【Jeden Tag eine Frage】Grundlagen der Chemieingenieurwesen 183: Annahme des konstanten Strömungswerts (25. September)
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Diesen Beitrag wurde zuletzt von „Zurück nach Cambridge“ am 28.09.2015 um 10:03 bearbeitet. Im Bereich „Chemietechnische Theorie“ startet ab sofort die Aktion „Eine Frage pro Tag“, die dazu dienen soll, das Grundwissen der Chemietechnik zu festigen. In Folge werden auch die Reihen „Grundlagen der Chemietechnik“, „Stoffübertragung und Trennverfahren“, „Thermodynamik in der Chemietechnik“ sowie „Chemietechnische Verfahren“ eingeführt. Wir hoffen auf eure aktive Unterstützung! Bei der Aktion „Eine Frage pro Tag“ könnt ihr direkt die Antwort einsehen; das Thema wird jedoch nach einem Tag geschlossen! ! Für die Teilnahme gibt es bereits 3 Reichtumsbelohnungen, bei richtigen Antworten kommen weitere 3 Reichtümer dazu~ Kurze Frage: Beschreiben Sie den Inhalt der Hypothese von Hengmi Erliu. (Auszeichnung verdoppelt)
Konstanter molarer Fluss: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der molare Fluss des Flüssigkeitsstroms, der von jeder Treppenstufe nach unten fließt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Abschnitt der Auffrischung – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter molarer Dampfstrom: Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist der molare Durchfluss des Dampfs, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt für den Abschnitt der Unterstützung der Destillation – doch die Werte können in diesen beiden Abschnitten nicht unbedingt gleich sein.
Konstanter molarer Dampffluss: Bei der Destillation ist im Destillationsbereich des Destillierkolbens die molare Menge des aufsteigenden Dampfs in jeder Schicht gleich. Dasselbe gilt auch für den Extractorbereich.
Konstanter Durchfluss pro Platte: Im Destillationsbereich der Destillierkolonne ist der Durchfluss des Flüssigkeitsstroms pro Platte gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Molarstrom des Dampfes, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein.
Konstanter Durchfluss pro Platte: Im Destillationsbereich der Destillierkolonne ist der Durchfluss des Flüssigkeitsstroms pro Platte gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist der Molarstrom pro Liter Gas gleich. Dasselbe gilt für den Abschnitt der Rückdestillation – doch die Werte in diesen beiden Abschnitten müssen nicht gleich sein.
Inhalt der Annahme der konstanten molaren Ströme: ① Konstanter molarer Dampfstrom: Bei der Destillation ist in der Destillationszone des Destillierkolbens die molare Menge an aufsteigendem Dampf pro Ebene gleich. Das gilt auch für die Zone der Rückdestillation. Allerdings müssen die molaren Mengen an aufsteigendem Dampf in diesen beiden Zonen nicht unbedingt gleich sein. Das bedeutet: V1 = V2 = … = Vn = V; V1′ = V2′ = … = Vm′ = V′. Dabei steht V für die molare Menge an aufsteigendem Dampf in der Destillationszone (kmol/h) und V′ für die molare Menge an aufsteigendem Dampf in der Zone der Rückdestillation (kmol/h). ② Konstanter molarer Flüssigkeitsstrom: Bei der Destillation ist in der Destillationszone des Destillierkolbens die molare Menge an absteigender Flüssigkeit pro Ebene gleich. Das gilt auch für die Zone der Rückdestillation. Allerdings müssen die molaren Mengen an absteigender Flüssigkeit in diesen beiden Zonen nicht unbedingt gleich sein. Das bedeutet: L1 = L2 = … = Ln = L; L1′ = L2′ = … = Ln′ = L′. Dabei steht L für die molare Menge an absteigender Flüssigkeit in der Destillationszone (kmol/h) und L′ für die molare Menge an absteigender Flüssigkeit in der Zone der Rückdestillation (kmol/h). Bei den meisten organischen Homologen sowie vielen ähnlichen idealen Systemen unterscheiden sich die molaren Verdampfungswärmen der einzelnen Komponenten nur geringfügig. Daher kann man annehmen, dass die molare Verdampfungswärme der Mischung unabhängig von ihrer Zusammensetzung ist. Die molare Verdampfungswärme der Mischung ist auf den verschiedenen Ebenen annähernd gleich. Die Veränderungen der Enthalpie der Flüssigkeit aufgrund unterschiedlicher Zusammensetzungen sind im Vergleich zur molaren Verdampfungswärme vernachlässigbar. Daher kann man annehmen, dass die Enthalpie der Flüssigkeitsphase annähernd gleich ist.
Die molare Verdampfungsenthalpie der leicht verdampflichen Bestandteile ist gleich der der schwer verdampflichen Bestandteile. Die anderen Wärmeeffekte können vernachlässigt oder gegenseitig aufgehoben werden. Dadurch kompensieren sich die zur Verdampfung des Flüssigkeits und zur Kondensation des Gases benötigten Energien genau aus, wodurch die molaren Ströme der Gas- und Flüssigkeitsphasen durch jede Treppenstufe konstant bleiben.
Konstanter Durchfluss pro Platte: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Durchfluss des Flüssigkeitsstroms pro Platte gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Molarstrom des Dampfes, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein.
Die sogenannte Konstanten-Strömungsannahme besagt, dass die Menge an Dampf, die auf jeder Platte nach oben steigt, gleich ist – genauso wie die Menge an Flüssigkeit, die nach unten fällt.
Konstante molare Verdampfung: Im Destillationsabschnitt des Destillierkolbens ist die molare Strömungsgeschwindigkeit der Dampfphase in jedem Destillationsboden gleich, und das gilt auch für den Extractionsabschnitt. Konstante molare Überlaufmenge: Im Destillationsabschnitt des Destillierkolbens ist die Fließrate der Flüssigkeit pro Schicht gleich, und das gilt auch für den Abschnitt der Rückdestillation. Bedingung: Die molaren Verdampfungswerte der Komponenten sind gleich oder ähnlich ； Die bei der Berührung von Gas- und Flüssigkeitsphase aufgrund unterschiedlicher Temperaturen übertragenen spezifischen Wärmen können vernachlässigt werden ； Der Wärmeverlust des Turms ist vernachlässigbar.
Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist der Stoffstrom in Kilomol pro Zeitintervall gleich für jede Treppenplatte. Dasselbe gilt auch für den Abschnitt der Rückdestillation – doch die Werte können in den beiden Abschnitten nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molekulardampfstrom: Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist der Dampfstrom in Kilomol pro Zeitintervall ebenfalls gleich für jede Treppenplatte. Auch im Abschnitt der Rückdestillation gilt das – doch wiederum müssen die Werte in den beiden Abschnitten nicht unbedingt gleich sein.
Konstante molare Überlaufmenge: Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist die Menge an Flüssigkeit, die von jeder Plateauebene nach unten fließt, gleich. Dasselbe gilt für den Abschnitt der Rückdestillation – doch diese Mengen müssen nicht unbedingt gleich sein. Konstante molare Verdampfungsströmung: Im Destillationsbereich der Destillierkolonne ist die Molarflussrate des Dampfs, der von jeder Treppenplatte aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Abschnitt der Unterstreckung – doch diese Werte müssen nicht unbedingt identisch sein.
Konstanter Durchfluss pro Platte: Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist der Durchfluss des Flüssigkeitsstroms pro Platte gleich. Dasselbe gilt auch für den Abschnitt der Rückdestillation – doch die Werte können in diesen beiden Abschnitten nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Molarstrom des Dampfes, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein.
Konstanter Durchfluss pro Platte: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Durchfluss des Flüssigkeitsstroms pro Platte gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Molarstrom des Dampfes, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein.
Konstanter Durchfluss pro Platte: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Durchfluss des Flüssigkeitsstroms pro Platte gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Molarstrom des Dampfes, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein.
Beschreibung des Inhalts der Hypothese von Hengmi Erliu. Konstanter Durchfluss pro Platte: Im Destillationsbereich der Destillierkolonne ist der Durchfluss des Flüssigkeitsstroms pro Platte gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Molarstrom des Dampfes, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein.
Konstanter molarer Fluss: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der molare Fluss des Flüssigkeitsstroms, der von jeder Treppenstufe nach unten fließt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Abschnitt der Auffrischung – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter molarer Dampfstrom: Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist der molare Durchfluss des Dampfs, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt für den Abschnitt der Unterstützung der Destillation – doch die Werte können in diesen beiden Abschnitten nicht unbedingt gleich sein.
Konstanter molarer Fluss: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der molare Fluss des Flüssigkeitsstroms, der von jeder Treppenstufe nach unten fließt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Abschnitt der Auffrischung – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter molarer Dampfstrom: Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist der molare Durchfluss des Dampfs, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt für den Abschnitt der Unterstützung der Destillation – doch die Werte können in diesen beiden Abschnitten nicht unbedingt gleich sein.
Beschreibung des Inhalts der Hypothese von konstantem Molarfluss: Konstanter Molarfluss – Im Destillationsabschnitt der Destillierkolonne ist der Molarfluss der Flüssigkeit, die von jeder Treppenstufe herabfließt, gleich. Dasselbe gilt für den Abschnitt der Auffangdestillation. Allerdings müssen diese Werte nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Molarstrom des Dampfes, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein.
Konstanter Durchfluss pro Platte: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Durchfluss des Flüssigkeitsstroms pro Platte gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein. Konstanter Molarstrom: Im Destillationsbereich des Destillierkolbens ist der Molarstrom des Dampfes, der von jeder Plateauebene aufsteigt, gleich. Dasselbe gilt auch für den Absaugbereich – doch die Werte können in diesen beiden Bereichen nicht unbedingt gleich sein.
Die Annahme der konstanten molaren Strömung besagt, dass die molare Verdampfungsenthalpie der leicht verdampflichen Bestandteile gleich der der schwer verdampflichen Bestandteile ist. Andere Wärmeeffekte können dabei vernachlässigt oder gegenseitig aufgehoben werden. Dadurch kompensieren sich die zur Verdampfung des Flüssigkeits und zur Kondensation des Gases benötigten Energien genau aus, wodurch die molaren Strömungsraten der Gas- und Flüssigkeitsphasen in jedem Treppenabschnitt konstant bleiben.