4.Уравнения массоотдачи и массопередачи. Связь коэффициентов массоотдачи и массопередачи.

Уравнение массоотдачи : В виду сложности механизма процессов массоотдачи в фазах для практических целей принимают, что скорость массоотдачи пропорциональна движущей силе, равной разности концентраций в ядре и на границе фазы или (в случае обратного направления переноса) – разности концентраций на границе и в ядре фазы.

5.Подобие массообменных(диффузионных) процессов.Общий вид критериального уравнения для расчета коэффициентов массоотдачи.

Соблюдение геометрического и гидродинамического подобий необходимы, чтобы рассмотреть подобие массообменных процессов.1)Граница раздела фаз: заменим все x на l. Используя вторую теорему подобия, запишем это уравнение через константы: (индикатор подобия). Диффузионный критерий Нусельта: Из значения критерия Нусельта рассчитывается коэффициент массоотдачи.Может быть и по жидкой фазе и по газу . Nu – мера отношения переноса масс в следствии массоотдачи к передачи массы на границе раздела фаз диффузии. 2) В ядре два потока: . Используя вторую теорему подобия запишем через константы: Индикаторы подобия и константы подобия заменяем на параметры подобия. – диффузионный критерий Фурье, показывает стационарный процесс или нестационарный. – диффузионный критерий Пекле, это мера отношения массы перенесенной в следствии конвекции к массе перенесенной путем диффузии. Умножим числитель и знаменатель на кинематический коэффициент вязкости: Общее критериальное уравнение: .

Теория подобия не применяется широко, т.к:1)Масообменных процессов большое разнообразие. 2)Большое разнообразие аппаратного оформления.

6.Методы определения общего числа единиц переноса.

На примере абсорбции: – число единиц переноса рассчитанное по газовой фазе общее; – отношение рабочей концентрации и к текущей к средней движущей силе процесса. – известно из материального баланса. – сосчитать нельзя. текущий нельзя выразить из у равновесного в общем виде.1.Численое интегрирование.

Методом трапеции определяем поверхность

Частный случай первой позиции, если равновесная линия прямая:

. 2.Определение общего числа единиц переноса через частные единицы переноса(на примере абсорбции). методом индукции: ; сложим уравнения 1,2 и 3: - по жидкой фазе, через частные единицы переноса. Ректификация: – частный коэффициент единиц переноса.3.Метод объемных концентраций. Он применяется только тогда, когда равновесная линия немного кривая . На примере абсорбции:

Определяем среднюю линию между рабочей и равновесной концентрациями: Рассмотрим .

7.Расчет насадочных колонн при линейной равновесной зависимости.

8.Расчет насадочных колонн при криволинейной равновесной зависимости.

9.Расчет тарельчатых колонн. Определение высоты и диаметра.

10.Теоретически минимальный расход жидкости на орошение абсорбционной колонны. Экономически оптимальный расход абсорбента.

11.Выбор насадки. Гидродинамические режимы работы насадочных колонн.

1-сухая насадка (положили насадку и пропускаем газ); ; ОА-пленочный режим. Жидкость будет обтекать, насадка будет смачиваться, а газ на этой насадке будет взаимодействовать с вязкостью, газовая фаза сплошная.Скорость увеличивается – Режим подвисания –АВ. Жидкость подвиснет под паром, коэффициент массопередачи растет. ВС-эмольгационный режим. Вся колонна наполнена жидкостью, а газ – большими пузырьками будет проходить, через этот слой жидкости. Жидкость – сплошная фаза, коэффициент массопередачи растет.* активный пленочный режим. Насадки:1)регулярные(сетка) можно кольца Рашига уложить плотно друг к другу слоями.Очень маленькое сопротивление 50-70 Па.2) Нерегулярные(большая разность давлений, навалочные, насыпные): Кольца Рашига; Кольца Пайа; Седлообразная насадка.

Требования к насадкам: 1.Удельная поверхность насадки; 2.Сопротивление; 3.Должна быть механически прочная;4.Д.б. химически инертна; 5. Д.б. дешовой. (1.Должна обладать большой поверхностью на единицу объема; 2.Иметь большой свободный объем, в котором осуществляется контакт между жидкостью и парами;3.Оказывать малое сопротивление газовому потоку; 4.Жидкость и мельчайшие твердые частицы не должны скапливатьтся в некоторых частях объема насадки; жидкость не должна протекать между насадкой и стенками аппарата; 5.материал насадки должен быть стойким к химическому воздействию жидкости и газа, находящейся в колонне; 6.иметь малый удельный вес; 7.Обладать высокой механической прочностью при отсутствии значительных давлений. )