53. Понятие о рабочей линии процесса массопередачи

Зависимость между рабочими концентрациями распределяемого вещ-ва в фазах у=f(х) изображается рабочей линией. В соответствии с материальным балансом :

G*y_н+L*x=G*y+L*x_к

G-расход газовой фазы; L-расход жидкой фазы; x,y- концентрации распределяемого компонента в фазах в произвольном сечении аппарата

Разделим все на G и выразим у:

y=L/G*x+(y_н- L/G*х_к)

Данное уравнение представляет собой уравнение рабочей линии , выражающее связь между рабочими концентрациями распределяемого компонента в фазах для произвольного сечения аппарата.

Введя обозначения L/G=A (при L,G=const) и (y_н- L/G*х_к)=B , находим

у=А*х+В

Данное уравнение является также уравнением рабочей линии в виде прямой , которая наклонена к к горизонту под углом , тангенс которого равен а и отсекает на оси ординат отрезок в .

54. Графическое изображение рабочей линии

Рабочая линия в координатах х-у может располагаться выше или ниже равновесной линии в зависимости от того из какой в какую фазу переходит распределяемое вещ-во .Пусть массопередача проходит между газовой фазой G и жидкой фазой L , рабочие концентрации которых равны соответственно у и х . Если рабочая линия расположена ниже линии равновесия , то для любой точки (А) рабочей линии , у<y^* и х>х^* , где у^* и х^* -равновесные концентрации .Следовательно распределяемое вещ-во будет переходить из фазы L в G (ректификация) . Если рабочая линия расположена выше линии равновесия , то для произвольно взятой на рабочей линии точки А концентрация у>у^* и х<х^* . При этом распределяемый компонент будет переходить из фазы G в L (абсорбция) .

55. Графический метод определения числа теоретических ступеней контакта фаз

Для упрощения расчетов массообменных аппаратов используют понятие теоретическая ступень контакта фаз . Это такая ступень контакта , которая обеспечивает получение равновесных потоков фаз покидающих зону контакта . Для определения числа теоретических ступеней контакта фаз или числа теоретических тарелок , необходимо располагать рабочей и равновесной линиями . Для определения числа теоретических тарелок необходимо между точками рабочей линии А и В вписывать ступени между рабочей и равновесной линиями , а именно из точки А проводят вертикаль до пересечения с равновесной линией в точке а , далее из точки а проводят горизонтальную линию до пересечения с рабочей в точке в . Число ступеней вписанных между рабочей и равновесной линиями между точками А и В является числом теоретических ступеней контакта фаз .

56. Понятие коэффициента массоотдачи, его физический смысл

Cогласно закону конвективной диффузии кол-во вещ-ва ∆М передаваемого в еденицу времени из фазы к поверхности раздела фаз прямопропарцион-но поверхности контакта фаз ∆F и разности кнцентраций в ядре фазы и на границе раздела фаз:

∆М=β*∆F*(С-С_ГР)

β-коэффициент массоотдачи,кг/(с*м²*един.измерен.конц-ции)

β характеризует массу вещ-ва ,передаваемого в единицу времени ,через единицу поверхности при разности кнцентраций в ядре фазы и на границе раздела фаз равной 1. β зависит от гидродинамики,физ-хим св-в,геометрич размеров системы

β определяется с помощью критер ур- ний :

Nu_диф= β*L/D

Nu_диф=A*Reⁿ*Pr^m_диф

Pr_диф=μ/ρ*D

∆F-поверхность контакта фаз,м²

С-концентрация вещ-ва в ядре фазы , един.измерен.конц-ции

C_гр- концентрация вещ-ва на границе раздела фаз, един.измерен.конц-ции