ВОПРОС 3. Материальный баланс массообменных процессов

Рассмотрим схему элементарного массообменного аппарата, в котором происходит массообмен между двумя движущимися пря­мотоком фазами. Массовые скорости фаз относительно поверхно­сти их раздела, выраженные в килограммах инертного вещества в час, обозначим G и L, а концентрации распределяемого вещества (в килограммах на килограмм инертного вещества) — соответ­ственно у и х (рис. 2).

Рис. 2. К составлению материального баланса и выводу уравнения рабочей ли­нии процесса:

а—схема потоков в аппарате; б— изображе­ние рабочей линии в координатах у—х

Предположим, что у > у_р, тогда распределяемое вещество будет переходить из фазы G в фазу L, а концентрация в фазе G будет

Для бесконечно малой площади поверхности аппарата dF

(5)

Интегрируя это уравнение в пределах изменения концентраций распределяемого вещества в аппарате, получим

(6)

откуда определим массовые расходы

Интегрируя уравнение (5) в пределах от начальных до текущих концентраций, получим откуда опреде­лим связь между текущими концентрациями

(7)

Аналогично для противоточного движения фаз

(8)

или

Из уравнений (7) и (8) легко видеть, что связь между те­кущими концентрациями распределяемого вещества подчиняется линейным уравнениям. Уравнение прямой, выражающее зависи­мость между фактическими (рабочими) концентрациями, называ­ется рабочей линией процесса.

Дата добавления: 2014-01-04