Презентация на тему: "Теоретические основы массопередачи"

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ

МАССОПЕРЕДАЧИ

ПЛАН ЛЕКЦИИ

• Физическая природа массопередачи
• Движущая сила и направление масообменных процессов
• Управление скоростью массопередачи

ФИЗИЧЕСКАЯ

ПРИРОДА

МАССООБмЕнА

Массоотдача

Массопередача

Массоотдача

МЕХАНИЗМ - ДИФФУЗИЯ

Диффузия ( лат.   Diffusio – распространение) - процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объему

Молекулярная диффузия

Конвективная диффузия

Тепловое

Перенос объемов вещества при

движение

перемешивании,

молекул

в турбулентных потоках и т.п.

Фаза 2

РАСПРЕДЕЛЯЮЩЕЕ ВЕЩЕСТВО

РАСПРЕДЕЛЯЕМОЕ ВЕЩЕСТВО

Фаза 1

РАСПРЕДЕЛЯЮЩЕЕ ВЕЩЕСТВО

ЖИДКАЯ ФАЗА

ГАЗОВАЯ ФАЗА

Х А

У А

ПРЯМОЙ ПРОЦЕСС

УА

УА* = f(XA)

ОБРАТНЫЙ ПРОЦЕСС

ХА

Скорость прямого процесса

Скорость обратного процесса

=

СОСТОЯНИЕ РАВНОВЕСИЯ

ДВИЖУЩАЯ СИЛА

И НАПРАВЛЕНИЕ

МАССООБМЕННЫХ

ПРОЦЕССОВ

ДВИЖУЩАЯ СИЛА МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Х А , У А – рабочие концентрации

У А *, Х А * – равновесные концентрации

ОТКЛОНЕНИЕ

РАБОЧЕЙ

КОНЦЕНТРАЦИИ

ОТ РАВНОВЕСНОЙ

ΔХ А = Х А – Х А *

ΔУ А = У А – У А *

НАПРАВЛЕНИЕ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Процесс протекает

из фазы , в которой концентрация целевого компонента

больше равновесной,

в фазу , в которой концентрация целевого компонента

меньше равновесной

x Δx = х * – x y * * УА Осуществляется переход из газовой фазы в жидкую УА* ХА ХА* ХА " width="640"

Рабочая линия лежит выше равновесной линии

УА

х * x Δx = х * – x

y * *

УА

Осуществляется переход из газовой фазы в жидкую

УА*

ХА

ХА*

ХА

y Δy = y * – y УА УА* Осуществляется переход из жидкой фазы в газовую УА ХА ХА ХА* " width="640"

Рабочая линия лежит ниже равновесной линии

х * *

y * y Δy = y * – y

УА

УА*

Осуществляется переход из жидкой фазы в газовую

УА

ХА

ХА

ХА*

ПРОЦЕСС РЕКТИФИКАЦИИ

УПРАВЛЕНИЕ

СКОРОСТЬЮ

МАССООБМЕННЫХ

ПРОЦЕССОВ

ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ

МАССОПЕРЕДАЧИ

Количество вещества, перешедшего из одной фазы в другую за единицу времени

Движущая сила

Площадь поверхности массопередачи

Коэффициент массопередачи – скорость переноса вещества из одной фазы в другую

Ку

Увеличение коэффициента массопередачи

Кх

• турбулентный режим движения потоков
• перемешивание - механическое - барботаж
• температура

Увеличение движущей силы

∆ Х

∆ У

• противоточное движение потоков

F

Увеличение поверхности контакта фаз

• использование насадок и тарелок
• распыление жидкой фазы
• пленочное движение жидкой фазы
• псевдоожижение твердой фазы
• барботаж газовой фазы