Основное уравнение массопередачи
Основное уравнение массопередачи определяет массу вещества М, переносимого из фазы Фу(0 в фазу Фд(1) (рис. 7.1):
• для фазы Фу: [1]
Если принять, что равновесная зависимость линейна, то она выразится уравнением
где т — коэффициент распределения; ур — концентрация вещества в фазе Фу, равновесная с концентрацией х фазы Ф.
Коэффициенты массопередачи в этом случае будут иметь вид
Из уравнений (7.17) следует, что:
Поскольку концентрации фаз изменяются вдоль поверхности раздела фаз, поэтому в уравнениях (7.16) определяется средняя величина движущей силы, подобно тому, как это делается при теплопередаче:
• фаза Фу:
• фаза Ф,,:
где Ауб, Дхб — наибольшая разность концентраций на концах аппарата; Аум, Дхм — наименьшая разность концентраций на концах аппарата.
Из уравнения (7.16) обычно находят поверхность контакта фаз/и по ней рассчитывают размеры аппарата. Величиной М обычно задаются, или она определяется из материального баланса.
Вопросы и задания для самопроверки
- 1. Каковы механизмы массопереноса? Что является движущей силой массообменных процессов?
- 2. Приведите примеры массообменных процессов. Запишите законы молекулярной диффузии (1-й и 2-й законы Фика).
- 3. Что характеризует коэффициент молекулярной диффузии?
- 4. Каков механизм переноса вещества в движущейся среде? Запишите дифференциальное уравнение массообмена в потоке.
- 5. Раскройте понятие фазы. Составьте схему переноса вещества из одной фазы в другую. Что включает массоперенос из одной фазы в другую?
- 6. Запишите уравнение массотодачи. Охарактеризуйте коэффициент массо- отдачи.
- 1
- 7. Какие критерии необходимы для расчета коэффициентов массоотдачи?
- 8. Приведите критериальные уравнения для массообменных процессов: аб сорбции, сушки и кристаллизации.
- 9. Приведите основное уравнение массопередачи. Как рассчитывается ко эффициент массопередачи (покажите на конкретном примере)?
- 10. Как расчитывается движущая сила массообменных процессов?
- [1] для фазы Фд: где К'у и К'х — коэффициенты массопередачи, выраженные через концентрации фаз Фу и ФЛ. соответственно; Дуср, Дхср — средние движущиесилы массопередачи. Коэффициент массопередачи (Ку или Кх) показывает, какое количество вещества М переходит из фазы в фазу за единицу времени черезединицу поверхности контакта фаз при движущей силе массопередачи,равной единице. Размерность коэффициента массопередачи: Для расчета К'у или К'х необходимо знать коэффициенты массоотдачиру и рЛ.. Для установления связи между коэффициентами массопередачии массоотдачи обычно принимают, что на границе раздела фаз достигается равновесие. Это позволяет пренебречь сопротивлением массопе-реноса через границу и ввести положение об аддитивности фазовых сопротивлений.
