Равновесие массообменных систем

Массообменная система, состоит минимум из двух фаз и распределяемого между ними вещества. Предельным состоянием массообменных систем является достижение системы равновесия, при котором на протяжении неограниченного количества времени в системе не происходит никаких качественных и количественных изменений.

Из определения следует, что необходимым условием фазового равновесия является постоянство температуры и давления во всех фазах системы.

При t ≠ const, равновесие нарушается из-за теплообмена;

При Р ≠ const, равновесие нарушается из-за массообмена между фазами.

Таким образом, на равновесие оказывает влияние изменение температуры, давления и состава фаз.

Знание равновесия в процессах массопередачи позволяет установить пределы, до которых могут протекать эти процессы.

Законы равновесия

	Рауля Генри

Законы равновесия могут быть представлены:

1) в виде уравнения:

З-н Рауля: Парциальное давление компонента в растворе равно давлению пара чистого компонента, умноженному не его мольную долю в растворе

З-н Генри: Парциальное давление растворенного газа пропорционально его мольной доле в растворе , где Е – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом, или константой Генри.

2) По второму пункту соотношение между концентрациями можно представить в виде таблицы:

С

где у – концентрация вещества в газовой фазе (Ф_у)

х – концентрация вещества в жидкой фазе (Ф_х)

3) В самом общем виде связь между концентрациями распределяемого вещества в фазах при равновесии выражается зависимостью или . Л юбая из этих зависимостей изображается графически линией равновесия, следующим образом

На рисунке представлены линии фазового равновесия.

Для разбавленных растворов линия равновесия близка к прямой и m (коэффициент распределения) является величиной постоянной, равной тангенсу угла наклона линии равновесия.

где (2)

m – коэффициент распределения; зависит от характеристик массообмена: Р, Т, а в некоторых случаях от концентрации распределяемого компонента.

Вид законов равновесного распределения, выражающих зависимости, различен для разных процессов массопередачи. Например для двух фазовых систем (жидкость–пар).

Зависимость температур кипения и конденсации от состава фаз (диаграмма t-x-y).

Дата добавления: 2014-01-04