Теплотехника. Кордон М.Я - 72 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

При расчете аппаратуры необходимо определить скорость массопередачи
по известным величинам коэффициента массоотдачи и концентрации в массе.
Решая совместно уравнение:
2
t
jj
M
Q
=
≤
и уравнение равновесия y
i
=F(x
i
),
можно получить значения y
i
и x
i
.
Тогда скорость массопередачи может быть рассчитана по уравнению
(2.60). Здесь j
M
и j
Q
– факторы массопередачи и теплопередачи:
μ
μα
ρλ
⎛⎞
⎛⎞
⎜⎟
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
⎝⎠
==
2
2
3
3
;,
kC
p
Г
jj
M
Q
GD CG
p
(2.62)
где
λ
- коэффициент теплопроводности, Вт/(м⋅град),
μ
- вязкость, Н⋅с/м
2
⋅(Па⋅с);
α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м
2
⋅град);
С
р
– теплоемкость при постоянном давлении, Дж/кг⋅град.
Если зависимость y
i
=F(x
i
) представляет собой прямую линию, то скорость
массопередачи пропорциональна разности между рабочей концентрацией в той
же фазе, которая будет находиться в равновесии с содержанием этого
компонента в другой фазе. Для газовой фазы эта разность равняется у
∗
-у, а для
жидкой х-х∗. В этом случае нет необходимости определять состав фаз на
поверхности раздела. Это положение подтверждается следующей
зависимостью:
N
А
=k
Г
(y
i
-y)=k
Ж
(х-х
i
)=k
Ж
(у∗-у), (2.63)
где k
Г
– общий коэффициент массопередачи в газовой фазе;
у∗ - состав газовой фазы (мольная концентрация), равновесный с х
жидкой фазой в соответствии с уравнением (2.61):
0
y
x
(x, y)
(x, y
*
)
(x
*
, y)
1
2
3
Рис. 2.5. Локальные равновесные
концентрации для точки в
противоточной колонне
1 – кривая равновесия y = F(x); 2 – наклон (–k
гн
/k
г
);
3 – рабочая линия
        y
                             1
                                 (x, y*)


                         2            3
               (x*, y)
                                 (x, y)


    0                                            x
            Рис. 2.5. Локальные равновесные
               концентрации для точки в
                 противоточной колонне
 1 – кривая равновесия y = F(x); 2 – наклон (–kгн/kг);
 3 – рабочая линия
     При расчете аппаратуры необходимо определить скорость массопередачи
по известным величинам коэффициента массоотдачи и концентрации в массе.
                                               t
     Решая совместно уравнение: j = j ≤ и уравнение равновесия yi=F(xi),
                                      M    Q 2
можно получить значения yi и xi.
     Тогда скорость массопередачи может быть рассчитана по уравнению
(2.60). Здесь jM и jQ – факторы массопередачи и теплопередачи:
                                                                2
                               k ⎛ μ ⎞ 23          α   ⎛C p μ ⎞ 3
                         j   = Г ⎜          ;j =       ⎜      ⎟ ,      (2.62)
                           M    G ⎝ ρ D ⎟⎠    Q C pG ⎜ λ ⎟
                                                       ⎝      ⎠
     где λ - коэффициент теплопроводности, Вт/(м⋅град),
         μ - вязкость, Н⋅с/м2⋅(Па⋅с);
         α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2⋅град);
         Ср – теплоемкость при постоянном давлении, Дж/кг⋅град.
     Если зависимость yi=F(xi) представляет собой прямую линию, то скорость
массопередачи пропорциональна разности между рабочей концентрацией в той
же фазе, которая будет находиться в равновесии с содержанием этого
компонента в другой фазе. Для газовой фазы эта разность равняется у∗-у, а для
жидкой х-х∗. В этом случае нет необходимости определять состав фаз на
поверхности       раздела.    Это     положение   подтверждается  следующей
зависимостью:
                             NА=kГ(yi-y)=kЖ(х-хi)=kЖ(у∗-у),            (2.63)
     где kГ – общий коэффициент массопередачи в газовой фазе;
          у∗ - состав газовой фазы (мольная концентрация), равновесный с х
              жидкой фазой в соответствии с уравнением (2.61):

Страницы