химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

ды и концентрации равны L, G, Х и У (см. рис. IX-12): LX — LXXX — = GY — Ga(/a, откуда

Y = fya-LLXL)/G + (L/E)x (IX.2)

Уравнение (IX.2), описывающее закономерность изменения концентраций переходящего вещества (рабочих концентраций)

/ 1 / 1 1

Г. МЕХАНИЗМ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ. КОЭФФИЦИЕНТЫ МАССООТДАЧИ И МАССОПЕРЕДАЧИ

ФАЗА!

Процесс перехода вещества из одной фазы в другую происходит путем молекулярной и турбулентной диффузии. Схематически можно представить себе три последовательные стадии процесса: диффузия переходящего вещества в потоке фазы I к поверхности раздела фаз (к межфазной поверхно-с т и), проникновение через эту поверхность и дальнейшая диффузия в поток 'фазы II. Точное математическое описание этого сложного процесса встречает пока непреодолимые

Ч

РИС. IX-12. К СОСТАВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛЬНЫХ БАЛАНСОВ ПРОЦЕССОВ МАССООБМЕНА И ПОСТРОЕНИЮ РАБОЧИХ ДИАГРАММ:

/ — РАБОЧАЯ ЛИНИЯ; 2 — ЛИНИЯ РАВНОВЕСИЯ.

во взаимодействующих встречных потоках по высоте массообмен-ного аппарата, называется УРАВНЕНИЕМ РАБОЧЕЙ ЛИНИИ. Если в процессе массообмена расходы взаимодействующих потоков не изменяются по высоте аппарата (L, = La*-= L = const; GT = Ga= = G = const), то уравнение (IX.2) принимает следующий вид:

S = (Cs1-I*1)/0-r(l/C)' (IX'2a)

Как видно из уравнения (IX.2а), в последнем случае рабочая линия становится прямой, отсекающей на оси ординат отрезок (Gj,a — LXI),'G и образующей с осью абсцисс угол, тангенс которого равен L/C

Для анализа и расчета процессов массообмена необходимо совместить в одной диаграмме рабочую линию, устанавливающую связь между сопряженными концентрациями переходящего вещества во взаимодействующих неравновесных фазах, и кривую фазового равновесия (см. рис. IX-12). Последняя может располагаться ниже и выше рабочей линии — в зависимости от разности рабочих (У) и равновесных (У„) концентраций переходящего вещества. При У > УР (рис. IX-I2, А) равновесная линия располагается ниже (переход вещества из фазы I в фазу II), а при */р > У (рис. IX-12, Б) — выше рабочей линии (переход вещества из фазы II в фазу I). Поскольку система всегда стремится к фазовому равновесию, то движущая сила процесса массообмена, естественно, растет с увеличением разности концентраций У — УР или УР — У.

442 затруднения, поэтому предложены его приближенные"5 описания на основе упрощенных гипотетических моделей. Наиболее ранней и весьма наглядной является ДВУХПЛЕНОЧНАЯ МОДЕЛЬ ЛЬЮИСА И УИТМЕНА, согласно которой по обе стороны межфазной поверхности образуются пограничные пленки контактирующих фаз (жидкость—жидкость, жидкость—газ), создающие основное сопротивление переходу вещества из одной фазы в другую (рис. IX-13). При этом на самой межфазной поверхности достигается равновесие обеих фаз, а количество переходящего (диффундирующего) вещества М в пределах каждой фазы в единицу времени можно выразить уравнениями:

М = (lye^ (г/ - уи) F = (ZJ./8.) (*-„ -x)F

где Dj в D, — коэффициенты молекулярной диффузии переходящего вещества в контактирующих фазах, 6, и й2 — толщины упомянутых пленок; у и х — концентрации переходящего вещества в основной массе каждой фазы; уан ха — концентрации переходящего вещества на межфазной поверхности (равновесные); F — межфазная поверхность.

Недостатком пленочной теории является игнорирование гидродинамической обстановки вблизи межфазной поверхности, вклада молекулярной и турбулентной диффузии, роли физических и геометрических параметров системы. Величину б можно рассматривать как толщину некоторой воображаемой пленки, эквивалентной по сопротивлению переходу вещества из данной фазы к межфазной поверхности в конкретных условиях процесса массообмена. Так как на практике не оправдывается линейная зависимость М ~ D, то не исключено, что сама величина в является функцией не только упомянутых факторов, но также и коэффициента молекулярной диффузии D. Непосредственное измерение

443 величины fi до сих пор невозможно; не поддаются пока измерению также концентрации уп и хп.

В связи с этим для нахождения скорости перехода вещества из одной фазы к межфазной поверхности и от последней во вторую фазу прибегают к эксперименту, базируясь при обобщении опытных данных, по аналогии с конвективным теплообменом, на уравнениях:

M = Knu(y-yn)F = K"t(x-x)lF (а)

По уравнениям (а) количество переходящего вещества в пределах каждой фазы в единицу времени пропорционально величине межфазной поверхности и разности концентраций на этой поверхности и в основной массе данной фазы. Коэффициенты Ку и Кх, выражающие количества вещества, переходящего из одной фазы в другую в единицу времени через 1 м2 межфаэной поверхности при движущей силе, равной единице {у — у„ = 1 или хП — х = 1), называются коэффициентами массоотдачи. Размерность последних зависит от выбранных единиц измерения массы переходящего вещества М и его концентраций у и х. Так, если выразить Af в кг, а у и х — в кг/кг, то величины Кх и Кх будут выражены в кг- м-2- ч"1 (ед. дв. силы)"1; если же М выразить в кмоль, а у и х — в кмоль/к

страница 23
< 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
ручки bosetti marella купить
ремонт шубы холодильников ардо москва
Vaillant atmoVIT exclusiv VK INT 474/8 E
аренда автобуса на 50 человек в москве стоимость

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
(03.12.2016)