3.1.3. 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 икг/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. 3.2).

Для элемента поверхности :

. (3.3)

Интегрируя уравнение (3.3) в пределах от начальных ,до конечных значений концентрацийи, получим

или

. (3.4)

Интегрируя уравнение (3.3) в пределах от начальных до текущих значений концентраций и, получим

,

откуда

. (3.5)

Рис. 3.2. Изменение концентраций распределяемого компонента

при прямоточном движении фаз

Аналогично для противоточного взаимодействия фаз можно получить уравнение:

, (3.6)

,

, .

Так как расходы инертных компонентов носителей газообразной и жидкой фаз постоянны (), из уравнений (3.5) и (3.6) следует, что рабочие концентрации распределяемого вещества в фазахG и L связаны линейной зависимостью. Поэтому процессы массообмена удобно представлять графически в координатах (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Уравнение рабочей линии процесса

Уравнение прямой, выражающее зависимость между рабочими концентрациями, называется рабочей линией процесса.