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

Основной закон массопередачи можно сформулировать, исходя из общих кинетических закономерностей химико-технологических процессов. jм===Kм*ΔС – основной закон кинематики

Скоростью любого процесса МП будет называться количество вещества М, которое передается из одной фазы в другую через единицу поверхности контакта фаз F в единицу времени τ. [кг/м² *ч]

М=Км*ΔС*F, где Км – коэффициент массопередачи (скорость процесса), С-концентрация

Км= [кг/ед конц*м²]

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.

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

Как было указано ранее, 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.

Ниже указаны возможные варианты выражения движущей силы массообменных процессов при различных направлениях перехода распределяемого вещества. Поскольку концентрации распределяемого вещества можно выражать любыми способами, важно подчеркнуть, что во всех случаях движущей силой процесса будет разность между рабочей и равновесной концентрациями, взятая с положительным знаком.

GL LG

Из изложенного следует, что 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:

М=G*(y_н-y_к)=L*(x_к-x_н)=Ky*Δy*F=Kx*Δx*F

F=G*(y_н-y_к)/Ky*Δy, где (y_н-y_к)/Δy=m_y, аналогично для m_x

F=L*(x_к-x_н)/Kx*Δx, где (x_к-x_н)/Δx=m_x

m_x и m_y – число единиц переноса, которое показывает на сколько единиц изменяется рабочая концентрация под действием единицы движущей силы

Δyср=yн-yк/

Δxср=xк-xн/