1. Основное кинетическое уравнение массопередачи. Коэффициент массопередачи и движущая сила процесса.

Технологические процессы, скорость протекания которых определяется скоростью переноса вещества (массы) из одной фазы в др, называют массообменными процессами.

Основной закон массопередачи: скорость процесса равна движущей силе, деленной на сопротивление, т.е.:

dM/dFdτ=K∆=∆/R (1)

Где dM – количество вещества, перешедшего из одной фазы в другую; dF – поверхность фазового контакта; d – время; - движущая сила массообменного процесса ; R – сопротивление? K – коэффициент скорости или, как его называют в рассматриваемом явлении коэффициент массопередачи, предыдущее уравнение умеет вид:

В случае, когда dM отнесено к единице времени, уравнение (2) можно переписать в виде:

dM=K∆dF (2)

Уравнения (1) и (2) называют основными уравнениями массопередачи. [кг/м² *ч]

В аппаратуре, используемой для проведения массообменных процессов, равновесные концентрации распределяемого вещества никогда не достигаются. 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. Для прямолинейной равновесной зависимости средняя движущая сила процесса определяется как средняя логарифмическая между движущими силами в начале и в конце поверхности фазового контакта.

[K]=[кг/(м²*с*ед. конц.)] – коэффициент массопередачи – показывает, какое количество вещества передается в единицу времени через единицу площади при движущей силе равной единице.

2. Движущая сила моссообменного процесса при нелинейной равновесной зависимости. Число единиц переноса и его физический смысл.

Движущая сила массообменных процессов определяется степенью отклонения от равновесия. Определяется разностью между рабочей и равновесной концентрациями или равновесной и рабочей, в зависимости от того, какие из них больше. При этом очевидно, что движущую силу можно выражать либо через концентрации распределяемого вещества в фазе G, т. е. через Δy, либо через концентрации его в фазе L, т. е. через Δx.

GL LG

Основное уранвение массопередачи можно записать:

dM=Ky*Δy*F=Kx*Δx*F, то есть Ky*Δy=Kx*Δx

Для одного и того же процесса, как правило Ky≠Kx и Δy≠Δx

Как видно из рисунков, 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)

При 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:

m_x и m_y – число единиц переноса, которое показывает на сколько единиц изменяется рабочая концентрация под действием единицы движущей силы. Чем больше m_x и m_y, тем процесс более интенсивный.

Δyср=yн-yк/

Δxср=xк-xн/