Массопередача — процесс перехода вещества (или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия.Основные уравнения массопередачи могут быть получены из общего уравнения кинетики. Согласно этому уравнению скорость массообменных процессов прямо пропорциональна движущей силепроцесса и обратно пропорциональна диффузионному (массообмеиному) сопротивлению. Обозначив величину, обратную диффузионному сопротивлению, через K=\IR (где R — диффузионное, или массообменное)
где М — количество вещества, перешедшего из одной фазы в другую; F — площадь поверхности массопере-дачи; т — продолжительность процесса; к — коэффи циент скорости процесса, называемый в теории массоперсдачи коэффициентом массо-передачи; ∆ —движущая сила.
Движущая сила массообменных процессов, как было сказано, определяется степенью отклонения от равновесия, которое вычисляется как разность между рабочей и равновесной концентрациями или, наоборот, равновесной и рабочей в зависимости от того, какие значения из них больше. Движущую силу можно выразить через концентрации распределяемого вещества в фазе G через у или в фазе L через X.
Различают локальные движущие силы, вычисленные для массообменного процесса, протекающего на бесконечно малой площади контакта фаз, и движущие силы для всего процесса массообмена в пределах изменения концентраций от начальных до конечных.
Локальные движущие силы изменяются с изменением концентраций, поэтому для всего процесса массообмена вычисляют средние движущие силы. Выражение и значение средней движущей силы зависят от вида уравнения равновесия.
Закон молекулярной диффузии (первый закон Фнка), основанный на том, что диффузия в газах и растворах жидкостей происходит в результате хаотического движения молекул, приводящего к переносу молекул распределяемого вещества из зоны высоких концентраций в зону низких концентраций, гласит: количество вещества, перенесенного путем диффузии, пропорционально градиенту концентраций, площади, перпендикулярной направлению диффузионного потока, и продолжительности процесса: Дифференциальное уравнение молекулярной диффузии (второй закон Фика) получают, рассмотрев материальный баланс по распределяемому веществу для элементарного параллелепипеда, выделенного мысленно в потоке одной из фаз (рис. 16.3).
Пусть через этот элементарный параллелепипед за счет молекулярной диффузии перемещается вещество. Если через грани dydz, dxdy и dxdz проходят количества вещества, соответственно равные Мx, Мz и Мz то через противоположные грани выходят количества вещества Mx+dxt М2+4г и М+dyi
При этом концентрация вещества повышается согласно 1 закону фика:
Следовательно
приравнивая уравнения.
В) дифференциальное уравнение молекулярной и конвективной диффузией
Г)Основной закон Массоотдачи Щукарева