Средняя интегральная разность концентраций.
Если равновесная кривая не является линейной, то средняя движущая сила вычисляется как средняя интегральная разность концентраций и определяется следующим образом. Запишем дифференциальное уравнение материального баланса для фазы G и уравнение массопередачи для элемента поверхности dF и , откуда . Интегрируя в пределах O - F, , получим при .
Значение находится методом графического интегрирования. Для этого берется ряд значений x (см. рис. ), находятся соответствующие значения и вычисляются величины , строится зависимость . (рис). Значение интеграла будет равно площади S, умноженной на масштаб a, тогда:
. Из уравнения выразим G и подставим , или (**)
Графическое определение
S
y
Сравним (**) с (ОУМП). Видно, что ( получили выражение для среднеинтегральной движущей силы.)
Записав дифференциальное уравнение материального баланса и уравнение массопередачи для фазы L, аналогично найдем:
, при и .
Среднелогарифмическая разность концентраций
Если равновесная линия – прямая, проходящая через начало координат х, y, её уравнение можно записать в виде:
Из дифференциального уравнения материального баланса следует, что . Продифференцируем , откуда ;
|
|
, т.е. Подставим в дифференциальное уравнение массопередачи , получим ; .
Проинтегрируем от до , 0- F .
.(«)
Уравнение материального баланса для всего аппарата: , откуда (*). Для фазы L ; с учетом получим . (**) Сложим (*) и (**), получим , или ; ; Подставим W в («), получим: , откуда:
(!). Сравним (!) с (ОУМП); видим:
. Аналогично
Число единиц переноса
Интеграл - имеет определенный физический смысл. Числитель дроби в подинтегральном выражении характеризует изменение рабочей концентрации на элементе поверхности, а - движущую силу на этом элементе. Дробь в целом показывает, на сколько единиц изменится рабочая концентрация на данном элементе поверхности при величине движущей силы = 1. Поэтому, число получаемое при подсчете интеграла называется числом единиц переноса и обозначается (или ).
В некоторых случаях, когда поверхность межфазного обмена в аппарате практически неопределима, можно вести расчет по числу единиц переноса. Поверхность межфазного обмена можно представить в виде:
, где H – высота рабочей зоны аппарата, (м);
- площадь поперечного сечения аппарата, (м2);
|
|
f – удельная поверхность фазового концентрата, развиваемая в 1 м3 рабочего объема аппарата (м2/м3). Тогда уравнение можно записать:
. Откуда .
Комплекс - представляет собой высоту аппарата, эквивалентную единице переноса.
В окончательном виде расчетное уравнение . Аналогично по фазе L: , где - высота, эквивалентная единице переноса: . Сопоставляя уравнения можно получить: , . Для случая, когда линия равновесия прямая и .
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 275; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!