19* |
291 |
Эта теория, предложенная Уитменом [81], предполагает, что по обе стороны поверхности соприкосновения фаз (межфазной поверхности) в турбулентном процессе образуются устойчивые ламинарные пленки жидкости и, следовательно, вихри турбулентного
потока жидкости не проникают к межфазной поверхности, а поглощаются этими пленками. Компонент А, диффундирующий из ядра одной фазы к ядру другой фазы, наталкивается на своем пути на ламинарные пленки и может проникать сквозь них только в результате молекулярной диффузии.
Кроме того, согласно теории, принимается допущение, что все диффузионное сопротивление массоотдаче можно свести к сопротивлению проводимости (молекулярной диффузии) сквозь такие молекулярные пленки, имеющие гипотетические толщины s± и s2 (рис. VI-1).
При предположении, что диффузия через пограничные пленки — равномолярная, штриховые линии на рис. VI-1, представляющие гипотетические распределения концентраций в этих пленках, будут прямыми. Сплошные линии на рис. VI-1 обозначают действительные распределения концентраций в ламинарных пограничных пленках.
Для такого процесса диффузии справедливы следующие уравнения:
GA-^~F(Cai~CAz1) (VI-1) GA = ^-F(CAi-CAz2) (VI-2)
Где Ga — поток диффундирующей массы компонента A; DAi, DA2 ~ коэффициенты диффузии компонента А для фаз 1 и 2 соответственно; sx, S2 — толщины гипотетических пограничных пленок с сопротивлениями массоотдаче, эквивалентными сопротивлениям диффузии; F —- межфазная поверхность; СА1, СД2» Cazi, CAz2 — концентрации компонента А (см. рис. VI-1).
Из уравнений (VI-1) и (VI-2) следует, что скорость массоотдачи пропорциональна коэффициенту диффузии в первой степени. Как можно будет убедиться позже, критериальные уравнения для расчета коэффициента массоотдачи содержат коэффициенты диффузии DlAB, т. е. в степени 1—В (где В — показатель степени при критерии Шмидта Sc). Таким образом, согласно теории двух пограничных пленок, показатель степени В должен быть равен нулю
Г Рис. VI-1. Интерпретация теории двух пограничных пленок: —— действительные распределения Концентраций по обе стороны межфазной поверхности; — ————— гипотетические Распределения концентраций для двух заменяющих ламинарных пленок в рав — номолярном процессе; Z — межфазная поверхность. |
Описанная выше теория двух пограничных пленок не соответствует действительному ходу процесса. Например, в дисперсных системах газ—жидкость вообще подвергается сомнению существование ламинарной пленки со стороны жидкости, не говоря уже о пленке,
толщина которой обеспечивает эквивалентное сопротивление массо — отдаче. Такое несоответствие частично объясняет другая теория — пенетрационная.