ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11, 25
Общие закономерности межфазной массопередачи. Модель массопередачи в системе «Газ-расплав».
В процессах массопередачи следует различать несколько случаев массообмена: между потоком газа или пара и потоком жидкости; между потоками жидкости; между потоками жидкости и твердой фазой; между потоками газа или пара и твердой фазой.
Основными законами массопередачи являются закон молекулярной диффузии (первый закон Фика), закон массоотдачи (закон Ньютона - Щукарева) и закон массопроводности.
Закон молекулярной диффузии (первый закон Фика), основанный на том, что диффузия в газах и растворах жидкостей происходит в результате хаотического движения молекул, приводящего к переносу молекул распределяемого вещества из зоны высоких концентраций в зону низких концентраций, гласит: количество вещества, перенесенного путем диффузии, пропорционально градиенту концентраций, площади, перпендикулярной направлению диффузионного потока, и продолжительности процесса:
, (12.9)
где: dM – количество вещества, перенесённого путём диффузии; D – коэффициент пропорциональности, или коэффициент диффузии; 
- градиент концентрации в направлении диффузии; F – элементарная площадка, через которую происходит диффузия; dτ – продолжительность диффузии.
Коэффициент диффузии показывает, какое количество вещества диффундирует через поверхность в 1 м2 в течение 1 ч при разности концентраций на расстоянии 1 м, равной единице.
|
|
|
Знак «минус» в правой части уравнения показывает, что при молекулярной диффузии концентрация убывает.
Если единицы измерений [М] = [кг], [Р] = [м2], [τ] = [ч], [С] = [кг/м3] и [l]=[м], то размерность коэффициента диффузии определится из уравнения (12.9):
Значения коэффициента диффузии обычно берут из справочников или находят по следующим формулам:
для газов
; (12.10)
для жидкостей
, (12.11)
где: Т – температура, К; P - давление, Па; 
и 
- мольные объемы взаимодействующих веществ, 
; 
и 
- молекулярные массы веществ, кг/кмоль; 
- динамическая вязкость, 
, А и В - опытные константы, зависящие от природы вещества.
Коэффициенты диффузии зависят от агрегатного состояния систем. Для газов коэффициенты диффузии имеют значения (0,1... 1,0)10-4 
. Они примерно на четыре порядка выше, чем для жидкостей. С увеличением температуры коэффициенты диффузии возрастают, а с повышением давления уменьшаются.
Коэффициенты диффузии в газах почти не зависят от концентрации, в то время как коэффициенты диффузии в жидкостях изменяются с изменением концентрации диффундирующего вещества.
Дифференциальное уравнение молекулярной диффузии (второй закон Фика) получают, рассмотрев материальный баланс по распределяемому веществу для элементарного параллелепипеда, выделенного мысленно в потоке одной из фаз (рис. 12.3).
|
|
|
Модель массопередачи в системе «Газ-расплав».
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 417; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!