Altezza dell'unità di trasferimento
In ingegneria chimica, l'altezza dell'unità di trasferimento (indicata anche come HTU, dall'inglese Height of Transfer Unit), è un parametro impiegato nella progettazione e nel dimensionamento di apparecchiature chimiche, come colonne di assorbimento/stripping e di distillazione. In particolare è utilizzato nel calcolo dell'altezza di un riempimento a letto fisso necessaria per il trasferimento di materia. È definita come l'altezza di apparecchiatura (riempimento) necessaria affinché gli scambi di materia al suo interno comportino che le correnti in uscita si trovino all'equilibrio di fase. L'unità di misura è dunque quella di una lunghezza (metri nel SI).
Derivazione
[modifica | modifica wikitesto]Da un bilancio di materia sul componente A in una colonna di assorbimento, in caso di gas diluito , si ricava:
[1], in cui:
è la portata molare di gas , è la sezione della colonna , è l'area specifica del riempimento utilizzato per unità di volume , è il coefficiente globale di scambio riferito alla fase gas , e sono rispettivamente le frazioni molari in fase gas nel bulk e all'interfaccia con la fase liquida. Dal bilancio riportato, segue:
Considerando che le portata di gas rimane circa costante in colonna, e un coefficiente di scambio medio, si ottiene:
dove è l'altezza di unità di trasferimento, mentre è il numero di unità di trasferimento.
Espressioni alternative
[modifica | modifica wikitesto]È possibile ricavare l'HTU anche in altre condizioni. In particolare, è possibile scrivere il flusso di materia fra la fase gas e liquida riferendolo alle condizioni locali, sia in fase gas che in fase liquida:
, da cui si ottengono le corrispondenti altezze dell'unità di trasferimento:
, , , .
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ R.K. Sinnot,Coulson & Richardson's Chemical Engineering Series, Chemical Engineering Design, Volume 6
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) R.K. Sinnot, Chemical Engineering Design, collana Coulson & Richardson's Chemical Engineering Series, Volume 6.