* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

55 МАССООБМЕН—МАСС-СПЕКТРАЛЪНЫЕ ПРИБОРЫ 56 Н а практике 7=0,25—0,75. Связь м е ж д у различными способами выражения д в и ж у щ е й силы и кинетич. характеристики устанав­ ливается в виде соотношений ристики вводит коэфф. эффективной диффузии, равный сумме коэфф. молекулярной и вихревой диффузии. Из этого следует, что коэфф. массопередачи пропорционален коэфф^ молекуляр­ ной диффузии в степени, меньшей У » что соответствует процес­ сам, осуществляемым при значительной турбулизации. 2 i _ T l o = e - ^ - H / G = e - ^ (22) (23) Представления о межфазной турбулентности водят к кинетич. уравнениям М. в след. виде: Nu=A Re -Pr (i+f) m n при­ (28) (29) Tlxx=^e*/(l+^ox) G h *~~K^i& й5 1 - m G / L ~~ ( 1 в В Е П )оу mG !-rnGIL l g (24) где / — ф а к т о р гидродинамич. состояния двухфазной системы, зависящий от величины р, определяемой соотношением данной и предельной скорости газа, от соотношения потоков фаз L / C , их плотностей у /у , вязкости ц. /ц. и поверхностного натяжения (0*1,02) каждой фазы на границе с воздухом и м е ж д у фазами. При / — 0 уравнение (29) согласуется с пленочной теорией, т. е. выражает эффект М. в пределах одной фазы за счет молекулярной и вихревой диффузии. Коэфф. / учитывает количество переносимого вещества за счет взаимодействия потоков. Допуская аналогию между трением и М. в однофазном газовом потоке, можно определить порядок величин показателей сте­ пени т и п в ур-нии (29). Д л я ламинарного режима при т ~ 0 и п — ( получим: г к ж г 1 г Е с л и линия равновесия и рабочая линия парал­ лельны, то mGL=i и /ц = ( В Е П ) , = ( В Е П ) 0 ; 0 Х (25) П р и анализе явлений М. в двухфазных системах необходимо учитывать механизм переноса вещества через границу раздела фаз. Различают два механизма переноса вещества: м о л е к у л я р н у ю диф­ фузию, определяемую законами взаимодействия м о л е к у л (микрокинетика) и в и х р е в у ю , или т у р б у л е н т н у ю диффузию, определяе­ м у ю законами макрокинетики. В неизотермич. усло­ виях в однофазных системах может иметь место термодиффузия. В однофазных системах М. описы­ вается обычными ур-ниями диффузии. Процесс М. в однофазных системах обычно описы­ вается критериальным ур-нием вида: Nu = ARe -Pr m n (1+/о) откуда (30) (31) (26) г д е Nu=KdJD — диффузионный критерий Нуссельта; К — коэфф. массопередачи, d — эквивалентный диа­ метр или характерный линейный размер, D — коэфф. молекулярной диффузии; Re= wdjv—критерий Рейнольдса для движущегося потока, Pr=v/D — диф­ фузионный критерий Прандтля; v — кинематич. вяз­ кость потока. b Так как в условиях очень малых скоростей потока фактор / —весьма малая величина (значительно мень­ ше единицы), то ур-ние (31) приводится к виду: 0 iVu = const (32) Д л я систем с фиксированной границей раздела (присут­ ствие твердой фазы) существенным является наличие погра­ ничного с твердой фазой слоя насыщенного р-ра, в к-ром преобладает молекулярная диффузия. При неподвижном со­ стоянии фаз (отсутствие вынужденной конвекции) механизм молекулярного переноса становится преобладающим. П о т. наз. двупленочной теории Люииса и Уитмана прини­ мается преобладающее влияние молекулярного переноса и для движущихся потоков фаз. Согласно этой теории, со стороны каждой фазы на границе раздела фаз, где устанавливается рав­ новесие, образуются 2 пленки. Так, в процессах абсорбции со стороны газа образуется газовая пленка, со стороны жидко­ сти — жидкостная пленка. Перенос вещества в этих пленках лимитируется молекулярной диффузией. Общее сопротивление переносу вещества 1/К $ в стационарном процессе соответ­ ственно складывается из сопротивления газовой пленки i / i f и сопротивления жидкостной пленки UK : 0 т r На практике этот случай соответствует массопередаче в колоннах со смоченными стенками и со смо­ ченной насадкой. Д л я турбулентного режима при т ~ 0,8 и п — / получим 2 3 f откуда = (=*)••• K~D l* l (зз) (34) турбулентности Д л я режима развитой свободной т =^ 1, п = 1, получим: К к = А 2 (l+f );K~D<> 2 ±_ , _ф_ где — — к р и т е р и й Маргулиса. (27) Лит.: T r e y b a l R . Е . , Mass-transfer operations, N. Y . — Toronto — L . , 1 9 5 5 ; К а ф а р о в В. В . , Основы массопередачи, М., 1962; L e w i s W. К . , W h i t m a n W. (т., industr. and Ergng. Chem., 1924,16, 1215; H i g b i e R . , Trans. Amer. Inst. Chem. Engrs, 1935, 31, 365; К и ш и н е в с к и й M. X . , П а м ф и л о в А. В . , Ж. прикл. химии, 19 49, 22, № 11, 11 73; К и ш и н е в с к и й М. X . , там же, 1951, 24, JVs 5, 542; D a n c k w e r t s P. V . , Trans. Faraday S o c , 1950, 46, pt 4, 300, 701; К а ф a p о в В. В . , Ж . прикл. химии, 1957, 30, № 1 0 , 1449; 1958, 31, № 5, 706; 1960, 33, № 7, 1495; 1961, 34, вып. 1 (совм. с В. С. Муравьевым); Ф р а н к-К а м е н е ц к и й Д--А--» Диффузия п теплопередача в химической кинетике, М . — Л . , 1947. В. В. Нафаров. К общ. 0 ш где - К б — общий коэфф. массопередачи, К^, — пленочные коэфф. массопередачи, ф — коэфф. пропорциональности, выра­ жающий соотношения равновесных концентраций в газовой и жидкой фазах. Благодаря простоте и наглядности схемы двупленочная теория имела широкое распространение. Однако исследования последнего времени не подтверждают основных положений двупленочной теории для движущихся потоков фаз. Д л я объяснения явлений переноса вещества через границу раадела фаз выдвинуты другие теории. Так, Хигби исходит из нестационарности процесса М. через поверхность раздела фаз и их кратковременных контактов и пропорциональности коэфф. массопередачи коэфф. молекулярной диффузии в степени %. Данквертц и независимо от него Кишеневский выдвинули гипотезу непрерывного обновления поверхности массообмена между 2 потоками. По Данквертцу, в течение периода обновления поверх­ ностного слоя, т. е. за время, в течение которого рассматривае­ мый элемент поверхности находится в контакте с газовой фа­ зой, молекулы поглощаемого газа продвигаются с поверхности в объем жидкости путем мол. диффузии. При этом, как и в тео­ рии Хигби, коэфф. массопередачи пропорционален коэфф. молекулярной диффузии в степени / . Кишеневский исходит из наличия не только молекулярной, н о й турбулентной диффузии, и качестве кинетич. характе­ 1 2 МАСС-СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ — приборы, предназначенные для анализа химич. и изотопного состава нейтральных веществ и ионизованных газов, для исследования структуры молекул, определения масс ядер и т. д . (см. Масс-спектрометрия). Действие М.-с. п. основано на разделении ионов исследуемогс вещества по величинам те (отношение массы иона т к его заряду ё) и измерении этих величин и T O K O I разделенных ионов. Как правило, М.-с. п. состоит из следующих частей: 1) системы подготовки веществг