Массообмен

Массообме́н

Самопроизвольный необратимый процесс переноса массы данного компонента в пространстве с неоднородным полем химического потенциала этого компонента (в простейшем случае — с неоднородным полем концентрации или парциального давления этого компонента). В случае термодиффузии М. вызывается также разностью температур. М. между движущейся средой и поверхностью раздела с другой средой называется массоотдачей. Массообменные процессы обычно многостадийны и включают как перенос вещества в пределах одной фазы, так и переход вещества через фазовую поверхность.

М. лежит в основе многих технологических процессов: ректификации, экстракции, абсорбции, адсорбции, сушки, изотопного обмена и других, которые широко используются для разделения веществ и для их очистки от вредных или балластных примесей.

При прохождении через аппарат потока вещества D, концентрация диффундирующего компонента в котором изменяется от y₁ до y₂, количество вещества G = D (y₁ — y₂), перешедшее за время τ через межфазную поверхность F, определяется уравнением массообмена

G = K Δc F τ,

где Δс — средняя разность рабочих и равновесных концентраций фазы, движущая сила процесса М., которая может быть выражена через разности химических потенциалов, концентраций, парциальных давлений и т. д.; К — коэффициент массопередачи, численная величина которого определяется физико-химическими свойствами контактирующих фаз, конструкцией аппарата и гидродинамическими условиями процесса. При технологических расчётах часто используется понятие объёмного коэффициента массопередачи, поскольку неизвестна истинная поверхность контакта фаз.

Лит.: Кафаров В. В., Основы массопередачи, М., 1972; Рамм В. М., Абсорбция газов, М., 1966; Трейбал Р., Жидкостная экстракция, перевод с английского, М., 1966; Франк-Каменецкий Д. А., Диффузия и теплопередача в химической кинетике, 2 изд., М., 1967; Хоблер Т., Массопередача и абсорбция, перевод с польского, Л., 1964.

В. Л. Пебалк.