Способи вираження складу фаз

4.2. Способи вираження складу фаз.

      У залежності від виду масообмінного процесу при розрахунку використовують різні способи вираження складу фаз:

      1) в абсолютних масових або мольних частках (або у відсотках). Якщо суміш складається з компонентів А, В, С, D, Е і т.д., а їх абсолютні мольні концентрації дорівнюють відповідно х_а, х_в, х_с, х_d, х_е…(число кмоль i-того компонента в 1 кмоль суміші), то

    х_а+ х_в+ х_с+ х_d+ х_е+…=1.

Якщо молекулярні маси компонентів розглянутої суміші відповідно дорівнюють М_а, М_в, М_с, М_d, М_е…,то їх абсолютні масові концентрації (кг/кг суміші) будуть дорівнювати:

        2) у відносних масових або мольних частках. У багатьох випадках при розрахунку й аналізі масообмінних процесів зручно користуватися не абсолютними, а відносними концентраціями окремих компонентів у суміші, тобто їх масовими або мольними кількостями, що приходяться на 1 кг або 1 кмоль якого-небудь одного компонента, як правило такого, що не змінюється в ході процесу (так звана несуча складова). Якщо відносна масова концентрація  i-того компонента щодо компонента А дорівнює  (кг i-того компонента, що приходиться на 1 кг компонента А), то його відносна мольна концентрація (кмоль i-того компонента / кмоль компонента А) відповідно буде дорівнювати

      3) в об'ємних концентраціях (масових або мольних). Об'ємна концентрація являє собою число кілограмів (або кіломолей) даного компонента, що приходиться на одиницю об'єму фази ( кг/м³, або , кмоль/м³). Вираження об'ємного складу фаз  в кг/м³ зв'язано з масовими частками цих компонентів у суміші в такий спосіб:

=,

де ρ – густина суміші (тобто сума всіх компонентів суміші в 1 м³ її об’єму), кг/м³.

      4) у парціальних тисках газових компонентів. Абсолютні мольні концентрації компонентів газової або парової суміші (у кмоль/кмоль суміші), що умовно позначимо через y, часто виражають через їхні парціальні тиски (p_a, p_b, p_c і т.д.):

 де Р – повний тиск газової (парової) суміші.

         Способи вираження складу фаз двокомпонентних систем «рідина-газ (пара) представлені в табл. 4.1. Формули для перерахунку різних способів вираження концентрацій в рідинній фазі  представлені в табл. 4.2. Для газової (парової) фази дійсні ті ж співвідношення, але з заміною позначень x на y, X на Y, C_x на C_y.

Таблиця 4.1.

Таблиця 4.2.

де М_А, М_В і М_сум – мольні маси компонентів і суміші, кг/кмоль;

; ρ – густина суміші, кг/м³.

Для суміші ідеальних газів:  – загальний тиск суміші газів або парів, який дорівнює сумі парціальних тисків компонентів.