78)Средняя движущая сила. Число единиц переноса

Интеграл - называется числом единиц переноса и обозначается n_OY либо n_OX, если это число отнесено к концентрации фазы Ф_У и Ф_Х соответственно:

Из уравнения (5) и (5^/) видно, что между числом единиц переноса и средней движущей силой существует определенная зависимость

.

Таким образом, число единиц переноса обратнопропорционально средней движущей силе процесса массопередачи. Согласно выражению (6) и (6^/), число единиц переноса характеризует изменение рабочей концентрации фазы, приходящиеся на единицу движущей силы. Вместе с тем одну единицу переноса можно рассматривать как участок аппарата, для которого изменение концентрации одной из фаз равно средней движущей силе на этом участке.

Выражения (5) и (5^/) применимо для процессов эквимолекулярного 2-х стороннего переноса, например процессов ректификации, а так же для процессов абсорбции, экстракции и других процессов массопередач в том случае, когда рабочую линию можно считать практически прямой.

79)Расчет основных размеров массообменных аппаратов.

При технологическом расчете массообменных аппаратов должны быть определены их основные параметры: диаметр (для аппаратов цилиндрической формы), характеризующий производительность и рабочая высота (длина), отражающая интенсивность протекающего в нем процесса

Диаметр аппарата

Расчет диаметра аппарата происход по уравнению расхода Q=S*ω₀, где Q – объемный расход фазы, скорость которой определяет площадь поперечного сечения пара; S – площадь поперечного сечения аппарата; ω₀ – фиктивная или приведенная скорость. Для круглого сечения

80)79)Высота аппарата

Высота массообменного аппарата определяется в зависимости от оттого явл. контакт фаз в нем непрерывным или ступенчатым.

Рассмотрим высоту аппарата с непрерывным контактом. При непрерывном контакте фаз высоту аппарата можно найти на основе уравнения массопередачи, выраженном через объемный коэффициент массопередачи, учитывая что поверхность контакта фаз будет равна F=aV, где V – рабочий объем аппарата; а – удельная поверхность контакта фаз, тогда уравнение массопередачи может быть записано в следующем виде:

M=K_YaV∆y_CP (1) или M=K_ХаV∆х_CP (1^/)

Рабочий объем аппарата V=SH, где S – площадь поперечного сечения аппарата; Н - рабочая высота аппарата. Подставляя значение V в уравнение (1) и (1^/) и решая их относительно Н, находим рабочую высоту аппарата

При расчете высоты аппарата по уравнениям (2) и (2^/), можно узнать либо раздельно значение удельной поверхности а, и поверхностный коэффициент массопередачи, представляющий собой объемной коэффициент массопередач K_V.

Знать эту величину необходимо, когда поверхность контакта фаз трудно определить. В таких случаях можно так же на основе модификации уравнения массопередачи выразить Н с помощью числа единиц переноса. По методу числа единиц переноса рабочая высота аппарата находится следующим образом:

Н=h_oy*n_oy, Н=h_ox*n_ox, где h_oy и h_ox – высота единиц переноса.

Высота аппарата со ступенчатым контактом

Высоту аппаратов этого типа в частности тарельчатых колон, иногда выражают через объемный коэффициент массопередачи. Согласно уравнению (2) и(2^/).

В барботажных аппаратах объемный коэффициент должен рассчитываться на единицу объема слоя пены или эмульсии, в котором происходит массообмен. Однако в виду сложности определения объема подвижной пены, коэффициент массопередачи относят к единице рабочей площади тарелки. Эти коэффициенты массопередачи, обозначаются через К_S связаны с коэффициентом массопередачи К_у и К_V соотношением: K_SS_T∆y_CP=K_VV_T∆y_CP= KyF_T∆y_CP, откуда

, где V_T и F_T – объем пены и поверхность контакта на одной тарелке. Для расчета рабочей высоты, через число ступеней аппарата необходимое число ступеней определяется аналитическими и графическими методами. Рабочую высоту аппарата находят через число действующих ступеней, пользуясь зависимостью H=n_g*h, n_g – действительное число ступеней, h – расстояние между ступенями, которые принимают или определяют при расчетах.