Теплотехника. Кордон М.Я - 73 стр.

UptoLike

11 11 11
у y уу
уу
ii
К k у yk k у ykk xx
ii i
ГГ ГГ Г
Ж
⎛⎞ ⎛⎞
⎜⎟ ⎜⎟
⎜⎟ ⎜⎟
⎝⎠ ⎝⎠
∗− ∗−
∗−
==+ =+
−−
(2.64)
Если равновесная зависимость прямолинейна, то выражение в скобках
представляет собой тангенс угла ее наклона m. Таким образом:
=+
11m
К kk
ГГ
Ж
(2.65)
Если размерность движущей силы, по которой установлен
k
Ж
, выразить
через концентрацию в жидкой фазе в киломолях растворенного вещества на
кубический метр растворителя, а размерность движущей силы для
k
Г
- через
парциальное давление в атмосферах, то уравнение (2.65) примет вид:
=+
11 1
,
К kmk
ГГ
C Ж
(2.66)
где m
C
модифицированная константа Генри, кмоль/(м
2
атм).
Когда равновесная зависимость непрямолинейна, нет логических
оснований для использования коэффициента массопередачи.
В этом случае для определения скорости массопередачи необходимо
рассчитывать концентрации на межфазовой поверхности по уравнению (2.63).
При расчете скорости массопередачи по общей разности концентраций,
выраженной через состав жидкости х
-х, связь коэффициента массопередачи
k
Ж
с коэффициентом массоотдачи находится по формуле:
=+
111
К kmk
Г
ЖЖ
или
=+
11
m
C
К kk
Г
ЖЖ
(2.67)
Формулы (2.67) применяются, если равновесная линия прямая.
В большинстве насадочных или распылительных массообменных
аппаратах истинную поверхность массопередачи определить невозможно. В
этом случае скорость массообмена, полученную опытным путем, выражают
через коэффициент массопередачи, отнесенный к единице объема аппарата,
тогда уравнения (2.67) преобразуются к виду:
а)
11m
K а k а k а
ГГ
Ж
=+
или
11 1
K а k а mk а
ГГ
C Ж
=+
б)
111
Каk а mk а
Г
ЖЖ
=+
или
11
m
C
Каk а k а
Г
ЖЖ
=+
где амежфазовая поверхность в единице объема аппарата.
Величина m изменяется в связи с широкими пределами растворимости
газов в жидкостях. Это оказывает существенное влияние на выбор типа
массообменной аппаратуры.
Например, если необходимо поглотить плохо растворимый газ, такой как
кислород, водой, то при больших
m=(y-y
i
)/(x-x
i
) значительно возрастает доля
сопротивления жидкой фазы в общем сопротивлении в распылительной
      1     1 ⎛⎜ у ∗− у ⎞⎟ 1     1 ⎛⎜ у ∗− yi ⎞⎟ 1         1 ⎛⎜ у ∗− уi ⎞⎟
         =                =   +                  =     +                   (2.64)
     К     k ⎜⎝ уi − y ⎟⎠ k     k ⎜⎝ уi − y ⎟⎠ k         k ⎜⎝ x − xi ⎟⎠
       Г    Г               Г    Г                   Г     Ж
    Если равновесная зависимость прямолинейна, то выражение в скобках
представляет собой тангенс угла ее наклона m. Таким образом:
                                        1        1       m
                                            =        +                            (2.65)
                                      К         k      k
                                        Г         Г      Ж
    Если размерность движущей силы, по которой установлен kЖ, выразить
через концентрацию в жидкой фазе в киломолях растворенного вещества на
кубический метр растворителя, а размерность движущей силы для kГ - через
парциальное давление в атмосферах, то уравнение (2.65) примет вид:
                                     1       1           1
                                          =        +           ,
                                   К        k        m k                          (2.66)
                                      Г       Г        C Ж

     где mC – модифицированная константа Генри, кмоль/(м2⋅атм).
     Когда равновесная зависимость непрямолинейна, нет логических
оснований для использования коэффициента массопередачи.
     В этом случае для определения скорости массопередачи необходимо
рассчитывать концентрации на межфазовой поверхности по уравнению (2.63).
     При расчете скорости массопередачи по общей разности концентраций,
выраженной через состав жидкости х∗-х, связь коэффициента массопередачи
kЖ с коэффициентом массоотдачи находится по формуле:
                      1      1      1         1       1    m
                         =      +                 =      + C
                    К      k      mk или К          k       k       (2.67)
                      Ж      Ж       Г        Ж       Ж       Г

     Формулы (2.67) применяются, если равновесная линия прямая.
     В большинстве насадочных или распылительных массообменных
аппаратах истинную поверхность массопередачи определить невозможно. В
этом случае скорость массообмена, полученную опытным путем, выражают
через коэффициент массопередачи, отнесенный к единице объема аппарата,
тогда уравнения (2.67) преобразуются к виду:
                     1      1    m           1       1      1
     а)                  =     +      или        =      +
                   K а k а k а             K а k а m k а
                     Г     Г     Ж           Г      Г      C Ж
                    1       1     1            1       1    m
     б)                 =      +       или         =      +  C
                  К а k а mk а              К а k а k а
                    Ж      Ж       Г          Ж        Ж     Г
     где а – межфазовая поверхность в единице объема аппарата.
     Величина m изменяется в связи с широкими пределами растворимости
газов в жидкостях. Это оказывает существенное влияние на выбор типа
массообменной аппаратуры.
     Например, если необходимо поглотить плохо растворимый газ, такой как
кислород, водой, то при больших m=(y∗-yi)/(x-xi) значительно возрастает доля
сопротивления жидкой фазы в общем сопротивлении в распылительной