Материальный баланс массообменных процессов

Материальный баланс массообменных процессов может быть составлен на основании следующих рассуждений. Рассмотрим взаимодействие двух движущихся фаз с массовыми расходами G – газообразной и L – жидкой, с концентрациями распределяемого компонента и кг/кг инертных компонентов распределяющих фаз.

При > и отсутствии потерь в процессе взаимодействия фаз при параллельных потоках вдоль поверхности раздела концентрация распределяемого компонента в газовой фазе уменьшается, а в жидкой – увеличивается (рис. 1.2).

Для элемента поверхности :

. (1.3)

Интегрируя уравнение (1.3) в пределах от начальных , до конечных значений концентраций и , получим

Или

. (1.4)

Интегрируя уравнение (1.3) в пределах от начальных до текущих значений концентраций и , получим

,

откуда

. (1.5)

Рис. 1.2. Изменение концентраций распределяемого компонента

при прямоточном движении фаз

Аналогично для противоточного взаимодействия фаз можно получить уравнение

, (1.6)

,

, .

Так как расходы инертных компонентов носителей газообразной и жидкой фаз постоянны (), из уравнений (1.5) и (1.6) следует, что рабочие концентрации распределяемого вещества в фазах G и L связаны линейной зависимостью. Поэтому процессы массообмена удобно представлять графически в координатах (рис. 1.3). Уравнение прямой, выражающее зависимость между рабочими концентрациями, называется рабочей линией процесса.

Рис. 1.3. Уравнение рабочей линии процесса