Bài giảng Quá trình và thiết bị chuyển khối: Quá trình chuyển khối cơ bản

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Quá trình và thiết bị chuyển khối: Quá trình chuyển khối cơ bản" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Quá trình chuyển khối; Cân bằng vật chất và phương trình đường làm việc trong thiết bị chuyển khối; Động lực của quá trình chuyển khối; Động lực trung bình của quá trình chuyển khối;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Quá trình và thiết bị chuyển khối: Quá trình chuyển khối cơ bản

TS. NguyÔn Ngäc Hoµng Bé m«n Qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ CNSH-TP 0904667684
1.2.Qu¸ tr×nh chuyÓn khèi 1.2.1.C©n b»ng vËt chÊt vµ ph¬ng tr×nh ®êng lµm viÖc trong thiÕt bÞ chuyÓn khèi 1.2.2.§éng lùc cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi 1.2.3.§éng lùc trung b×nh cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi
1.2.1.C©n b»ng vËt chÊt vµ ph¬ng tr×nh ®ưêng lµm viÖc trong thiÕt bÞ chuyÓn khèi • Nguyªn lý ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ chuyÓn khèi • C©n b»ng vËt chÊt cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi • §ưêng lµm viÖc cña thiÕt bÞ chuyÓn khèi
Nguyªn lý ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ chuyÓn khèi • Trong thiÕt bÞ chuyÓn khèi (láng – khÝ) pha láng thuêng ®i tõ trªn xuèng, pha khÝ thuêng ®i tõ díi lªn. Trong qu¸ tr×nh tiÕp xóc gi÷a hai pha x¶y ra qu¸ tr×nh chuyÓn khèi, vËt chÊt tõ pha nµy sÏ khuyÕch t¸n sang pha kia qua bÒ mÆt tiÕp xóc pha lµm cho nång ®é cña chÊt trong pha nµy tõ ®Çu ®Õn cuèi qu¸ tr×nh th× gi¶m ®i cßn trong pha kia th× t¨ng lªn.
C©n b»ng vËt chÊt cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi Gx(x® - xc) = Gy(y® - yc) (1.6) xđ yc Trong ®ã: Gx, Gy- Khèi luîng cña c¸c pha xc, x®: Nång ®é ®Çu, nång ®é cuèi cña pha x yc, y®: Nång ®é ®Çu, nång ®é cuèi cña pha y xc yđ (a) S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng
§ưêng lµm viÖc cña thiÕt bÞ chuyÓn khèi Khi ta xÐt qu¸ tr×nh chuyÓn khèi trong ®o¹n th¸p tÝnh xđ yc Z tõ ®Ønh ®Õn tiÕt diÖn bÊt kú th× phư¬ng tr×nh c©n y yc b»ng vËt chÊt lµ dy yđ xđ dx Gx(x® - x) = Gy(yc - y) x y xc x dF xc yđ F (a) (b) S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng §å thÞ biÕn ®æi nång ®é theo bÒ mÆt Phư¬ng tr×nh ®ưêng lµm viÖc cña thiet bi chuyÓn khèi y = (Gx/Gy)x + yc - (Gx/Gy)x® (1.7)
§uêng lµm viÖc cña thiÕt bÞ chuyÓn khèi y = (Gx/Gy)x + yc - (Gx/Gy)x® (1.7) • §uêng lµm viÖc cho ta biÕt nång ®é tøc thêi cña mçi pha trong qóa tr×nh chuyÓn khèi. • Víi qu¸ tr×nh chuyÓn khèi æn ®Þnh th× luu luîng cña c¸c pha x, y vµ c¸c nång ®é ®Çu vµ cuèi cña chóng x®, xc, y®,yc lµ nh÷ng gi¸ trÞ kh«ng ®æi. ChÊt láng vµ khÝ lµ lý tuëng th× quan hÖ gi÷a x vµ y lµ tuyÕn tÝnh.
1.2.2.§éng lùc cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi • Qu¸ tr×nh chuyÓn khèi   G’ y* y* =mx y x ’y ’x y ym y*m y* x* xm x Líp biªn BÒ mÆt tiÕp 450 xóc pha Líp biªn xm x x • Qu¸ tr×nh chuyÓn khèi lµ qu¸ tr×nh khuyÕch t¸n vËt chÊt tõ t©m pha nµy sang t©m pha kh¸c qua bÒ mÆt tiÕp xóc pha.
1.2.2.§éng lùc cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi • Qu¸ tr×nh chuyÓn khèi   G’ y* y* =mx y x ’y ’x y ym y*m y* x* xm x 1 2 450 3 xm x x G(y) = yF(y-ym) (1.8) vµ G(x) = xF(xm-x) (1.9) Kmol/s Trong qu¸ tr×nh chuyÓn khèi æn ®Þnh ta cã: G(y) = G(x)= G (1.10)
1.2.2.§éng lùc cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi • Qu¸ tr×nh chuyÓn khèi   G’ y* y* =mx y x ’y ’x y ym y*m y* x* xm x 1 2 450 3 xm x x • Ta còng cã ym = y*m = mxm vµ y* = mx • suy ra ym – y* = m(xm-x) (1.11)
1.2.2.§éng lùc cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi • Qu¸ tr×nh chuyÓn khèi   G’ y* y* =mx y x ’y ’x y ym y*m y* x* xm x 1 2 450 3 xm x x • => (y - y*) - (ym - y) = m(xm - x) • => (y - y*) - G/yF = mG/xF
1.2.2.§éng lùc cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi • Qu¸ tr×nh chuyÓn khèi   G’ y* y* =mx y x ’y ’x y ym y*m y* x* xm x 1 2 450 3 xm x x G = F(y – y*)/(1/y + m/x) = KyF(y – y*) (1.12) Kmol/s • ®Æt Ky = 1/(1/y + m/x) (1.13) Kmol/m2s
1.2.2.§éng lùc cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi • HÖ sè chuyÓn khèi Lµ luîng vËt chÊt chuyÓn tõ pha nµy sang pha kh¸c qua mét ®¬n vÞ diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc pha, trªn mét ®¬n vÞ thêi gian vµ ®¬n vÞ ®éng lùc chuyÓn khèi. Ky lµ hÖ sè chuyÓn khèi tõ pha h¬i sang pha láng. Ky = 1/(1/y + m/x) Kmol/m2s Kx lµ hÖ sè chuyÓn khèi tõ pha láng sang pha h¬i. Kx = 1/(1/my + 1/x) Kmol/m2s
1.2.3.§éng lùc trung b×nh cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi y Zx® Zyc Øy Øx XÐt qu¸ tr×nh chuyÓn khèi xc tõ y sang x qua mét y® diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc 2 1 pha dF ta cã phu¬ng y*c y® tr×nh chuyÓn khèi tøc Zx Zy x® thêi: yc y® Zxc y*® Zy® X® x*c xc x*® x yd Gy dy K y yc y  y * dG = Kx(y – y*)dF => F yd G dy G = Gy(yd - yc) => F  ( yd  yc )K y  yc y y*
1.2.3.§éng lùc trung b×nh cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi y Zx® Zyc Øy Øx xc y® Lượng chuyển khối 2 1 trên toàn thiết bị tại một y*c y® Zx Zy thời điểm là: x® yc y® Zxc y*® Zy® X® x*c xc x*® x ( yd  yc ) G  KyF yd  y tb  ( yd  yc ) dy yd y y  y * dy  yc y  y* c G  K y Fytb
1.2.3.§éng lùc trung b×nh cña qu¸ tr×nh chuyÓn khèi y Zx® Zyc Øy Øx XÐt qu¸ tr×nh chuyÓn khèi xc tõ y sang x qua mét y® diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc 2 1 pha dF ta cã ph¬ng tr×nh y*c y® Zx Zy chuyÓn khèi tøc thêi: x® yc y® Zxc y*® Zy® X® x*c xc x*® x ( x d  xc ) ( xc  xd ) G  KxF xc xtb  xc dx dx x x *  x x x *  x d d G  K y Fxtb