Der Wärme- und Stoffaustausch im Gegenstrom zwischen zwei Phasen

Zusammenfassung

In industriellen Anlagen wird zu einem großen Teil der Wärme- und Stoffaustausch zwischen zwei Phasen im Gegenstrom bewirkt wie beispielsweise bei der Rektifikation zwischen Dampf und Flüssigkeit, bei der Absorption zwischen Gas und Flüssigkeit und bei der Extraktion zwischen der einen und der anderen Flüssigkeit. Bei jedem Kühler und Wärmeaustauscher im Gegenstrom spielen der kalte und der heiße Stoffstrom in dieser Betrachtungsweise die gleiche Rolle wie zwei Phasenströme. Allen diesen Austauschvorgängen liegen die beiden ersten Hauptsätze der Thermodynamik als beherrschende Naturgesetze zugrunde. Diese Erkenntnis gemeinsamer Ursachen muß sich auch in der zeichnerischen Darstellung der verschiedenen Austauschvorgänge zum Ausdruck bringen lassen und muß es ermöglichen, alle im Gegenstrom zwischen zwei Phasen verlaufenden Wärme- und Stoffaustauschvorgänge unter einem gemeinsamen Gesichtspunkt zu betrachten. Maßgebend beeinflußt wird insbesondere das Aussehen der zeichnerischen Ausdrucksform durch die Gestalt, in die sich die Gesetze von der Erhaltung der Masse und der Energie kleiden lassen. Wie bereits früher erörtert, können die Vorgänge des Energie- und Stoffaustausches anschaulich durch das Hebelgesetz dargestellt werden. Die aus zwei Phasen bestehende Gemischmenge, wie beispielsweise ein DampfFlüssigkeitsgemisch, ist die Resultierende aus Dampf- und Flüssigkeitsmenge. Die Vereinigung beider Mengen läßt sich deshalb, wie bereits in Abb. 3 gezeigt wurde, in einem Diagramm mit Dampf- und Flüssigkeitsgrenzkurven ähnlich wie das Spiel der Kräfte an einem Hebel veranschaulichen.