CC BY
24
обуславливать новые эффекты. Так, вследствие разной электропроводности раствора, подложки, электрода и мембраны возникает тепловой поток, вызванный градиентом потенциала (ДЯ). Поток, вызванный градиентом потенциала, называют эффектом Дюфура. Тепловой поток может вызываться и градиентом давления. Поток, вызванный градиентом давления, называется термомеханическим эффектом. Часто мембранные процессы работают и в температурных режимах, то есть возникает градиент температуры. Поток веществ, вызванный температурным градиентом, называется эффектом Соре.
В электро- и баромембранных процессах могут наблюдаться и другие потоки. Если к процессу, протекающему под действием разности потенциала, прило-
жить избыточное давление, то содержащаяся в порах жидкость будет принудительно проникать через мембрану. Поскольку эта жидкость несет электрический заряд, ее перемещение приводит к образованию разницы электрического потенциала, называемого потенциалом потока (2-потенциал). Потенциал потока обуславливает два эффекта: во-первых, действует на жидкость, содержащуюся в порах, частично ослабляя эффект давления и ослабляя поток; во-вторых, ускоряет ионы того же знака и постоянные заряды мембраны, и тормозит ионы противоположного направления таким образом, что и те, и другие, несмотря на их разницу концентрации, переносят эквивалентные количества электрического заряда.
ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД ПРИ ОПИСАНИИ МАССОПЕРЕНОСА В ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОМ АППАРАТЕ
© С.И. Лазарев, А.В. Свотнев
Для математического описания явлений переноса через мембрану принят феноменологический подход, основанный на термодинамике необратимых процессов. Феноменологическая теория - это теория, которая не достаточно полно рассматривает внутренние механизмы переноса.
Феноменологическая теория описывается феноменологическим уравнением, пропорционально связывающим поток с сопряженной силой. Общее феноменологическое уравнение имеет вид:
J^ = ЬцХ\ + ЬцХг+Ь^п = 1к,Ь1кХк, (1)
где выполняется теорема Онзагера
и = Ьк1. (2)
Закон возникновения энтропии требует, чтобы
(3)
Феноменологические отношения между различными явлениями, наблюдаемыми в электробаромембран-ных аппаратах, пропорционально связаны с сопряженными силами. Это отношение можно представить в виде таблицы 1.
Таблица 1
Соотношение между потоками и сопряженными силами
Соотношение Поток вещества Движу- щая сила Кинетиче- ский коэффициент
ъ I2 •е- II "'лиф АС ^д
=—(С -С 'і д '.'-'пен '“'пер/
ткон=КкКСк '"кон АР КК
II е- £ "*мигр / г
^эл.кин. '"элкин. ъ ^эл.кин.
“к V С "•ЭЛ.КИН. элкин. элкин.
V =аДР У ІСОН КХ'ЛГ ^кон АР а
р у _±°с_/г; _г ) ОС £ \'-'пен ^пер/ ^ос АС
V = Р /П ЭОС ЭОС 1 V ЭОС "'миф р ЭОС
К - & ЭЛ КИН. л п АПгуі V г ЭЛ.кин.
