級效率

級效率

級效率是指分級接觸傳質設備中,一個級的傳質分離效果接近理論級的程度的度量。

級效率

正文

分級接觸傳質設備中,一個級的傳質分離效果接近理論級的程度的度量。在分級接觸傳質設備的設計中,實際級數的確定是主要內容。板式塔的級效率,常稱板效率。在設計計算中常用的級效率有單級效率和總級效率。
單級效率 又稱莫弗里效率,可分別用x相(在吸收蒸餾中為液相,萃取中為萃余液)或y相(在吸收和蒸餾中為氣相或汽相,萃取中為萃取液)的濃度(以摩爾分率表示)來計算,即:

級效率

式中ηMx和ηMy分別為以x相濃度和y相濃度來表示的第n級的單級效率;yn和yn+1分別為離開第n 級和第n+1級的y相濃度;xn為xn+1分別為離開第n級和第n-1級的x相濃度;y級效率為與xn平衡的y相濃度;x級效率為與yn平衡的x相濃度。x相從第n-1級流向第n級,y相則從第n+1級流向第n級。
總級效率 又稱全塔效率,是某分離操作所需的理論級數NT和實際級數NP之比,即:

η0=N T/NP

式中η0為總級效率,它實質上是全塔各級級效率的某種平均值。級效率綜合地反映了相互接觸的兩相在級內的傳質情況,它與許多因素有關。在氣(汽)液傳質的板式塔中,影響板效率的因素有:①塔板的結構和尺寸;②氣液兩相的流動接觸情況(包括泡沫層高度、速度分布、氣液相的返混霧沫夾帶和塔板漏液等);③兩相的有關物理性質(如分子擴散係數、密度、粘度、表面張力和相對揮發度等)。這些因素與級效率的複雜關係,至今尚未搞清。目前,有些針對特定塔板結構的總板效率的經驗關係式,在設計中可用於估計;通常,可靠的級效率值仍須由實驗測定。美國化學工程師協會提出過一個計算泡罩塔和篩板塔板效率的方法,但其中用到的一些基本數據仍須由實驗求得。

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