23. Уравнение массопередачи.

Процесс массопередачи включает процессы массоотдачи в пределах каждой из двух взаимодействующих фаз и, кроме того, - процесс переноса распределяемого вещества через поверхность раздела фаз.

где S- поверхность раздела фаз;

y^* ,x^* -равновесные концентрации в данной фазе;

- коэффициенты массопередачи.

При такой форме записи уравнения массопередачи движущая сила процесса выражается разностью между рабочей и равновесной концентрацией (или наоборот), отражающей меру отклонения системы от состояния равновесия.

Физический смысл коэффициента массопередачи - он показывает, какое количество вещества переходит из фазы в фазу за единицу времени через единицу поверхности контакта фаз при средней движущей силе равной единице.

Концентрации фаз изменяются при их движении вдоль поверхности раздела, соответственно изменяется движущая сила массопередачи.

Поэтому в уравнении массопередачи вводят величину средней движущей силы .

В общем случае или.

С помощью этих уравнений обычно находят поверхность контакта фаз S и по ней рассчитывают основные размены аппарата. Для определения S, предварительно рассчитывают коэффициенты массопередачи ии среднюю движущую силу. Величина М-количество вещества, переходящее из фазы в фазу в единицу времени, илинагрузка аппарата, либо задается при расчете, либо определяется из материального баланса.

Аддитивность диффузионных сопротивлений.

Рассмотрим случай, когда равновесная зависимость между концентрациями в фазах линейна, т.е. линия равновесия описывается уравнением , где m- тангенс угла наклона линии равновесия.

Диффузионным сопротивлением называется величина обратная коэффициенту интенсивности процесса.

Для фазы y: ;

Для фазы x: .

Диффузионное сопротивление массопередачи в целом складывается из диффузионных сопротивлений массоотдачи в одной и другой фазах.

Объемные коэффициенты массоотдачи и массопередачи.

Поверхность контакта фаз к единице которой отнесены коэффициенты массоотдачи и массопередачи ,в большинстве случаев трудно определить, например в барботажных массообменных аппаратах эта поверхность представляет собой совокупность поверхностей брызг, пены и пузырей. Поэтому коэффициенты массоотдачи и массопередачи часто относят не к поверхности контакта фаз S, а к рабочему объему аппарата V, который связан с поверхностью зависимостью , где а- удельная поверхность, отнесенная к единице рабочего объема аппарата [м²/м³].

Объемные коэффициенты массоотдачи .

Объемные коэффициенты массопередачи .

Пути интенсификации процесса массопередачи.

1) Увеличение средней движущей силы процесса за счет использования

противоточной схемы.

2) Повышение коэффициента массопередачи .Путем увеличения наименьшего из ()- коэффициента массоотдачи за счет увеличения скорости движения фазы.

3) Увеличение поверхности раздела фаз. Это достигается путем перевода струйного режима течения в пленочный. С этой целью применяются (кольца Рашига у которых диаметр и высота одинаковы) насадки.

Массоперенос в системе жидкость- твердое, является нестационарным процессом, наиболее ярким представителем этих процессов является сушка и кристаллизация.