Конвективная диффузия

В пределах каждой из взаимодействующих фаз перенос распределяемого вещества осуществляется конвективной диффузией (в ядре потока) и молекулярной (в пограничном слое). Однако использование закона Фика (уравнение (6.3)) для определения массопереноса молекулярной диффузией затруднительно, так как закон распределения концентраций в пограничном слое () неизвестен. Поэтому уравнение массоотдачи имеет вид

, (6.4)

где М – масса вещества, перенесенного за единицу времени, кг/с;

F – поверхность раздела фаз, м²;

- движущая сила в пределах фазы, равная разности концентраций в ядре фазы и на поверхности раздела фаз (или наоборот в случае обратного направления переноса).

Если распределяемый компонент переходит из фазы G в фазу L (рисунок 6.2), то уравнение массоотдачи имеет вид

- для газовой фазы G

(6.5)

- для жидкой фазы L

(6.6)

В уравнениях (6.4) – (6.6) коэффициент пропорциональности называется коэффициентом массоотдачи, который учитывает как молекулярный, так и конвективный перенос в фазе. Коэффициент имеет размерность

, т.е. размерность будет определяться способом выражения состава фазы.

Коэффициент массоотдачи показывает массу вещества, переходящего от едницы поверхности раздела фаз в ядро потока (или наоборот) в единицу времени при движущей силе, равной единице.

Коэффициент массоотдачи является кинетической характеристикой фазы и зависит от многих факторов:

- физических свойств фазы (плотность, вязкость и др.);

- гидродинамических условий (ламинарный или турбулентный режим течения), связанных с физическими свойствами среды, а также с конструкцией и геометрическими размерами массообменного аппарата.

По своему смыслу коэффициент массоотдачи является аналогом коэффициента теплоотдачи в процессах переноса тепла, а уравнение массоотдачи идентично по структуре уравнению теплоотдачи.

Дата добавления: 2014-01-15