Модели процессов массопереноса

В основу большинства моделей положены следующие допущения:

1. Общее сопротивление переносу из фазы в фазу складывается из сопротивления двух фаз и сопротивления поверхности раздела фаз. Однако сопротивление на поверхности раздела можно в большинстве случаев считать равным нулю. Тогда, принимая, что процесс переноса в пределах каждой фазы протекает независимо от другой, общее сопротив­ление переносу можно рассматривать как сумму фазовых сопротивлений (правило аддитивности).

2. На поверхности раздела фазы находятся в равновесии, причем равновесие на границе фазы устанавливается значительно быстрее изменения средней концентрации в ядре фазы.

Наиболее ранняя пленочная модель была предложена Льюисом и Уитменом. Согласно этой модели, в каждой фазе непосредственно к ее границе примыкают не­подвижные или ламинарно движущиеся пленки, в которых перенос осу­ществляется только молекулярной диффузией. В пленках сосредоточена все сопротивление массоотдаче. Поэтому градиенты концентраций возни­кают лишь внутри пограничных пленок, в ядре фазы концентрации по­стоянны и равны средним концентрациям. Кроме того, в модели приняты допущения, указанные выше. Таким образом, весь погранич­ный слой является областью, где отсутствует перемешивание турбулент­ными пульсациями и изменение концентрации в нем происходит линейно.

Согласно пленочной модели, количество вещества q, перешедшего через единицу поверхности в единицу времени, пропорционально раз­ности концентраций в ядре и на границе фазы, если перенос происходит от ядра к поверхности раздела фаз

(22)

где с₀ и с_гр — средняя концентрация в ядре фазы и концентрация на границе раздела фаз; дэф — «эффективная» или «приведенная» толщина пограничной пленки.