21. Массообмен. Фазовое равновесие. Уравнение материального баланса, рабочих и равновесных линий.

Вопросы ПАХТ:

21. Массообмен. Фазовое равновесие. Уравнение материального баланса, рабочих и равновесных линий.

Массообмен- процесс переноса одного или нескольких веществ из одной фазы в другую (происходит с помощью конвективной и молекулярной диффузии, поэтому является диффузионным).

Совокупность всех гомогенных частей системы, имеющих одинаковый химический состав и одинаковые макроскопические свойства, называется фазой.

Система называется равновесной, если:
- макроскопические свойства системы со временем самопроизвольно не изменяются;
- в системе отсутствуют макроскопические потоки теплоты, вещества и другие;
- энергия системы минимальна.

Типы фазовых равновесий:

· Тепловое равновесие означает, что все фазы вещества в системе имеют одинаковую температуру.

· Механическое равновесие означает равенство давлений по разные стороны границы раздела соприкасающихся фаз. Строго говоря, в реальных системах эти давления равны лишь приближенно, разность давлений создается поверхностным натяжением.

· Химическое равновесие выражается в равенстве химических потенциалов всех фаз вещества.

Уравнение материального баланса:

M = G ( yH - yK )= L ( xK - xH )- где: G-поток жидкости, у-концентрации растворенного компонента в начале и конце процесса, Lиx-тоже самое, только в газе

Уравнение рабочей линии массообмена:

y_i = y_iн + (L/G)(x_i-x_iк) = y_iк + (L/G)(x_i - x_iн)-соотношение называют уравнением рабочей линии непрерывного противоточного массообменного процесса. Оно выражает связь составов взаимодействующих фаз в произвольном сечении аппарата.

22. Массопередача, уравнение массопередачи, коэффициент массопередачи.

Массопередача – это сложный процесс, включающий перенос вещества (массы) в пределах одной фазы, перенос через поверхность раздела фаз и его перенос в пределах другой фазы.

где у*, х* - равновесные концентрации в данной фазе, соответствующие концентрациям распределяемого вещества в основной массе (ядре) другой фазы; Ку, Кх— коэффициенты и массопередачи, выраженные соответственно через концентрации фаз.

Коэффициент массопередачи – это количество вещества, переданного из одной фазы в другую через единицу поверхности в единицу времени при движущей силе равной единице.