DSC01797

Kny) lub nieustalony (niestacjonarny). W przemyśle spotykamy się raczej H ustalonym przepływem masy. Obecny stan wiedzy o procesach przepływu masy H jest zadowalający. Projektujący wymienniki masy musi zatem w wielu przypadkach uciekać się do eksperymentu. Poznanie teorii przepływu masy jest rzeczą aiezmiernie Ważną, gdyż proces ten w wielu zakładach przemysłu chemicznego odgrywa pierwszorzędną rolę.

Przepływ masy w wymiennikach masy może przebiegać:

-    jednokierunkowo,

—    przeciwkierunkowo,

i z wymianą jednego składnika,

—    z wymianą wielu składników,

-    z równoczesną reakcją chemiczną,

—    z równoczesną wymianą ciepła,

-    izotermicznie lub nieizotermicznie.

W wymiennikach masy możemy zatem mieć do czynienia z bardzo różnorodnymi przypadkami przepływu masy, co rzutuje na sposób obliczenia i konstrukcję wymiennika. Masa składnika /ł~dyfundującego określona jest wzorem Ficka:

•    dc a

mA = —Dab——[kmol A/s.m²],    (8.1)

ds

gdzie: Dab [m²/s]    — kinematyczny współczynnik dyfuzji składnika A przez B,

s[m]    — grubość warstwy, przez którą dyfunduje składnik A,

ca [kmol >4/m³] — stężenie składnika dyfundującego (A).

Iloczyn kinematycznego współczynnika dyfuzji i stężenia nosi nazwę dynamicznego współczynnika dyfuzji i wyrażany jest wzorem:

lub

Óab = Dabc [kmol/m- s]

Sab — DabcMa [kg/m.s],

(8.2)

(8.3)

gdzie: Ma [kg/kmol] — masa molowa składnika A,

c [kmol/m³] ' — stężenie ogólne (suma stężeń składników mieszaniny gazowej).

Z równania (8.1) widać, że tym większa masa składnika dyfunduje, im większy I jest gradient stężenia dcA/ds. Jeżeli znany jest współczynnik dyfuzji Do w warunkach normalnych (po =0»lMPa, To = 273 K), to współczynnik dyfuzji w warunkach p, T można obliczyć ze wzoru:

d = Do (~^r)

... obliczamy (8.3b)

^^^^HjfeDnik dyfuzji składnika A w mieszaninie gazów A, B, C,

303