ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Массопередача в системах с твердой фазой из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" Массопередача в системах с твердой фазой представляет собой особенно сложный процесс. В этом процессе, кроме массоотдачи от поверхности раздела фаз в поток жидкости (газа, пара), имеет место и перемещение вещества в твердой фазе массопроводностью. [c.252] К указанным процессам можно отнести процессы адсорбции, сушки и выщелачивания (извлечение вещества растворителем из пор твердого тела). Для этих процессов характерно уменьшение скорости по сравнению со скоростью молекулярной диффузии. Поэтому при их описании пользуются термином стесненная диффузия . [c.252] Вместо стесненной диффузии целесообразно ввести более общую кинетическую характеристику — коэффициент массо-проводности. Тогда в качестве единого закона, которому подчинена кинетика переноса распределяемого вещества в твердом теле, может быть принят закон, аналогичный закону теплопроводности количество вещества, переместившегося в твердой фазе за счет массопроводности, пропорционально градиенту концентрации, площади, перпендикулярной направлению потока вещества, и времени, т. е. [c.252] В этом уравнении коэффициент пропорциональности К, имеющий размерность коэффициента диффузии, может быть назван коэффициентом массопроводности. [c.253] Очевидно, что коэффициент массопроводности не являете постоянной величиной. Он зависит от природы процесса (адсорбция, сушка, выщелачивание), от ряда факторов, определяющих значение коэффициента молекулярной диффузии, и от структуры твердого пористого тела. [c.253] На рис. 11.13 приведены типичные структурные модификации твердых пористых тел. Эти модификации наглядно показывают, что в отношении кинетики процесса различные структуры весьма неравноценны. [c.253] При Сн Ср [предполагается, что зависимость Ср=/(У) известна] распределяемое вещество перемещается из твердой фазы в ядро омывающей фазы, причем от средней плоскости пластины к поверхности вещество перемещается массопроводностью, а от поверхности в ядро омывающей фазы конвективной диффузией. [c.253] В последующие моменты времени ti, t2,. .., т вследствие перехода вещества из твердой фазы в омывающую фазу по толщине пластины наблюдаются градиенты концентраций д 1дхФ0 и концентрации в твердой фазе меняются соответственно от Сои Со2, , uo в средней плоскости до Сти Ст2, - -, Сг на границе раздела фаз, а в воспринимающей фазе от Сгь Сг2,. .., Сг до Ср в ядре потока. [c.254] Как видно из рассмотренной схемы, особенностью массопроводности является неустановившееся состояние процесса. [c.254] Для рещения задачи о перемещении вещества внутри твердой фазы дифференциальное уравнение массопроводности должно быть дополнено уравнением, характеризующим условия на границе раздела твердой и жидкой (газовой, паровой) фаз. Это уравнение может быть выведено в результате следующих рассуждений. [c.254] В рассмотренном случае (рис. 11.14) в момент времени т концентрация внутри пластины меняется от Со ДО Сг, в зависимости от координаты х, т. е. =f(x). [c.255] Графики (по три для каждого тела), соответствующие уравнения (11.83), (11.84) и (11.85),целиком совпадают с графиками соответственно уравнениям (6.96), (6.97) и (6.98), если в них заменить символы температур символами концентраций и символы В и Ро — символами В1д и Род. [c.256] Решения (11.82) — (11.85) справедливы также и для случаев, когда распределяемое вещество перемещается из омываемого потока в твердое тело, т. е. когда Ск Ср. [c.256] Способы выражения концентраций. Из всего изложенного ранее следует, что движущая сила диффузионных процессов выражается в подавляющем большинстве случаев концентрациями распределяемого вещества в распределяющих фазах. В расчетной практике пользуются различными способами выражения концентраций, а именно х в кмоль/кмоль смеси — мольная доля X в кг/кг смеси — массовая доля X в кмоль/кмол инертно-го вещества фазы — относительная мольная доля X в кг/кг инертного вещества фазы — относительная массовая доля С в кмоль/м — мольная концентрация распределяемого вещества в данной фазе С в кг/м — массовая концентрация распределяемого вещества в данной фазе. [c.256] Очевидно, в зависимости от способа выражения концентра- ций численное значение движущей силы меняется. Связь между ними дана в табл. 4. В этой таблице обозначены р — плотность Инертного вещества фазы (кг/м ) М — масса 1 кмоль распределяемого вещества, кг/кмоль Мо — масса 1 кмоль инертного вещества распределяющей фазы, кг/кмоль. [c.256] Вернуться к основной статье