6.3. Elméleti háttér

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
A membrános gázszeparáció elméleti modellezéséhez néhány feltételnek teljesülnie kell: ideális viselkedésű gázokkal dolgozunk, a membrán mindkét oldalán tökéletes keveredés áll fenn, a diffúziós határréteg ellenállása elhanyagolható, állandó hőmérséklet stb. (Castel, 2020; Mivechian, 2015; Da Conceicao, 2023). Ekkor a 6.2. ábrán feltüntetett helyzetből indulhatunk ki, kétkomponensű gázelegy esetében (az egyik gyorsabban, a másik lassabban permeálódik).
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
6.2 ábra. A modellezés alapja
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Az x, y és z betűk a gyorsabban permeálódó komponens koncentrációját jelölik a retentátumban, a permeátumban és a betáplálásban, pF és pP pedig a betáplálás, illetve permeátumoldal össznyomását jelöli. Ekkor a következő összefüggéseket lehet felírni:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Teljes anyagmérleg:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.3)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
QP-re, illetve QR-re az alábbi összefüggések írhatóak fel:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.4)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.5)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Az anyagmérleg a gyorsabb komponensre:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.6)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
A gyorsabb komponens permeációja:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.7)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
A lassabb komponens permeációja:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.8)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Szeparációs faktor:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.9)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Ezen összefüggések felhasználásával, QF, z, pF, pP, α, A, QP(lassú) és l ismeretében kellene az ismeretlen QP, y, QR és x értékét meghatározni. Néhány, itt nem részletezett matematikai átalakítást követően és bevezetve a γ nyomásarány fogalmát (
, az alábbi egyenletet kapjuk y értékére:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.10)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Ez egy másodfokú egyenlet, ami kifejezhető y-ra:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.11,)

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Ez az összefüggés két határesetben jól értelmezhető. Amennyiben α értéke nagy, egyszerűsíthető a képlet:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.12)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
vagyis a szeparáció hatékonyságát csak a nyomásarány befolyásolja.

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Ha azonban γ értéke kicsiny, az elválasztást a membrán szelektivitása fogja meghatározni:
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
(6.13)
 

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
E két határeset között mind a szelektivitás, mind a nyomásarány hatással lesz a szeparációra.

A jegyzet hozzáadásához kérjük, lépj be!

Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő formátumot:
Harvard:
Chicago:
APA:
Amennyiben a nyomásarány 1, a betáplálási nyomás és a permeátumoldali nyomás egyenlő, így nincs szeparáció. Ahogy a nyomásarányt emeljük, a gyorsabban permeálódó komponens koncentrációja növekedni fog a permeátumban. A szeparáció a nyomásarány által meghatározott régióból kiindulva egy átmeneti régión keresztül a membrán szelektivitása által megszabott régió felé tart.
Menü