Массообменные процессы
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Волгоградский Государственный Технический Университет
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине: Процессы и аппараты
Студент Абрамов Сергей Иванович
Группа ЭЗК-379к
Проверил работу________________________________
Волгоград 2012
Содержание
Вопрос № 1 Общая характеристика и классификация массообменных процессов
Вопрос № 30 Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости и газа
Список литературы
1.Общая характеристика и классификация массообменных процессов
Процессы массообмена - процессы, в которых основную роль играет перенос вещества из одной фазы в другую. Движущая сила этих процессов - разность химических потенциалов. Как и в любых других процессах, движущая сила массообмена характеризует степень отклонения системы от состояния динамического равновесия. В пределах данной фазы вещество переносится от точки с большей к точке с меньшей концентрацией. Поэтому обычно в инженерных расчетах приближенно движущую силу выражают через разность концентраций, что значительно упрощает расчеты массообменных процессов.
Массообменные процессы широко используются в промышленности:
для разделения жидких и газовых гомогенных смесей,
для их концентрирования,
для защиты окружающей природной среды (прежде всего для очистки сточных вод и отходящих газов).
Классификация и общая характеристика. Наибольшее распространение получили следующие массообменные процессы:
. Абсорбция
. Перегонка и ректификация
. Экстракция (жидкостная)
. Адсорбция
. Ионный обмен
. Сушка
. Растворение и экстрагирование из твердых тел
. Кристаллизация
. Мембранные процессы
Во всех перечисленных выше процессах общим является переход вещества (или веществ) из одной фазы в другую.
Процесс перехода вещества (или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия называют массопередачей.
Перенос вещества внутри фазы - из фазы к границе раздела фаз или наоборот - от границы раздела в фазу - называют массоотдачей (по аналогии с процессом переноса теплоты внутри фазы - теплоотдачей).
Процессы массопередачи обычно обратимы. Причем направление перехода вещества определяется концентрациями вещества в фазах и условиями равновесия.
Основным кинетическим уравнением массообменных процессов является уравнение массопередачи, которое основано на общих кинетических закономерностях химико-технологических процессов.
Скорость процесса [в кг/(м2 с)] равна движущей силе ?, деленной на сопротивление R: dМ/dF = ?/R, где dМ - количество вещества, перешедшего из одной фазы в другую в единицу времени; dF - поверхность контакта фаз.
Обозначив 1/R = К, получим основное уравнение массопередачи dМ =К ?dF
Коэффициент К - коэффициентом массопередачи (по аналогии с процессом теплопередачи) характеризует скорость процесса переноса вещества из одной фазы в другую.
Размерность коэффициента массопередачи:
[К]= [dМ/?dF]= [кг/с?м2]
т. е. коэффициент массопередачи К показывает, какое количество распределяемого вещества переходит из фазы в фазу в единицу времени через единицу поверхности контакта фаз при движущей силе, равной единице. Размерность движущей силы ? может быть различной, а от нее зависит и размерность К.
Обычно уравнение массопередачи применяют для определения поверхности F контакта фаз, а исходя из этой поверхности - размеров массообменных аппаратов.
=М / (К?)
Массообменные процессы подразделяют на: массопередачу в системах со свободной границей раздела фаз (газ-жидкость, пар-жидкость, жидкость-жидкость); массопередачу в системах с неподвижной поверхностью контакта фаз (системы газ - твердое тело, пар - твердое тело, жидкость - твердое тело); массопередачу через полупроницаемые перегородки (мембраны).
К процессам, для которых характерна свободная граница раздела фаз, относятся такие широко распространенные в технике процессы, как абсорбция, десорбция, перегонка и ректификация, жидкостная экстракция. В этих процессах граница контакта фаз обычно подвижна, величина поверхности контакта фаз зависит от гидродинамической обстановки, что существенно отличает механизм переноса масс в системах со свободной границей раздела фаз от механизма переноса для систем с твердой фазой.
Массообменные процессы со свободной границей раздела фаз по принципу участия фаз в массопереносе подразделяют на две группы.
-я группа - процессы, в которых участвуют как минимум 3 вещества: 1) распределяющее вещество (или вещества), составляющие 1-ю фазу Фу (например, при поглощении аммиака водой из аммиачно-воздушной смеси воздух не участвует непосредственно в массообмене); 2) распределяющее вещество (или вещества), составляющие 2-ю фазу Фх (вода в данном примере); 3) распределяемое вещество М, которое переходит из одной фазы в другую (процессы абсорбции, десорбции, экстракции).
-я группа процессов (перегонка и ректификация) - это процессы, в которых вещества, составляющие фазы, участвуют в массообменных процессах и не могут рассматриваться как носители распределяемого вещества. Направление процесса, его движущая сила за?/p>