Основные размеры массообменных аппаратов

Диаметр массообменного аппарата рассчитывается по объемному расходу V (м³/с) и средней фиктивной скорости определяющей фазы (например, газа или пара при массообмене с жидкостью):

, ω₀ отнесена к сечению полого аппарата.

Высота массообменного аппарата определяется по-разному для непрерывных (насадочных) и ступенчатых (тарельчатых) аппаратов.

Для непрерывных – общая межфазная поверхность F = a∙V, где V – рабочий объем аппарата, a – удельная межфазная поверхность (м²/м³). . По основному уравнению массопередачи: , значит . Однако ,a, K_x, K_y трудно найти.

Т.к. , то . Обозначим . Назовем безразмерное число n_y числом единиц переноса. Оно выражает изменение концентрации переходящего вещества в фазе G, приходящееся на единицу средней движущей силы. n_y характеризует массообменную эффективность аппарата.

Величина измеряется в м называется высота единицы переноса (ВЕП). H_y – высота аппарата, эквивалентная одной единице переноса.

Определив H_y по опытным данным и рассчитав n_y, можно найти рабочую высоту аппарата .

Для ступенчатых аппаратов рабочую высоту можно определить по числу теоретических тарелок (ступеней).

Теоретическая тарелка – часть высоты аппарата, на котором достигается фазовое равновесие.

х₁– состав жидкой фазы, покидающей первую ступень; у₁ – состав газовой фазы, входящей в первую ступень.

На первой ступени достигается равновесие между Ф_у с концентрацией у₂ и Ф_х с концентрацией х₁, т.е. y₂* = m∙x₁, на второй ступени у₃* = F(x₂). В данном случае требуется 3 ступени, чтобы понизить концентрацию в Ф_у от у₁ до у₄.

В реальных аппаратах на каждой тарелке равновесие не достигается, поэтому число действительных тарелок n_д больше числа теоретических n_т: , - средний к.п.д. реальной тарелки.