо пропорцио­нальна движущей силе процесса и обратно пропорциональна диффузионному (массообменному) сопротивлению.

 

Рис.1. Диаграмма равновесия при р = const и t = const

 

Обозначив величину, обратную диффузи­онному сопротивлению, К= 1/R (где R — диффузионное, или массообменное, сопротивление), запишем

 

(2)

 

 

Распределяемое вещество всегда переходит из фазы, где его содержание выше равновесного, в фазу, в которой концентрация этого вещества ниже равновесной.

Движущая сила массообменных процессов определяется степенью отклонения от равновесия – разностью между рабочей и равновесной или равновесной и рабочей концентрацией.

Нетрудно видеть, что dM/Fdτ является скоростью массопереда­чи, отнесенной к единице контакта фаз. Если dM отнесено к единице времени, то

 

(3)

 

При к = const для всей поверхности массообмена

 

(4)

 

Уравнения (3) и (4) называются основными уравнения­ми массопередачи. Согласно этим уравнениям количество веще­ства, перенесенного из ядра одной фазы в ядро другой фазы, пропорционально разности его концентраций в ядрах фаз, пло­щади поверхности фазового контакта и продолжительности про­цесса.

Коэффициент массопередачи показывает, какое количество ве­щества переходит из одной фазы в другую в единицу времени че­рез единицу поверхности фазового контакта при движущей силе, равной единице.

Коэффициенты массопередачи в зависимости от единиц, в которых выражены движущая сила и количество распределяемо­го вещества, могут выражаться в м/с, кг/(ед. дв. силы • м2 • с), кмоль/(ед. дв. силы • м2 • с).

 

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 756. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей   Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления...

ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ В УСЛОВИЯХ ОМС 001. Основными путями развития поликлинической помощи взрослому населению в новых экономических условиях являются все...

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МОРФЕМНОГО СОСТАВА СЛОВА В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ В практике речевого общения широко известен следующий факт: как взрослые...

Сравнительно-исторический метод в языкознании сравнительно-исторический метод в языкознании является одним из основных и представляет собой совокупность приёмов...

Концептуальные модели труда учителя В отечественной литературе существует несколько подходов к пониманию профессиональной деятельности учителя, которые, дополняя друг друга, расширяют психологическое представление об эффективности профессионального труда учителя...

Конституционно-правовые нормы, их особенности и виды Характеристика отрасли права немыслима без уяснения особенностей составляющих ее норм...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия