химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

Е ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Процессом массообмена называется диффузионный переход одного или нескольких компонентов бинарных и многокомпонентных смесей из одной фазы в другую: из газовой (паровой) в жидкую или твердую, из жидкой в твердую или в другую жидкую, а также в обратном направлении. Различают два варианта массообмена: односторонний и двухсторонний. В первом варианте процесс завершается переходом вещества из одной фазы в другую, а во втором —встречным переходом веществ из каждой фазы в другую.

В общем случае процесс массообмена совершается в три последовательных этапа: диффузия переходящего вещества в объеме одной фазы по направлению к межфазной поверхности, переход через последнюю и диффузия в объеме второй фазы. Подобно теплообмену массообмен характеризуется количеством вещества М, переходящего из одной фазы в другую (диффузионный поток) за время т, пропорционально движущей силе процесса Д и площади межфазной поверхности F. Величины М, F и т связаны между собой коэффициентом пропорциональности К, носящим название коэффициента массопередачи:

M = K&Fi (IX.I)

Таким образом, коэффициент массопередачи характеризует КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА, ПЕРЕХОДЯЩЕГО ИЗ ОДНОЙ ЦЬАЗЫ В ДРУГУЮ ЧЕРЕЗ ЕДИНИЦУ МЕЖФАЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ (F = 1 М2) В ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ (т = 1 С) ПРИ Д = /.

Движущей силой процесса массообмена является разность концентраций вещества, переходящего в данной фазе и в состоянии равновесия с другой (контактирующей) фазой. Величина Д зависит от физико-химических свойств веществ, участвующих в массообмене, и от схемы их относительного движения (прямоток, противоток, перекрестный ток и т. д.). Коэффициент массопередачи определяется еще, кроме того, гидродинамической обстановкой в массообменном аппарате и связан, следовательно, с конструкцией последнего и его рабочим режимом.

Составы смесей, участвующих в процессах массообмена, выражают обычно в абсолютных массовых или м о л в422 ных долях (либо в процентах). Так, если смесь состоит из компонентов А, В, С, D, Е и т. д., то обозначив абсолютные массовые концентрации последних (их массовые количества в 1 кг смеси) через А, Ъ, С, D, Е кг/кг смеси, получим: А + B +С + D + Е + ... = 1.

Если молекулярные массы компонентов рассматриваемой смеси соответственно равны МА, MB, МС, MD, МЕ и т. д., то их а б с о-лютные мольные концентрации (число кмоль каждого компонента в 1 кмоль смеси) будут:

= а/М„

ХА (А/МА) + (6/ЛЩ + (С)МС) + (rf/Лад + (Е/МЕ) + ???

= Ь/МЬ

** (а/Л1и) + (УЩ + (О/МС) + (Д7ЛЗД + (Е/МЕ) + • • • " Т' Д'

При этом ХА + ХЬ + ХС + XD + ХЕ + ... = 1.

Легко видеть, что знаменатели в последних выражениях равны обратной величине средней молекулярной массы смеси МС„

l/Mcp. = AJMA + Ь/МЬ + С/МС + D(MD + EJME +...

поэтому

ХАМА = АМСР, ХЬМЬ = Шср; ХСМС — сМср; XDMD = DMCP и т. д.

Таким образом, вычислив значение УИср, можно легко определить абсолютные мольные концентрации по заданным абсолютным массовым концентрациям, и наоборот. Заметим, что из последних равенств с учетом А + Ь + С. -j- D + Е + ... = 1 следует:

Л]ср = ХАМА + ХЬМЬ + ХСМС + XDMD -f ХЕМЕ -|

Иногда удобно пользоваться не абсолютными, а относительными концентрациями отдельных компонентов в смеси, т. е. их массовыми или мольными количествами, приходящимися на 1 кг или 1 кмоль какого-либо одного компонента. Так, если в бинарной смеси А + В абсолютные массовые концентрации компонентов равны А И Ь, то их относительные массовые концентрации (а0, 60) будут:

относительно В А0 = а/(1 + А); ЬА — 1; относительно А Ь„ = 6/(1 + Ь); а0 = I

Аналогично выразятся также относительные мольные концентрации:

относительно В Х\ = XJ(\ +х0); X°B = 1; относительно А Х\ = х0/(1 + ХЪ); Х°= I

*а 1

Абсолютные мольные концентрации компонентов газовой или паровой смеси (в кмоль/кмоль смеси), которые условимся обозначать через У, часто выражают через их парциальные ?Давления (РА, РЬ, РС и т. д.):

На = pJP; Т = РЬ1Р; ЦС = РС/Р И т. д.

„где Р — полное давление газовой (паровой) смеси.

423

Б. ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ

Замкнутая система, состоящая из одной, двух и более фаз, называется равновесной, если на протяжении неограниченного времени в ней не происходит никаких качественных и количественных изменений. Из этого определения следует, что необходимым условием фазового равновесия является постоянство температуры и давления во всех фазах этой системы. В самом деле, при неравенстве температуры равновесие будет нарушаться из-за теплообмена, а при неравенстве давления — из-за массообмена между фазами. На равновесие системы не влияет количественное соотношение между фазами, но оказывает влияние изменение температуры, давления и состава фаз.

Зависимость между числом компонентов (/С) системы, числом фаз (Р) и числом ее степеней свободы (F) устанавливается правилом фаз: F = К — Р + 2. Правило фаз указывает, какое число параметров можно изменять без нарушения равновесия системы. Так, например, в случае однокомпонентной трехфазной системы (лед—вода—водяной пар) К = 1 и Р = 3,

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить компьютер acer
tc comfort 3.7/1 схема
дискотечьное оборудование
http://www.kinash.ru/etrade/goods/4382/city/Penza.html

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(14.12.2017)