Число единиц переноса

Обозначим рабочую высоту аппарата через Н. Площадь поперечного сечения – S. Удельная поверхность соприкосновения фаз в единице объема аппарата f, м²/м³. Тогда V_{раб. пов-ти} аппарата:

Поверхность соприкосновения фаз:

Подставляя значение f в уравнение массопередачи получим:

Приравнивая выражение к уравнению материального баланса:

Откуда рабочая высота аппарата:

Множитель представляет собой изменение рабочей концентрации на единицу движущей силы и называется числом единиц переноса.

Одна единица переноса (n=1) соответствует участку аппарата, на котором изменение рабочей концентрации равно средней движущей силе на данном участке.

Множитель представляет собой высоту участка, соответствующую одной единице переноса, и называется высотой единицы переноса:

Тогда высота аппарата: H=n

СУШКА

Тепловая сушка, или просто сушка, представляет собой про­цесс удаления влаги из твердых влажных материалов путем ее испарения и отвода образующихся паров. Сушка является наи­более распространенным способом удаления влаги из твердых и пастообразных материалов и проводится двумя основными способами:

1. путем непосредственного соприкосновения сушильного агента (нагретого воздуха, топочных газов) с высушиваемым материалом — конвективная сушка;

2. путем нагревания высушиваемого материала тем или иным теплоносителем через стенку, проводящую тепло, — кон­ тактная сушка.

Специальная сушка производится путем нагревания высушиваемых материалов токами высокой частоты (диэлектрическая сушка) и инфракрасными лучами (радиационная сушка).

В особых случаях применяется сушка некоторых продуктов в замороженном состоянии при глубоком вакууме — сушка возгонкой или сублимацией.

Свойства влажного газа (воздуха)

Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяных паров. В ненасыщенном воздухе влага находится в состоянии перегретого пара, поэтому свойства влажного воздуха с некоторым приближением характеризуются законами идеаль­ных газов.

Количество водяных паров, содержащихся в 1 м³ влажного воздуха, называется абсолютной влажностью воздуха. Водяной пар занимает весь объем смеси, поэтому абсолютная влажность воздуха равна массе 1 м^г водяного пара, или плотности пара ρ в кг/м³.

При достаточном охлаждении или увлажнении воздуха нахо­дящийся в нем водяной пар становится насыщенным. С этого момента дальнейшее понижение температуры воздуха или уве­личение содержания влаги в нем приводит к конденсации из воз­духа избыточного количества водяных паров. Поэтому количество пара, содержащегося в насыщенном воздухе, является предельно возможным при данной температуре. Оно равно массе 1 м³ пара в состоянии насыщения, или плотности насыщенного пара ρ_н в кг/м³. Отношение абсолютной влажности к максимально воз­можному количеству пара в 1 м³ воздуха, при той же температуре и данном барометрическом давлении, характеризует степень насыщения воздуха влагой и называется относительной влажность воздуха. Относительную влажность можно выразить отношением давлений:

φ= (21-4)

При сушке меняются объем воздуха над влажным материа­лом и абсолютная влажность воздуха, так как он отдает тепло, необходимое для испарения влаги, и охлаждается, поглощая влагу, испаренную из материала. Поэтому влажность воздуха относят к величине, постоянной в процессе сушки, — к массе абсолютно сухого воздуха, находящегося во влажном воздухе.

Количество водяного пара в кг, приходящееся на 1 кг абсо­лютно сухого воздуха, называется влагосодержанием воздуха и обозначается х. Величина х характеризует относительный ве­совой состав влажного воздуха.

Х=0,622

Порциальное давление пара: Р_вл=

Х=0,622

Влажный воздух, как теплоноситель, характеризуется энталь­пией (теплосодержанием), равной сумме энтальпии сухого воздуха и водяного пара:

і_вл.в= , где

с_{с. в.} — удельная теплоемкость сухого воздуха, дж/кг- град;, t — температура воздуха, °С; i_n — энтальпия перегретого пара, дж/кг.

Диаграмма, на которой определены параметры влажного и сухого воздуха, как правило называется диаграммой Рамзина (энтальпия-влагосодержание).