1Вопрос

Основные массообменные процессы; фазы, участвующие в процессах. Средняя движущая сила процесса при линейной и нелинейной равновесной зависимости.

Массообменные процессы – такие технологические процессы, скорость протекания которых определяется скоростью переноса вещества (массы) из одной фазы в другую конвективной и молекулярной диффузией. Движущей силой массообменных процессов является разность концентраций распределяемого вещества во взаимодействующих фазах.

Массообменные процессы классифицируют по трем основным признакам: агрегатному состоянию вещества, способу контакта фаз и характеру их взаимодействия.

По агрегатному состоянию вещества можно представить основные фазы: «газ – жидкость» (Г - Ж), «газ – твердое тело» (Г – Тв.т), «жидкость – жидкость» (Ж–Ж), «жидкость – твердое тело» (Ж – Тв.т) и др. В зависимости от сочетания фаз имеются способы их разделения. Так, при сочетании Г–Ж разделение возможно дистилляцией, ректификацией, абсорбцией и десорбцией, сушкой и увлажнением; Г – Тв.т – сублимационной сушкой, адсорбцией, ионным обменом, фракционной адсорбцией; Ж – Ж–жидкостной экстракцией; Ж–Тв.т – фракционной кристаллизацией, экстрагированием, адсорбцией, ионным обменом.

Скоростью любого процесса МП будет называться количество вещества М, которое передается из одной фазы в другую через единицу поверхности контакта фаз F в единицу времени τ. [кг/м² *ч]

М=Км*ΔС*F, где Км – коэффициент массопередачи (скорость процесса), С-концентрация

Км= [кг/ед конц*м²]

Действительные концентрации распределяемого вещества, или рабочие концентрации, всегда отличаются от равновесных. Разность между этими концентрациями, характеризующая степень отклонения от равновесия, и представляет собой движущую силу массообменных процессов.

Движущая сила меняется с изменением рабочих концентрации, поэтому для всего процесса массообмена, протекающего в пределах концентраций от начальных до конечных, должна быть определена средняя движущая сила (Δyср и Δxср)

П ри определении средней движущей силы могут встретиться 2 случая:

- зависимость между равновесными концентрациями не линейна; для этого случая равновесная концентрация определяется общей функциональной зависимостью y_p=f(x)

- зависимость между равновесными концентрациями линейна, т.е. y_p=A_p*x(где А_р – постоянная величина)

Первый случай:

М=G*(y_н-y_к)=L*(x_к-x_н)=Ky*Δy*F=Kx*Δx*F

F=G*(y_н-y_к)/Ky*Δy, где (y_н-y_к)/Δy=m_y, аналогично для m_x

F=L*(x_к-x_н)/Kx*Δx, где (x_к-x_н)/Δx=m_x

m_x и m_y – число единиц переноса, которое показывает на сколько единиц изменяется рабочая концентрация под действием единицы движущей силы

Δyср=yн-yк/

Δxср=xк-xн/

ХИМКАД

1 Вопрос

14 Вопрос

ГИДРАВЛИКА

1 Вопрос

Физические свойства жидкостей и газов.

Жидкости и газы обладают целым рядом физико - химических свойств, характеризующих состояние вещества при данных условиях: плотность, вязкость, поверхностное натяжение и другие. Рассмотрим представляющие интерес для гидромеханики.

Плотность. Под плотностью понимают массу жидкости, отнесённую к выделенному объёму. Различают среднюю плотность, определяемую как

и плотность в данной точке

Для среды с равномерным распределением вещества в объёме значения средней плотности и плотности в данной точке будут совпадать. В общем случае плотность является функцией четырёх независимых параметров: координат положения и времени .

Определим плотность по правилу дифференцирования сложной функции, где за основной аргумент принимается время:

Отметим что слагаемое представляет собой локальное изменение в точке. Второе слагаемое трёхчлен правой части- есть конвективная составляющая плотности и характеризует изменение плотности в пространстве.

Если параметр в точке не меняется с изменением времени , то движение считают установившимся или стационарным. Соответственно, когда движение неустановившиеся или нестационарное.

В общем случае плотность меняется от давления и температуры. По механическим свойствам движения подразделяют:

1)на несжимаемые и капиллярные -вода, масло, газы, движущиеся со скоростью на много меньше скорости звука в данной среде.

2) на сжимаемые - газы, движущиеся со скоростями, соизмеримыми со скоростью звука в данной среде.

Сжимаемость. Движение жидкости ,как и движение многих твердых тел, описывается законом Гука, который связывает относительное изменение объёма с интенсивностью равномерного всестороннего сжатия. Сжимаемость капельных жидкостей оценивают с помощью коэффициента объёмного сжатия ,характеризующего относительно изменение объёма при изменении давления β_v.

В отличие от капельных жидкостей газы обладают не большой упругостью и их объём в значительной степени зависит от давления и температуры. Уравнение газового состояния

отсюда плотность газа:

Вязкость. Под вязкостью понимают свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу ее слоёв. Благодаря вязкости в жидкости возникают силы внутреннего трения, препятствующие её движению. Величина, обратная вязкости, называется текучестью. Таким образом, высоковязкие жидкости являются плохо текучими и наоборот.

Поверхностное натяжение. Называется сила, действующая на свободной поверхности капиллярной жидкости, которая стремиться свести эту поверхность к наименьшей. Пов. нат. на границе раздела между двумя жидкостями называется пограничным натяжением, а на границе между твердым телом и жидкостью - адгезионным натяжением. П.Н. зависит от природы жидкости, среды, с которой граничит жидкость, и температуры.

σ- коэффициент поверхностного натяжения, н/м

ЗАЩИТА ИНТ. СОБСТВЕННОСТИ