При отсутствии равновесия между фазами в системе происходит переход вещества из одной фазы в другую. Этот процесс называют массообменом, массопередачей или массопереносом. Массопередача, как и теплопередача, представляет собой сложный процесс, состоящий из процессов массоотдачи в пределах каждой из фаз. Имеется несколько моделей процесса массопередачи (подробно см. [Л. 30, 64, 62, 72]).

Движущей силой процесса массопереноса служит отклонение системы от равновесия, например, из-за различия химических потенциалов или разности концентраций переходящего вещества в основном объеме фазы и у границы раздела фаз. Если эта разность положительна, вещество передается из фазы к границе раздела, а если отрицательна — в обратном направлении. За движущую силу процесса массопередачи в расчетах принимают разность между фактической концентрацией компонента в одной из фаз и равновесной концентрацией в ней данного компонента. Если давление паров на поверхности жидкости больше парциального давления паров в газе, происходит испарение жидкости и увлажнение газа; если парциальное давление паров в газе больше давления насыщенных паров на поверхности жидкости, происходят процесс конденсации паров из газа и его осушение.

В случае соприкосновения в смесительном аппарате горячего газа с жидкостью происходят последовательно два процесса: 1) при высокой температуре газа происходит испарение жидкости; 2) далее по мере снижения температуры газа происходит конденсация содержащихся в нем паров. Таким образом, теплота конденсации паров передается нагреваемой жидкости. Применительно к водовоздуншому охладителю описанный выше процесс тепло- и массообмена изобразится на / — d-диаграмме для влажного воздуха в виде кривых AB, AC, AD и AE, показанных на рис. 4-4. В процессе непосредственного контактирования газа и жидкости температура газа может вплотную приблизиться к температуре жидкости, что не так легко может быть достигнуто в поверхностном теплообменнике. Это объясняется тем, что термическое сопротивление между газом и жидкостью непостоянно, и в ходе тепло- и массообмена оно может снизиться до очень малых значений. Таким образом, система газ—жидкость может сколь угодно приблизиться к состоянию термодинамического равновесия, когда разность температур теплоносителей и разность парциальных давлений в газе и у поверхности жидкости будут равны нулю. Однако в процессах смешения газа и жидкости до такого состояния тепло- и массообмен не доводят, так как это повлекло бы за собой необходимость увеличения поверхности контакта фаз.