Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Топ:
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2017-09-28 | 510 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Массопередачи
Движущая сила не остается постоянной по длине аппарата, и при использовании уравнений, приведенных в разделе 5 данной главы, следует подставлять в них среднее значение движущей силы. Ниже рассматриваются методы определения средней движущей силы и расчета процессов массопередачи.
Cреднелогарифмическая движущая сила
Среднелогарифмическая движущая сила определяется по формуле
(1-40)
Где и — значения движущей силы на входе и выходе из аппарата.
Формула (1-40) аналогична формуле для среднелогарифмического температурного напора.
При соотношении 2 > > 0,5 можно с достаточной точ- ностью пользоваться среднеарифметическим значением:
Среднелогарифмическое значение движущей силы точно лишь в том случае, если линия равновесия и рабочая линия являются прямыми, а коэффициент массопередачи сохраняется постоянным по всей длине аппарата.
Линия равновесия часто значительно отклоняется от прямой. В этих случаях, во избежание ошибок, следует пользоваться более точным методом расчета, рассматриваемым ниже.
Число единиц переноса
Обозначим рабочую высоту аппарата через Н м, площадь поперечного сечения аппарата через S м2, удельную поверхность соприкосновения фаз в единице объема аппарата через f м2/м3. Тогда рабочий объем аппарата в м3 будет НS, а поверхность соприкосновения фаз F = НS f. Подставляя это значение F в уравнение массопередачи (1-17), получим:
Приравнивая это выражение к уравнению материального баланса (1-14), можно написать
откуда рабочая высота аппарата составляет:
Множитель —- предстазляет собой изменение рабочих концентраций на единицу движущей силы и называется числом единиц переноса:
|
(1-41)
Одна единица переноса (п = 1) соответствует участку аппарата, на котором изменение рабочих концентраций равно средней движущей силе на данном участке.
Множитель представляет собой высоту участка, соответствующего одной единице переноса, и называется высотой единицы переноса (сокращенно ВЕП):
(1-42)
Таким образом, рабочая высота аппарата Н равна произведению числа единиц переноса на высоту единицы переноса:
(1-43)
При помощи уравнения (16-43) можно вести расчет процесса массопередачи, если линия равновесия отклоняется от прямой, а также в тех случаях, когда поверхность соприкосновения фаз не может быть геометрически определена и потому непосредственное применение уравнения (1-17) невозможно.
Определение числа единиц переноса
Для определения числа единиц переноса пользуются графическим методом (рис. 1-4). Для этого на Y— Х-диаграмме проводят линию МN, делящую пополам отрезки ординат, заключенные между рабочей линией и линией равновесия. Эти отрезки ординат равны (Y—Y*) и выражают движущую силу
Рис. 1-4. Графическое определение числа единиц переноса:
ОС — линия равновесия; АВ — рабочая линия; МN—линия, делящая пополам отрезки ординат между рабочей линией и линией равновесия.
процесса. Затем через точку В на рабочей линии, соответствующую состоянию фазы G на выходе из аппарата, проводят горизонталь. Эту горизонталь, пересекающуюся с линией МN в точке G, продолжают до точки Е, причем отрезок ВЕ равен удвоенному отрезку ВE. Из точки Е проводят вертикаль ЕF до пересечения с рабочей линией.
Из подобия треугольников ВEF и ВDК следует .
Но по построению BE=2BD и KD=KL/2. Таким образом
Ступенька ВЕР соответствует некоторому участку аппарата, в котором изменение рабочих концентраций в фазе G равно ЕF, а в фазе L соответствует ВЕ. Отрезок КL изображает среднюю движущую силу на этом участке. Так как изменение рабочей концентрации ЕF по построению равно средней движущей силе КL, то ступенька ВЕF соответствует одной единице переноса.
|
Продолжая вписывать указанным выше способом ступеньки до точки A, соответствующей состоянию системы на входе в аппарат, находим число единиц переноса (равное числу ступенек), необходимое для достижения заданного изменения рабочих концентраций между точками A и В.
Если между точками В и А не вписывается целое число полных ступенек, то число единиц переноса, соответствующее последней неполной ступеньке, равно отношению отрезка АР, ограничивающего неполную ступеньку, к вертикальному отрезку SТ между рабочей линией и линией равновесия, проведенному через середину основания неполной ступеньки. Так, для процесса массообмена, графически представленного на рис 1-4, отношение и число единиц переноса составляет 2,65.
Если рабочая линия расположена ниже линии равновесия, то построение ступенек ведут не слева направо, как описано выше, а справа налево, начиная от точки А.
Рассмотренный графический метод применим, если на участке, соответствующем одной ступеньке (см. рис. 1-4), линия равновесия сильно не отличается от прямой. В противном случае отрезок КL не будет изображать среднюю движущую силу на данном участке. В этом случае пользуются более точным методом графического интегрирования, который заключается в следующем.
На участке бесконечно малой высоты dh изменение концентраций составляет dY и движущая сила процесса— (Y - Y *). Найдем для этой высоты число единиц переноса, представив уравнение (1-41) в дифференциальном виде:
Знак минус обозначает убывание концентрации Y.
Число единиц переноса по всей высоте аппарата получим, проинтегрировав это уравнение в пределах изменения концентрации от Y1 до Y2:
(1-44)
Интеграл в этом уравнении находят графически, для чего по оси абсцисс откладывают значения Y, а по оси ординат соответствующие значения и определяют площадь, ограниченную кривой, осью Y и вертикалями, проведенными через точки, абсциссы которых равны Y2 и Y1. Эта площадь и равна искомому интегралу, т. е. числу единиц переноса. При расчете необходимо учитывать масштабы построения. Если по оси абсцисс взят масштаб m1 (единиц в 1 см), а по оси ординат — масштаб т2 (единиц в 1 см), то число единиц переноса равно:
где f-площадь, ограниченная кривой и соответствующими абсциссами, см2.
|
Определение высоты единицы переноса
Подставляя в уравнение (1-42) значение из соотношения (1-38), получим:
Величина
(1-45)
представляет собой высоту единицы переноса для фазы G.
Величина
является высотой единицы переноса для фазы L.
Таким образом
где
.
|
|
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!