MühaziRƏ-1 Kütlə mübadiləsi.Ümumi məlumat, növləri. Kütləötürmənin əsas tənliyi

Tam rektifikasiya kalonu və axınların sxemi. Axinların işarələri ilə tam rektifikasiya kalonunun prinsipial sxemi Şək.10.1-də verilmişdir.Kalonun xammal daxil olan hissəsi qidalandırıcı yaxud xammal seksiyası (1) , xammal seksiyasından yuxarıda yerləşən hissəsi qatılaşdırıcı (fraksiyalandırıcı) və ya konsentrasiya bölməsi (2), xammal seksiyasından aşağıda yerləşən hissəsi isə buxarlandırıcı və ya tükəndirici bölmə(3) adlandırılır. Buxarlandırıcı bölmədə daxil olan maye fazanın, qatılaşdırıcı bölmədə isə buxar fazanın rektifikasiyası gedir.Rektifikasiya prosesinin getməsi üçün qarşı-qarşıya gələn tarazlıqda olmayan maye və buxar axınlarının olması vacibdir. Bu səbəbdən qatılaşdırıcı seksiyada maye axını yaratmaq üçün kalonun yuxarısından çıxan buxar qismən kondensasiya olunur və kondensat g_θ (kmol/saat) maye suvarması şəklində kalona qaytarılır. Kalonun buxarlandırıcı seksiyasında buxar axını yaratmaq üçün kalonun aşağısından gedən mayeyə qaynadıcı vasitəsi ilə müəyyən miqdarda istilik Q₂ verilir. Bunun nəticəsində maye qismən buxarlanır və buxar suvarması adlanan buxar G_θ kalona qaytarılır. Rektifikasiya kalonun yuxarı hissəsindəki məhsul D (kmol/saat) parsial kondensatordan buxar halında çıxır və distillat (yaxud rektifikat) adlanır. Aşağı hissədən məhsul isə R (kmol/saat) qaynadıcıdan maye halında çıxır və qalıq adlanır.
Rektifikasiya prosesində maye və buxar olmaqla iki axın iştirak edir. Bu prosesi təmin etmək üçün yuxarı hissədə kondensləşmə yaratmaq üçün kondensatordan Q₁=Q_D istiliyi ayrılır, aşağı hissəyə isə qızdırıcıya buxarlanma yaratmaq üçün Q₂=Q_R istiliyi verilir. Kalonun yuxarısında kondensləşməklə alınan maye suvarma , yaranan izafi istiliyi tənzimləyir.

Şəkil 10.1 Rektifikasiya kalonunun və axınların sxemi. (1- parsial kondensator, 2- qaynadıcı)

Tam rektifikasiya kalonunun materia və istilik balans tənliklər.İkikomponentli qarışığı ayıran kalon üçün ümumi material balansı tənliyi aşağıdakı kimidir (Şək.10.1) ; L= D + R (7.1)
Alçaq qaynayan komponentə görə tərkibləri nəzərə almaqla material balansı: Lx_L = Dy_D + Rx_R (10.2)
burada L, D və R – uyğun olaraq xammalın, distillatın və qalığın miqdarı aqsss(kmol/saat); x_L, y_D və x_R – xammalda, distillatda və qalıqda AGK-in mol payıdır.
(10.1) və (10.2) tənliklərindən buxarlanma və kondensasiya dərəcələrinin qiyməti:
e = = (10.3) r = = (10.4)
(10.3) və (10.4) bərabərlikləri göstərir ki, kalonda axınlar və kalondakı məhsulların AQK-in uyğun qatılıqları qarşılıqlı olaraq bir biri ilə əlaqədardır, və istənildiyi kimi götürülə bilməz.
Kalonun istilik balansı.
Lh_L + Q_R = DH_D + Rh_R + Q_D (10.5)
Burada h_L, H_D və h_R – uyğun olaraq xammalın, distillat buxarının və qalığın entalpiyaları (kc/kmol); Q_D – parsial kondensatorda ayrılan istilik (kc/kmol), Q_R – qaynadıcının istiliyidir (kc/kmol).
(10.5) tənliyindən
Lh_L = D(H_D + ) + R(h_R - ) və
H_D + = ; h_R - = yazsaq
Lh_L = D + R (10.6) alarıq
Tənlikdəki Q_D/D – 1 kmol distillata düşən parsial kondensatorun xüsusi istilik yükünü, Q_R/R – isə 1 kmol qalığa düşən qaynadıcının xüsusi istilik yükünü göstərir, və - distillatın və qalığın gətirilmiş entalpiyalarıdır.