16.Энтальпийная диаграмма.
Для анализа и расчета процессов перегонки и ректификации используют также энтальпийные диаграммы, связывающие составы жидкой и паровой фаз с их энтальпиями.
Пренебрегая теплотой растворения и считая энтальпию аддитивным свойством, можно рассчитать энтальпии жидкой и паровой фаз, имеющих равновесные составы х и у при заданных температуре t и давлении п, по следующим уравнениям:
г
де
Сa,
и Сw,
- средние теплоемкости в интервале
температур от 0 до t
соответственно
НКК и ВКК, кДж/(кг°С); lа
и
lw
—
скрытые теплоты испарения компонентов,
кДж/кг; h
и Н
—
энтальпии тех же компонентов соответственно
в жидкой и паровой фазах, кДж/кг.
17.Теоретическая тарелка и число теоретических контактов.
П
ри
расчетах массообменных аппаратов широко
используется понятие о теоретической
тарелке (теоретической ступени контакта),
под
которой понимают такое контактное
устройство, которое обеспечивает
получение равновесных потоков фаз,
покидающих контактную зону.
Потоки G и L контактирующих фаз входят в контактную зону, имея начальные концентрации компонента уH и хH. В результате процесса массообмена концентрации компонента в потоках изменяются и станут равными уK и хK. Для теоретической тарелки эти концентрации будут равновесными.
Поскольку для достижения равновесия требуется определенное время контакта фаз, то в реальных условиях такое состояние не всегда может быть обеспечено. Это требует внесения корректив в расчеты, выполненные с использованием представления о теоретической тарелке.
Д
остоинством
методов расчета, основанных на
использовании понятия о теоретической
тарелке, является то обстоятельство,
что для их реализации необходимо
располагать лишь уравнениями равновесия
и рабочей линии, в отдельных случаях
привлекая лишь уравнения тепловых
балансов.
Чтобы получить желаемое изменение концентраций потоков в аппарате, в нем необходимо иметь определенное число теоретических тарелок.
18.Материальный баланс массообменного процесса.
Противоточный контакт фаз.
Общий материальный баланс:
Следовательно, количество переданной массы М можно выразить следующим образом
Отсюда соотношение между потоками контактирующих фаз равно
-
удельный расход.
Запишем уравнение в произвольном сечении 1-1:
Прямоточный контакт фаз.
Уравнение рабочей линии может быть получено при рассмотрении материальных потоков для части аппарата ниже сечения 1-1:
Отсюда получим уравнение рабочей линии для прямотока:
19.Графическая иллюстрация массообменного процесса.
∆у и ∆х – меняется в сечениях, следовательно надо определить ∆уСР и ∆хСР
∆у и ∆х тем меньше, чем ближе равновесная и рабочая кривые.