Теоретические и прикладные основы электробаромембранных методов разделения многокомпонентных растворов. Лазарев С.И. - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
МАССО- И ТЕПЛОПЕРЕНОСА
В ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ
4.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАССОПЕРЕНОСА
В БАРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ
Анализ различных по сложности и точности математических моделей расчёта баромембранных процессов [24, 26 –
30, 55] показывает, что для расчёта установок с замкнутой циркуляцией растворов по тракту ретентата, в которых ис-
пользуются многокамерные баромембранные аппараты с последовательным соединением камер, эти модели малопригод-
ны. Этот тип аппаратов используется для получения высококонцентрированных растворов.
Рассмотрим многокамерную баромембранную установку с замкнутой циркуляцией раствора по тракту ретантата с
плоскокамерным разделительным модулем (рис. 4.1) и сделаем ряд допущений:
Рис. 4.1. Технологическая схема баромембранной установки
с замкнутой циркуляцией раствора:
1 – расходная ёмкость; 2 – мерная ёмкость; 3 – насос плунжерный;
4 – плоскокамерный баромембранный аппарат; 5 – дроссель;
6 – поплавковый ротаметр; 7 – рессивер; 8 – компрессор высокого давления;
9 – игольчатый вентиль; 10 – термостат; 11 – образцовый манометр;
12 – электроконтактный манометр
1) насос обеспечивает постоянную и равномерную подачу раствора;
2)
в промежуточной ёмкости осуществляется режим идеального смешивания раствора;
3)
гидродинамическая обстановка такова, что концентрационную поляризацию в камерах аппарата не учитываем;
4)
толщину активного слоя мембраны принимаем во всех камерах разделения одинаковой;
5)
вещество равномерно распределяется по всей площади мембран.
Для описания массопереноса в баромембранных процессах рассматривали модель неравновесной термодинамики.
Эта модель позволяет продемонстрировать пропорциональную зависимость между потоками и движущими силами про-
цесса.
Диссипативная функция S выражается суммой всех необратимых процессов, каждый из которых может быть описан
как произведение сопряжённых потоков I и сил x:
∑
==
ii
xI
d
t
dS
TS
. (4.1)
Каждая движущая сила линейно связана с потоками или каждый поток связан с силами:
∑
= ILх
iji
, (4.2)
или
∑
=
iij
хLI
. (4.3)
Для баромембранных процессов следует учитывать основные действующие движущие силы на потоки: x
1
– разность
давления
∆P; x
2
– разность концентраций ∆C.
Массоперенос в процессе баромембранного разделения растворов включает потоки, представленные на рис. 4.2.

Страницы