DSC01796 (2)

8. WYMIENNIKI MASY

Pod pojęciem wymiany masy rozumie się procesy: absorpcji, desorpcji, adsorpcji, ekstrakcji, rektyfikacji, nawilgacania gazów, suszenia itp. Aparaty służące do przeprowadzania procesu wymiany masy nazywamy wymiennikami masy. Absorpcją| nazywamy proces pochłaniania gazów przez ciecz. Gaz stanowi zwykle mieszaninę, której jedne składniki są w cieczy rozpuszczalne, a inne nie. Składniki gazu rozpuszczalne w cieczy nazywamy składnikami czynnymi, składniki nierozpuszczalne nazywamy obojętnymi lub inertnymi. Proces odwrotny do absorpcji (wydzielanie się gazu z roztworu) nazywamy desorpcją. Proces pochłaniania gazów, par lub rozpuszczonych substancji na powierzchni ciał stałych nazywamy adsorpcją. Proces rozdziału składników roztworu dwóch lub kilku cieczy na części składowe przez kilkakrotne odparowywanie i skraplanie nazywamy rektyfikacją. Proces nawilgacania gazów parą wodną nazywamy nawilżaniem. Inne procesy wymiany masy, jak ekstrakcja, suszenie, zostały omówione w rozdziałach 11 i 14. Odpowiednio do rodzaju zachodzącego procesu urządzenia noszą nazwę absorberów, adsorberów, desorberów itp.

Wyróżniamy dwa zasadnicze mechanizmy przepływu masy: 1) dyfuzja i 2) konwekcja lub wnikanie masy. Siłą napędową przepływu masy jest różnica stężeń składnika. Przepływ masy następuje od ośrodka o stężeniu wyższym do ośrodka o stężeniu niższym. Czysta dyfuzja jest zjawiskiem molekularnym i polega na przepływie składnika z ośrodka o stężeniu wyższym do ośrodka o stężeniu niższym niezależnie od kierunku działania sił grawitacji. Czysta konwekcja polega na tym, że czynnik na skutek kłębienia się w przepływie burzliwym przez prądy i wiry przenosi składnik od miejsc o stężeniu wyższym do miejsc o stężeniu niższym. W procesach rzeczywistych czysta konwekcja nie zachodzi, gdyż w fazie gazowej przy powierzchni cieczy występuje warstwa laminarna, w której konwekcja zanika. Rzeczywisty proces przepływu masy drogą konwekcji z uwzględnieniem przewodzenia masy w warstwie laminarnej nazywamy wnikaniem masy. Wnikaniem masy nazywamy proces przepływu składnika od rdzenia jednej fazy do powierzchni międzyfazowej (zwierciadła) lub odwrotnie, przy czym- przepływ masy następuje w obrębie jednej fazy. Przenikaniem masy nazywamy proces przepływu masy od .nfczenia jednej fazy do rdzenia fazy drugiej. Przepływ masy może być ustalony