СО СВОБОДНОЙ ГРАНИЦЕЙ РАЗДЕЛА ФАЗ
К процессам, для которых характерна свободная граница раздела фаз, относятся такие широко распространенные в технике процессы, как абсорбция, десорбция, перегонка и ректификация, жидкостная экстракция. В этих процессах граница контакта фаз обычно подвижна, величина поверхности контакта фаз зависит от гидродинамической обстановки, что существенно отличает механизм переноса масс в системах со свободной границей раздела фаз от механизма переноса для систем с твердой фазой. Массообменные процессы со свободной границей раздела фаз по принципу участия фаз в массопереносе подразделяют на две группы. К одной группе относят процессы, в которых участвуют как минимум 3 вещества: 1) распределяющее вещество (или вещества), составляющие 1-ю фазу Фу (например, при поглощении аммиака водой из аммиачно-воздушной смеси воздух не участвует непосредственно в массообмене); 2) распределяющее вещество (или вещества), составляющие 2-ю фазу Фх (вода в данном примере); 3) распределяемое вещество М, которое переходит из одной фазы в другую (процессы абсорбции, десорбции, экстракции). Другая группа процессов (перегонка и ректификация) -это процессы, в которых вещества, составляющие фазы, участвуют в массообменных процессах и не могут рассматриваться как носители распределяемого вещества. Как отмечалось выше, направление процесса, его движущая сила зависят от соотношения рабочих и равновесных концентраций. Построения линий равновесных и рабочих концентраций рассмотрены в гл. 2 и 3. В каждой из последующих глав, посвященных тому или иному конкретному процессу массопереноса (абсорбция, перс-гонка и др.), будет рассмотрены условия равновесия системы и материальные балансы этих процессов, на основе которых получают уравнения линий рабочих концентрации. Поскольку концентрации участвующих в массообменных процессах фаз могут иметь различную размерность (кг/кг, кмоль/м3 и т. п.), то целесообразно рассмотреть способы выражения состава этих фаз. Обычно состав фаз выражают в массовых или молярных долях, относительных или объемных концентрациях. Массовые или молярные доли. Состав фазы выражается отношением массы данного компонента к массе всей фазы. Например, для двухкомпонентной системы, состоящей из компонентов А и В, молярный состав смеси по компоненту А(хА) при известной массовой концентрации (в долях) будет выражаться как
, (15.1)
а массовый состав смеси по этому компоненту
, (15.2)
где MА и МВ - молярные массы компонентов А и В соответственно. Для многокомпонентной смеси для любого i-го компонента
, (15.2a)
где n-число компонентов в смеси. Относительно концентрации, массовые и молярные доли. Если через выразить относительные массовые концентрации распределяемого компонента в фазах Фx и Фy (в кг компонента на 1 кг носителя), то при известных массовых концентрациях этого компонента в фазах значения определяют следующим образом: , , (15.3) а значения при заданных - , . (15.3a) Для многокомпонентных смесей массовые концентрации определяют по уравнениям
Выражение состава фаз в относительных массовых и молярных концентрациях удобно тем, что содержание распределяемого компонента относится и к количеству носителя, которое не изменяется в ходе процесса. При малых концентрациях распределяемого вещества относительные молярные концентрации и молярные доли практически совпадают друг с другом. Если концентрации распределяемого вещества заданы в молярных долях, то его относительные массовые концентрации определяют с помощью следующих выражений: (15.5) где МН – молярная масса распределяемого компонента. Объемные концентрации и массовые доли. Выражение объемного состава фаз (СА, СВ,…) в кг/м3 связано с массовыми долями этих компонентов в смеси следующим образом: , (15.6) где ρ –плотность смеси (т.е. сумма всех компонентов смеси в 1 м3 ее объема), кг/м3.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1241)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |