ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Массообмен при переменном коэффициенте распределения из "Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах" Промышленные массо- и теплообменные процессы в дисперсных системах реализуются, как правило, в противоточных колонных аппаратах. Основной задачей расчета противоточных колонн является определение их производительности и эффективности. [c.180] Производительность колонны характеризуется скоростью захлебывания, т. е. максимально достижимым суммарным расходом. [c.180] В периодической литературе опубликовано большое количество работ, в которых сделана попытка обобщения результатов экспериментальных исследований по определению условий захле- бывания для ряда конкретных систем и конструкций колонн лабораторного масштаба. Обзор этих работ и библиография, приведены в монографиях [1,2]. [c.180] Эффективность колонны характеризуется интенсивностью массо- и теплопереноса в ней. Конечная цель расчета эффективности — определение высоты колонны, соответствующей заданной степени извлечения или нагрева. [c.180] Для количественной оценки эффективности пользуются в основном понятиями к. п. д. или высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ступени), высоты единицы переноса и объемного коэффициента массо- и теплопередачи. Для наиболее простого случая (идеального вытеснения однокомпонентной системы и относительно малоинтенсивного массо- и теплопереноса) все эти величины могут быть выражены одна через другую. Однако в более сложных случаях использование объемного коэффициента массо- и теплопереноса предпочтительнее. [c.180] В настоящей главе приведены методы расчета степени извлечения (нагрева) и высоты противоточных колонных аппаратов без и с учетом продольного перемешивания, а также процессов растворения. [c.180] Для идеального вытеснения получены обобщенные расчетные формулы, учитывающие изменение коэффициента распределения, а для случая растворения — уравнения, учитывающие также изменение скоростей сплошной и дисперсной фаз по высоте колонны. [c.180] Графики могут быть использованы дЛя оценки влияния продольного перемешивания на величину степени извлечения при фиксированной высоте колонны или на увеличение высоты колонны, соответствующей заданной степени извлечения. [c.181] Рассмотрим массо- и теплообмен в противоточной колонне без продольного перемешивания (идеальное вытеснение) для малых массовых потоков, когда изменением скоростей потоков и поверхности контакта фаз по высоте колонны можно пренебречь. [c.181] За начало координат примем место ввода дисперсной фазы. [c.181] Если коэффициент распределения з зависит от концентрации переходящего компонента, то интегралы в знаменателях выражений (5.6), (5.7) рассчитываются в общем случае численными или графическими методами. При этом разности у — у и х — х изображаются графически отрезками между рабочей линией, полученной после интегрирования уравнения (5.3), и кривой равновесия у = орл . [c.182] Можно показать, что, если (з = onst и кривая равновесия параллельна рабочей линии, ЧЕП совпадает с числом теоретических тарелок, а ВЕП — о высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). [c.183] В то же время понятие объемного коэффициента массопередачи (дифференциальная характеристика) сохраняет смысл во всех случаях, когда дифференциал скорости массопередачи может быть представлен в виде произведения коэффициента массопередачи на движущую силу (разность равновесной и средней концентрации) и на элемент поверхности контакта фаз. Поэтому в дальнейшем будем пользоваться исключительно объемными коэффициентами массо- и теплопередачи либо их модификациями. [c.183] Поскольку, однако, использование ВЕП стало традиционным в химической технологии, то при желании во всех приводимых ниже расчетных формулах ка может быть заменено на ВЕП с помощью соотношений (5.14), (5.15). Следует иметь в виду, что эта замена носит чисто формальный характер и что ВЕП в общем случае не имеет традиционного физического смысла. [c.183] Выясним, чем обусловлена относительная стабильность ВЕП и введем соответствующую корректировку в определение объемного коэффициента массопередачи с тем, чтобы модифицированный кинетический параметр обладал теми же свойствами. [c.184] Из многочисленных экспериментальных данных известно, что в распылительных насадочных и тарельчатых колоннах объемный коэффициент массопередачи линейно возрастает с увеличением скорости подачи дисперсной фазы Уд в щироком диапазоне изменения последней. [c.184] Соотношения (5.10) —(5.13) не совсем удобны для расчета, так как требуют 6 каждом конкретном случае для задаваемых значений параметров проведения интегрирования. Поэтому приведем более простые расчетные формулы. [c.185] Безразмерная высота колонны равна числу единиц переноса по дисперсной фазе. Безразмерные концентрации (5,23) и (5.24) равны соответственно степени извлечения по дисперсной фазе и степени насыщения по сплошной фазе. Отрицательное значение степени извлечения соответствует степени насыщения, и наоборот. [c.185] Неиавестная степень насыщения ф1с при 2 = 0 (по всей высоте колонны) будет найДена позднее. [c.186] Вернуться к основной статье