Материальный баланс  массообменных процессов

Материальный баланс массообменных процессов может быть составлен на основании следующих рассуждений. Рассмотрим взаимодействие двух движущихся фаз с массовыми расходами G – газообразной и  L – жидкой, с концентрациями распределяемого компонента   и  кг/кг инертных компонентов распределяющих фаз.

При    > и отсутствии потерь в процессе взаимодействия фаз при параллельных потоках вдоль поверхности раздела концентрация распределяемого компонента в газовой фазе  уменьшается, а в жидкой  – увеличивается
(рис. 4.2).

Для элемента поверхности :

.                                          (4.3)

Интегрируя уравнение (4.3) в пределах от начальных , до конечных значений концентраций   и , получим

или  

.                                       (4.4)

Интегрируя уравнение (4.3) в пределах от начальных до текущих значений концентраций   и , получим

,

откуда

                                    .                                  (4.5)

Рис. 4.2. Изменение концентраций распределяемого компонента

при прямоточном движении фаз

Аналогично для противоточного взаимодействия фаз можно получить уравнение:

,                                   (4.6)

,

,  .

Так как расходы инертных компонентов носителей газообразной и жидкой фаз постоянны (), из уравнений  (4.5) и (4.6) следует, что рабочие концентрации распределяемого вещества в фазах G  и  L связаны линейной зависимостью. Поэтому процессы массообмена удобно представлять графически в координатах (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Уравнение рабочей линии процесса

Уравнение прямой, выражающее зависимость между рабочими концентрациями, называется  рабочей линией процесса.