FAZLAR ARASI KÜTLE TRANSFERİ KONU 7 FAZLAR ARASI KÜTLE TRANSFERİ

Endüstriyel İşlemlerin çoğunda kütle iletimi fazlar arasında gerçekleşir. Buna en iyi örnek sıvı-gaz absorbsiyonudur. Fazlar arası kütle iletiminde fazlar temas halindedir. Birbiriyle temas halinde olan her iki fazda da konsantrasyon gradyenti mevcuttur. Bu yüzden; bileşenler her iki faz içinde yayınırlar.

Eğer ki; fazlar içerisinde konsantrasyon gradyenti oluşmazsa kütle transferi de gerçekleşmez. Bu durumda birbiriyle doğrudan temas halinde olan fazlar arasında denge meydana gelir. Aşağıda birbiriyle temas halinde olan iki faz gösterilmiştir.

Fazlar arası kütle transferi: Sıvı Bulku Gaz Bulku yAG yAi XAi XAL NA Arayüzey

XAL ve yAG konsantrasyonları ortalama konsantrasyondur XAL ve yAG konsantrasyonları ortalama konsantrasyondur. XAi ve yAi ise arayüzey konsantrasyonlarıdır. Ara yüzeyde XAi ve yAi dengede oldukları için direnç sözkonusu olmaz. Şekildeki fazlar içerisinde konsantrasyon değişimi incelendiğinde görüleceği gibi bütün direnç fazların sahip oldukları film tabakalarda mevcuttur. Gaz absorbsiyonu, sıvı-sıvı ekstraksiyon gibi işlemlerde kütle transferine karşı arayüzey direncinin olmadığı söylenebilir.

7.1) FİLM TİPİ KÜTLE İLETİM KATSAYILARI VE ARAYÜZEY KONSANTRASYONLARI BKDDKH sistem için, fazlar içinde bileşenin yayınma eşitliği: Yukarıdaki denklem aşağıdaki şekilde yazılabilir:

Yukarıdaki eşitlik yeniden düzenlenirse: Bu eşitlik; (XAL, yAG) ve (XAi-yAi) noktalarından geçen ve eğimi

Yukarıdaki eşitlikle verilen denklemdir. Denklemin grafiksel gösterimi: (XAL,yAG) yAG Eğim=m” yA yAi (XAi,yAi) Eğim=m’ yA* XAL XAi XA*

Eşit molar zıt difüzyon söz konusu olduğu zaman molar akı: Herhangi bir operasyon noktasından arayüzey değerini bulabilmek için eğim ile (XAL-yAG) noktasından hareket etmek yeterli olacaktır.

7.2) TÜM KÜTLE İLETİM KATSAYISI Fazlar arası kütle transferi meydana geldiğinde her faz için kütle iletim katsayısı hesaplanmalıdır. Her iki faz için tüm kütle iletim katsayısı aşağıdaki denklemle tarif edilir: Kütle iletimi olayı başlı başına değerlendirilirse herhangi bir sistem için iletimin son limitini denge konsantrasyonları belirler.

Bu durumda; A’nın gaz fazdaki konsantrasyonu yA’nın denge değerine ulaşıncaya kadar A’yı diğer faza iletir. Böylece tüm kütle transfer katsayısı kullanılarak gaz ve sıvı fazlar için;

BKDDKH olduğu durumda: Grafikten görüldüğü gibi m’ ve m” eğimlerini kullanarak:

Eğimler: Eğimler için verilen itici kuvvetler yukarıdaki akı eşitliğinde yerine yazılarak tüm kütle transfer katsayıları hesaplanabilir.

EMZD durumunda;