Концентрации.

Отношение количества компонентов смеси к общему объёму смеси.

1) Массовая концентрация – парциальная плотность компонента:

2) Объёмная концентрация:

3) Мольная концентрация:

По умолчанию все концентрации считаются при нормальных условиях.

Особенность использования законов сохранения массы для всего потока в целом, а также по каждому компоненту смеси.

Пример: Воздухоразделительная установка (ВРУ)

Рисунок 5. Схема воздухоразделительной установки.

ВРУ работает по следующим принципам:

1) Низкотемпературная ректификация – воздух ожижают и подают в воздухоразделительную колонну.

В ректификационной колонне поднимающийся к верху пар обогащается низкокипящими (азот) компонентами, а опускающаяся вниз жидкость обогащается высококипящими (кислород) компонентами.

Рисунок 6. Схема ректификационной колонны.

2) Абсорбция - поглощения газообразного компонента жидкостью

Адсорбция – поглощение газообразного компонента твердой фазой (активированный уголь, цеолиты)

3) Дисцилляция (выкипание низкокипящего компонента)

4) Получение обогащённого кислородного потока при помощи сепарации магнитосодержащей смеси.

Получившиеся обогащенные потоки оцениваются по наличию в них примесей. Величины объёмных концентраций или долей чистых и высокочистых смесей выражается не в процентах, а в единицах:

ppm(parts per million)

ppb(parts per billion)

1 ppm = 10^-6 или 10^-4 %

1 ppb = 10^-9 или 10^-7 %

Задача: в ВРУ подаётся воздух расходом G=100 , при н.у.: из ВРУ выходит три потока: азота, кислород, аргон при н.у. и с известными объёмными концентрациями.

Необходимо определить расходы потоков, выходящих из ВРУ. Воздух принимается тройной смесью (азот, кислород, аргон)

Рисунок 7. Иллюстрация к задаче. В – поток воздуха, А – поток азота, К – поток кислорода, Ар – поток аргона.

	В	А	Ар	К
		99, 999		0, 3
		0, 001		99, 7

Решение: (из справочника определяем значения плотностей воздуха, азота, кислорода и аргона) при нормальных условиях

	В	А	Ар	К
	1, 205	1, 165	1, 66	1, 331

Составим уравнение материального баланса по каждому компоненту, входящего и выходящих потоков:

Поделим каждое уравнение на соответствующую плотность

Заметим, что

Объёмная доля по определению: