химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

ук, ук и хн, хк (рис. IX-14). Применительно к элементарному участку аппарата, где концентрация потока G уменьшается на величину dy, а площадь межфазной по448

(1Х.7а)

д.х = (хк — х„) I j dxj(Xp — х)

Интегралы в выражениях (IX.7) и (IX.7а) определяются графическим способом. В частном случае, когда линия равновесия является прямой, значения интегралов можно рассчитать аналитически. Если ур = шх, то

Уи »а

j dy/(y — yp) = j dy/(y—mx)

«к Ч

dy

Подставляя в данное выражение значение х из уравнения материального баланса верхней части аппарата G (у — ук) = — L (х — ха), получаем:

?Я "и , »п

m(a/L))-m[xa-(G/L)yK]

f dy = f dy = г In

J У — Уо J У —nix J y[l —

Ув — mx„ — m (GIL) (yB — yK)

1 — m (G/L) - Ук — тхк

Из уравнения материального баланса для всего аппарата

О (Jfa — y*) = L (хк — *„) (6)

449

подставим значение разности (уя — ук):

j dy/(y—yv) = {!/[' — m(C/L)]} In [(й, — m%)/(v„ —

Таким образом, искомая средняя движущая сила процесса будет:

&у = (Ув — Ук) [1 — т (0/1)1/1п [(ун — тхк)/(ук — т%)] После подстановки значения G/L из уравнения (б), /их,, = #рн и тхн = #рк находим:

&у = [(= (Дн-Дк)/[1п(Д„/Дк)] (IX.8)

Заметим, что выражение (IX.8) аналогично выражению для средней движущей силы (средней разности температур) в процессах теплообмена; оно справедливо не только при встречном движении контактирующих потоков, но и в случае прямотока.

Уравнения (IX.7) и (IX.8) для средней движущей силы процесса массообмена были получены применительно к идеальному противотоку контактирующих фаз, предполагающему движение каждой из этих фаз в режиме идеального вытеснения. Тогда мас-сообменный аппарат работает с наибольшим градиентом концентраций по направлению потоков (по высоте аппарата) и, следовательно, с максимальной движущей силой. Движение встречных потоков в реальных аппаратах происходит, однако, с большим или меньшим отклонением от режима идеального вытеснения. Это отклонение вызвано различными причинами: перемешиванием каждой фазы вдоль оси потока вследствие турбулентной диффузии, захватом частиц одной фазы встречным потоком другой фазы, неравномерным профилем скоростей в сечении каждого потока, наличием застойных зон и др. Результатом этих отклонений является падение градиентов концентраций обеих фаз по высоте аппарата и, следовательно, уменьшение средней движущей силы процесса массообмена и снижение массообменной способности (эффективности) аппарата. Количественно влияние отклонения контактирующих потоков от идеального противотока на величину движущей силы процесса массообмена оценивается с помощью эмпирических зависимостей, устанавливаемых для каждого массообменного аппарата в зависимости от его конструкции и агрегатного состояния встречных потоков и режима их движения.

Ж. ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Диаметр массообменного аппарата d рассчитывается либо по объемному расходу V м3/с и средней линейной скорости w м/с определяющей фазы (например, газа или пара при массообмене

450 с жидкостью), либо по суммарному объемному расходу Vc м3, с и суммарной объемной скорости шс м3/(ма- с) обеих контактирующих фаз (например, жидкость—жидкость): 3600 (n„ как будет показано в следующих главах, зависят от вида осуществляемого процесса и конструкции массообменного аппарата.

Рабочую высоту массообменного аппарата Я принципиально можно найти по основному уравнению массопередачи: М = = Ky&uF = KxkxF- В самом деле, если удельная межфазная поверхность в аппарате, т. е. межфазная поверхность в 1 м3 его рабочего объема, равна а ма/м3, то F = (л<22/4) На, поэтому

Я = 4М/я (РаКу Д« = 4Л1/Я (РаКх &х

Однако величина а в большинстве случаев не может быть заранее рассчитана или задана. Не существует также надежного универсального метода определения поверхностных (Ку, К>) и объемных (Куа, Кха) коэффициентов массопередачи (имеющиеся эмпирические формулы справедливы в весьма ограниченных областях). При решении рассматриваемой задачи путем привлечения часто более доступных практических данных предложены два других метода расчета рабочей высоты массообменных аппаратов. Первый из этих методов базируется на общем уравнении массопередачи, написанном в следующем виде: G =

dy

4G

K(PaK,j J у-+Ур Ук

= Ку L—4—J J <1У1(У — У?) . откуда

Н =

{у — Ур)

(в)

Из выражения (IX.7) следует, что

\ йу1(У — Ур) = (Ун — Ук)/&у = пу '

Другими словами, безразмерное число j dy,'(y—yv), котоУк

рое обозначим через пу, выражает приращение концентрации переходящего вещества в потоке G, приходящееся на единицу средней движущей силы. Дробь перед интегралом, которую обозначим через пд, в выражении (а) имеет линейный размер (м); будучи помножена на число пу, она дает искомую высоту аппарата. Следовательно, число единиц пу характеризует массообменную способность (эффек

страница 26
< 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
сколько будет стоить віровнить вмятину на багажнике
информационное табло в бизнес центр
спортивные рюкзаки форвард
наклейки на авто хк трактор

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
(19.10.2017)