Уравнение массопередачи. Определение градиента концентрации фаз непосредственно у границы их раздела связано с большими трудностями

Определение градиента концентрации фаз непосредственно у границы их раздела связано с большими трудностями, поэтому уравнения молекулярной диффузии для определения количества вещества, перешедшего через поверхность раздела, не всегда применимы.

В связи с этим процесс перехода вещества из одной фазы в другую определяется основным уравнением массопередачи. Получить его можно из следующих рассуждений.

Скорость диффузионного массообмена определена как количество вещества, продиффундировавшего через единицу поверхности в единицу времени:

.

Скорость массопередачи пропорциональна движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению

, (6.25)

где Δ с – разность концентрации распределяемого компонента (движущая сила процесса) фактической (рабочей) и равновесной в одной из фаз (если рабочая концентрация С в данной фазе выше равновесной концентрации С*, вещество будет переходить из одной фазы в другую фазу, а движущая сила будет равна разности фактической и равновесной концентрации Δ = С - С*); R – сопротивление.

Если в уравнение (6.25) вместо R ввести обратную величину

,

где К – коэффициент скорости или коэффициент массопередачи, то решив его относительно dG, получим основное уравнение массопередачи

. (6.26)

Коэффициент массопередачи показывает, какое количество вещества переходит из одной фазы в другую через единицу поверхности контакта фаз в единицу времени при движущей силе массопередачи, равной единице.