Массообмен между двумя фазами
Процесс массообмена между двумя соприкасающимися несмешивающимися фазами (газ-жидкость, жидкость-жидкость) происходит следующим образом:
Распределяемое между фазами вещество к поверхности раздела фаз в движущихся потоках переносится путем молекулярной и конвективной диффузии.
В каждой фазе различают ядро (основная масса) и пограничный слой, возникающий у поверхности раздела фаз.
Перенос распределяемого вещества в ядре происходит в основном за счет конвективной диффузии, и чем выше турбулентность в ядре, тем большее количество вещества будет переноситься за счет конвективной диффузии, и тем меньше влияние на перенос будет оказывать молекулярная диффузия. Благодаря интенсивному перемешиванию жидкости (газа) в ядре можно считать, что в каждом данном сечении при стационарном процессе концентрация распределяемого вещества постоянна.
В пограничном слое перенос вещества происходит за счет конвективной и молекулярной диффузии, причем по мере приближения к поверхности раздела фаз конвективные токи затухают, и вследствие этого, увеличивается роль молекулярной диффузии, причем для многих случаев можно считать, что в пограничном слое весь перенос вещества осуществляется за счет молекулярной диффузии. Поэтому в пограничном слое происходит резкое изменение концентрации.
Схема массообмена между двумя фазам 
и
 | |||
 | |||
|
|
|
G L
 | | | |  |
CL
M
На рис. приведена схема масообмена двух фаз G и L показан ход изменения концентрации.
Поскольку в процессе массообмена между двумя соприкасающимися фазами происходит перенос вещества из ядра одной фазы к поверхности раздела фаз и от поверхности раздела к ядру другой фазы, то этот процесс можно разбить на 2 стадии: из ядра G к поверхности раздела и от поверхности раздела к ядру L.
Изобразим:
Поверхность раздела
 | |||||||
 | |||||||
| | | ||||||
Сгр
Сф
К определению з. Щукарева
В этом случае количество вещества переданного в единицу времени от поверхности раздела фаз в ядро может быть выражено как:
dM = b ∙ dF ∙ (Сгр-Сф) (*), где b - коэффициент массоотдачи, dF- поверхность фазового контакта, Сгр, Сф – концентрация распределяемого вещества на поверхности раздела фаз и в ядре. Коэффициент массоотдачи b показывает, какое количество вещества передается от поверхности раздела фаз к ядру фазы в единицу времени, через единицу поверхности фазового контакта, при разности концентраций=1.
|
|
|
Уравнение(*) - з-н Щукарева, согласно которому количество вещества, перенесенного от поверхности раздела фаз в ядро фазы (или наоборот, в зависимости от состояния равновесия системы) в единицу времени пропорционально коэффициенту массооотдачи, поверхности фазового контакта и разности концентраций.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 199; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!