Движущая сила массообменного процесса

Как было отмечено ранее, движущая сила массообменных процессов определяется степенью отклонения от состояния равновесия, т. е. разностью между рабочей и равновесной концентрациями (или, наоборот, в зависимости от их абсолютных величин).

При расчете массообменных процессов движущую силу процесса и кинетику (т. е. скорость массопередачи) принято выражать следующими способами:

Движущая сила выражается через разность концентраций (среднеинтегральную или среднелогарифмическую), а скорость массопередачи — через коэффициенты массопередачи.

Движущая сила выражается через число единиц переноса, а скорость массопередачи (кинетика) — через высоту, эквивалентную единице переноса.

Движущая сила выражается через число теоретических ступеней контакта или число теоретических тарелок, а скорость массопередачи (кинетика) — через к.п.д. или через высоту, эквивалентную теоретической ступени контакта.

Средняя интегральная разность концентраций

Если равновесная кривая не является линейной, то средняя движущая сила вычисляется как средняя интегральная разность концентраций и определяется следующим образом. Запишем дифференциальное уравнение материального баланса для фазы G и уравнение массопередачи для элемента поверхности dF и, откуда. Интегрируя в пределах O-F, получим при.

.

Значение находится методом графического интегрирования. Для этого берется ряд значений x (см. рис.), находятся соответствующие значения и вычисляются величины, строится зависимость. (рис). Значение интеграла будет равно площади S, умноженной на масштаб a, тогда:

.

Из уравнения выразим G и подставим.

.

(**).

Сравним (**) с (ОУМП). Видно, что (получили выражение для среднеинтегральной движущей силы.).

Записав дифференциальное уравнение материального баланса и уравнение массопередачи для фазы L, аналогично найдем:

при и .