ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Массообмен в аппаратах с мешалками из "Перемешивание и аппараты с мешалками" Движение массы от центра (ядра) одной фазы к межфазной поверхности (или в обратном направлении) носит название массоотдачи, движение же массы от ядра одной фазы к ядру другой фазы обычно называется массопередачей. [c.291] Интенсивность движения массы между двумя фазами зависит главным образом от физических свойств системы, распределения концентраций, величины межфазной поверхности и гидродинамических условий проведения процесса. Впрочем, гидродинамические условия и величина межфазной поверхности могут быть взаимосвязаны. [c.291] В настоящее время известны несколько теорий механизма массопередачи из одной фазы в другую через межфазную поверхность. Наиболее давней является теория двух пограничных пленок, которая утверждает, что массопередача сводится к молекулярной диффузии через ламинарные пленки жидкости, образующиеся по обе стороны межфазной поверхности (наподобие пристенных пленок Прандтля, известных из теории теплопередачи). Оказывается, такая модель процесса не соответствует действительному ходу явлений в дисперсных системах. В этих системах существование ламинарной пленки на стороне сплошной фазы сомнительно. [c.291] Указанное несоответствие пытается объяснить пенетрационная теория, которая трактует массоотдачу на стороне сплошной фазы (жидкости) как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементам (элементарным вихрям) жидкости, соприкасающимся с этой поверхностью и проникающих в глубь сплошной фазы. [c.291] В соответствии с новейшей пленочно-пенетрационной теорией, рассмотренные выше механизмы массообмена являются лишь граничными случаями одной общей теории. [c.291] Кроме того, согласно теории, принимается допущение, что все диффузионное сопротивление массоотдаче можно свести к сопротивлению проводимости (молекулярной диффузии) сквозь такие молекулярные пленки, имеющие гипотетические толщины 5 и (рис. VI- ). [c.292] При предположении, что диффузия через пограничные пленки — равномолярная, штриховые линии на рис. VI- , представляющие гипотетические распределения концентраций в этих пленках, будут прямыми. 42 Сплошные линии на рис.У1-1 обозначают действительные распределения концентраций в ламинарных пограничных пленках. [c.292] Распределение концентраций в элементе жидкости, представленное приведенным выше уравнением, показано на рис. У1-2. [c.295] Постоянная / должна быть определена экспериментально. [c.296] Следовательно, согласно теории Данкверста, называемой также теорией обновления поверхности, сущ,ествует подобная зависимость коэффициента массоотдачи от коэффициента диффузии. Данкверст применил свою теорию для расчета массообмена в процессе абсорбции, осложненной химической реакцией. [c.296] Для проверки предложенной модели процесса автор провел измерения абсорбции двуокиси углерода водными растворами гидрата окиси натрия в аппарате с мешалкой (абсорбция на свободной поверхности жидкости) и определил значения коэффициента турбулентной диффузии В А при различных числах оборотов мешалки. [c.296] Подытоживая обзор уравнений, относящихся к разным теориям массоотдачи, необходимо заметить, что в конечном результате каждой из этих теорий появляется величина, которую нужно определить экспериментально. В теории двух пограничных пленок — это толщина пленки 5, в пенетрационной теории — время контакта т, а в теории обновления поверхности — доля обновляемой поверхности f. [c.298] Во всех уравнениях скорость массоотдачи пропорциональна соответствующей разности концентраций. Следовательно, практически безразлично, какая теория применяется для обобщения экспериментальных результатов. До сих пор авторы чаще всего пользуются теорией двух пограничных пленок из-за ее простоты, а также ввиду аналогии между массо- и теплоотдачей. [c.298] В качестве движущей силы в диффузионных процессах используется понижение концентрации в направлении диффузии. К сожалению, это приводит к разным численным значениям движущей силы в одном и том же процессе, поскольку употребляемые концентрации могут быть выражены различными способами. В свою очередь разные значения движущих сил изменяют численные значения коэффициентов массоотдачи и массопередачи, что является основным затруднением традиционных трактовок массоотдачи и массопередачи. Его можно избежать, пользуясь обобщенной движущей силой диффузионных процессов, предложенной Хоблером. Ниже проводится обсуждение наиболее часто применяемых формул для расчета массоотдачи и массопередачи. [c.298] А на межфазной поверхности (индекс 2 означает межфазную поверхность). [c.299] Единицы измерения коэффициента теплоотдачи зависят от единиц измерения остальных величин в уравнении ( 1-15). Чаще всего применяются следующие единицы измерения С а — кмоль А/м , Р — м , Оа — кмоль/ч тогда коэффициент массоотдачи измеряется в м/ч. Знак плюс перед коэффициентом массоотдачи в уравнении (У1-15) означает, что массообмен происходит в направлении от ядра фазы к межфазной поверхности, а знак минус , что направление массообмена — обратное, т. е. от межфазной поверхности к ядру фазы. [c.299] В таком случае при сохранении прежних единиц измерения С а и Р коэффициент массоотдачи к измеряется в кмоль/(м -ч). [c.299] Величина 8 является равновесной концентрацией компонента А, которая соответствует концентрации в фазе Z. [c.301] Наиболее часто встречающиеся единицы измерения традиционных коэффициентов массоотдачи и массопередачи приведевы в табл. 1-1. Это, разумеется, не все возможные единицы их измерения, а только важнейшие. Такое разнообразие единиц измерения этих коэффициентов затрудняет исследование проблемы и даже может быть причиной численных ошибок. К принципиальному упорядочению этих вопросов приводит только применение обобщенных характеристик диффузионных процессов, рассматриваемых в следующем разделе. [c.301] Даже в случае использования англо-саксонских единиц измерения для расчета характеристики Дяа ее величина не претерпевает изменений. [c.303] Вернуться к основной статье