Масса алмасу процестері

МАССА АЛМАСУ ПРОЦЕСТЕРІ

Массаалмасу - бір немесе бірнеше заттардың бір фазадан екінші фазаға өтуімен сипатталатын процесс, конвективті жəне молекулалық диффузиямен жүзеге асырылады, сондықтан массаалмасу процестерін диффузиялық деп те атайды.

• Бір фазадан екінші фазаға заттарды тасымалдау процесі жылуды тасымалдау процессіне ұқсас, үш сатыда жүзеге асырылады: фазалар бөлімінің бетіне көшіру, фазалар бөлімінің шекарасы арқылы көшіру жəне басқа фазалар шегінде көшіру. Жылу беру кезінде алмасатын жылу ортасы қатты қабырғамен бөлінген, ал массалық беру əдетте жанасатын фазалардың бөліну бетінің шекарасы арқылы жүреді. Бұл шекара қозғалмалы (газ-сұйықтық немесе бу-сұйықтық, сұйықтық-сұйықтық жүйелеріндегі массалық беру) немесе қозғалмайтын (қатты фазалы массалық беру) болуы мүмкін. Заттың фазадан фазаның бөлу шекарасына немесе кері бағытта, яғни фазалардың бірінің шегінде тасымалдануы масса беру деп аталады

Абсорбция - сұйық сіңіргіш-абсорбентпен газдарды немесе буларды іріктеп сіңіру; бұл ретте бір заттың немесе заттар тобының массасы газ немесе бу фазасынан сұйық фазаға ауысады

• Адсорбция - қатты кеуекті сіңіргішпен-адсорбентпен сұйықтықта ерітілген газдарды, буларды немесе заттарды іріктеп сіңіру; бұл ретте газ, бу немесе сұйық фазадан жасалған заттар қатты фазаға өтеді.

Экстракция - сұйық қоспадан немесе қатты кеуекті денеден экстрагентпен затты іріктеп алу; бұл ретте сұйық немесе қатты фазадан жасалған зат сұйық фазаға (экстрагент).

• Ректификация( айдау) - сұйық қоспаны оның құрауыштары таза компоненттеріне олардың ұшқыштық жəне сұйық жəне бу ағындарының қарсы өзара əрекеттесуінің айырмашылығы нəтижесінде бөлу; бұл ретте сұйық фазадағы заттар буға (қайнаған кезде) жəне керісінше (конденсация кезінде), бу фазасын жеңіл ұшатын компонентпен байыта отырып, буға (қайнаған кезде) өтеді.

Кептіру - қатты жəне пластикалық материалдардан оны буландыру арқылы ылғалды алып тастау; бұл ретте қатты немесе пластикалық материалдардан жасалған ылғал бу немесе газ фазасына өтеді.

• Кристалдану - оның қанықпаған ерітіндісінен қатты ерітілген заттың бөлінуі; бұл ретте сұйық фазадағы зат қатты фазаға ауысады. Массаалмасу процестері қайтымды, яғни фазалар арасында бөлінетін зат фазалар мен тепетеңдік шарттарына байланысты бір Фазадан екіншісіне өтуі мүмкін, олар өз кезегінде жүргізілетін процестің температурасы мен қысымына байланысты жəне Гиббс фазасының ережесімен, Ле-Шателье принципімен жəне фазалық тепе-теңдіктің басқа заңдарымен анықталады. Жылу тасымалдау 88 процестеріне ұқсастық бойынша массаалмасу кезінде тасымалданатын заттың мөлшері фазалар түйісуінің бетіне жəне процестің қозғаушы күшіне пропорционал-өзара əрекеттесетін фазаларда бөлінетін заттың концентрациясының əртүрлілігі.

Масса берудің негізгі заңдары

Масса беру жылдамдығы араларында масса алмасу болатын фазаларға бөлінетін Затты тасымалдау механизмімен байланысты.

Фазаның ішінде заттың тасымалдануы тек молекулалық диффузия жолымен немесе конвекция жəне молекулалық диффузия арқылы бір мезгілде болуы мүмкін. Бір молекулалық диффузия арқылы зат қозғалмайды, қатаң айтқанда, тек қозғалмайтын ортада (қатты фазада). Қозғалатын ортада заттың тасымалдануы молекулалық диффузиямен қатар, оның қозғалысы бағытында ортамен (конвекциямен) жүзеге асырылады. Турбулентті ағында молекулалық диффузияның тасымалдануы фазаларды бөлу шекарасына жақын ғана байқалады.

Молекулалық диффузия Заңы (Фиктің бірінші заңы), газдардағы жəне сұйықтықтардың ерітінділеріндегі диффузия молекулалардың, атомдардың, иондардың, коллоидты бөлшектердің ретсіз жылу қозғалысының нəтижесінде болады, ол жоғары концентрация аймағынан төмен концентрация аймағына заттарды көшіруге алып келеді: «dS элементарлық беті (диффузия бағытына қалыпты) арқылы d уақыт ішінде диффундирлеген dM заттың салмағы, dc/dn шоғырлану градиентіне пропорционалды».

Оның құрылымы бойынша фика Заңы Фурье Заңына ұқсас. Конвективті диффузия Заңы фазалар бөлімінің шекарасына немесе шекарасынан (масса бөлу кезінде) бір фазада тасымалданатын заттың мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді.

• Қандай процестер массаалмасу деп аталады? Мысалдар келтіріңіз.
• Массаалмасу процестері қандай бағытта жəне қандай шегіне дейін өтеді?
• Жылу беріліс, массалық беріліс аналогтарының мысалдарын келтіріңіз. Бұл процестер немен ерекшеленеді?
• Конвективті диффузия Заңы неде?
• Фиктің бірінші Заңы не туралы?