Глава 4. МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Отчет о работе оформляется в соответствии с требованиями, изложенными в [10], и должен содержать:

- титульный лист;

- цель работы;

- схему, описание экспериментальной установки для определения констант процесса фильтрования и методику проведения риботы;

- таблицу опытных данных;

- расчетную часть, в которой приводятся все необходимые

- расчеты;

- экспериментальные и расчетные графические зависимости in Δ τ /Δ q = f(q), выполненные на миллиметровой бумаге в масштабе с обязательным нанесением на них экспериментальных и расчетных точек;

- таблицу результатов расчета;

- выводы, соответствующие целям работы, с объяснением причин возможного расхождения результатов расчета эксперимента.

Контрольные вопросы

1. Основные параметры, характеризующие структуру несжимаемых осадков.

2. Дифференциальное уравнение процесса фильтрования при постоянном перепаде давления и его решение.

3. Константы процесса фильтрования, их физический смысл и практическое значение.

4. Движущая сила фильтрования.

5. Типы фильтровальных перегородок и требования, предъявляемые к материалам фильтрованных перегородок.

6. Схема лабораторной установки, порядок проведения эксперимента.

7. Экспериментальное определение порозности осадка.

8. Конструкции фильтров периодического и непрерывного действий.

 

Глава 4. МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

В химических и пищевых производствах широко распространены и имеют важное значение процессы массопередачи, характеризуемые переходом одного или нескольких веществ из одной фазы в другую.

Массопередача представляет собой сложный процесс, включающий перенос вещества (массы) в пределах одной фазы, перенос через границу раздела фаз и его перенос в пределах другой фазы. При теплопередаче обменивающиеся теплотой среды в большинстве случаев разделены стенкой, а массопередача обычно происходит через границу раздела (поверхность соприкосновения, контакта) фаз.

Перенос вещества из фазы к границе раздела фаз или в обратном направлении, т.е. в пределах одной из фаз, называется массоотдачей.

Распределяемое вещество внутри каждой фазы переносится путем диффузии, поэтому процессы массопередачи называются также диффузионными.

Для диффузионных процессов, по аналогии о процессами переноса теплоты, принимают, что количество переносимого вещества пропорционально площади поверхности раздела фаз и движущей силе

 

, (4.1)

 

где М - масса вещества, перешедшая из одной фазы в другую за время τ, кг/с; К - коэффициент массопередачи; D - движущая сила процесса, кг/кг; F - площадь поверхности раздела фаз, м²; τ - продолжительность процесса, с.

Коэффициент массопередачи показывает, какое количество вещества переходит из одной фазы в другую за единицу времени через единицу площади поверхности контакта фаз при движущей силе массопередачи, равной единице. Он определенным образом связан с коэффициентами массоотдачи, расчет которых ведут по эмпирическим уравнениям, полученным на основе теории подобия.

Движущая сила характеризуется степенью отклонения системы от состояния динамического равновесия. Диффундирующее в пределах фазы вещество перемещается от точки с большей к точке с меньшей концентрацией, поэтому в расчетах движущую силу процессов массопередачи выражают через разность концентраций.

Концентрацию распределяемого вещества в газовой фазе обозначают через У, а в жидкой - X. Равновесные концентрации соответственно через У* и X*.

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