,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工原理,电子教案,/,第八章,名目,第八章 传质过程导论,第一节 概述,一、化工生产中的传质过程,二、相平衡,三、相组成的表示方法,四、传质方式,其次节 分子集中,一、费克定律,二费克定律的另一种常用形式,三双组分、一维稳态分子集中举例,1,化工原理电子教案/名目,名目,第三节 对流传质,一、对流传质机理分析,二、膜模型,三、传质模型简介,四、对流传质方程,五、对流传质系数阅历式,第八章 小结,2,化工原理电子教案/名目,第八章 传质过程导论,利用某种性质,分别过程在全厂的设备投资费和操作费上占很大比重。对一典型的化工厂，分别设备的投资占60-70，分别过程的能耗约占30。,转下页,-,在浓度差、温度差、压力差等推动力作用下，从一处向另一处的转移过程。包括相内传质和相际传质两类。,转第,5,页,3,可被利用于分别的性质,物理,化学,生物学,力学性质,密度、表面张力、尺寸、质量等如重力沉降、过滤,热力学性质,熔点、沸点、临界点、转变点、蒸汽压、溶解度、分配系数等。如吸收、精馏,电、磁性质,电导率、介电常数、迁移率、电荷、淌度、磁化率等,输送性质,扩散系数、分子飞行速度,反应速度性质,反应速度常数,热力学性质,反应平衡常数、化学吸附平衡常数、离解常数、电离电位,生物学亲和力、生物学吸附平衡、生物学反响速度常数,返回上页,4,第一节 概述,一、化工生产中的常规分别方法,5,第一节 概述,二、相平衡,-,相际间传质的最终状态,与热平衡不同之处：,到达相平衡时，一般两相 浓度不相等。,相平衡属动态平衡,到达相平衡时，传质过程仍在进展。,两相浓度不变了，到达了平衡，净传质量为零了。,气相浓度,液相浓度,6,第一节 概述,三、相组成的表示方法,转下页,7,思考1：双组分均相物系A、B的摩尔分数之和等于多少？质量分数之和呢？,思考2：xA与wA的关系？,思考3：双组分均相物系中，x与X的关系？w与的 关系？,思考4：xA与cA的关系？wA与A的关系？,返回上页,8,思考5：cA与A的关系？,思考6：对抱负气体，c与 p的关系？y与p？与p？,返回第,7,页,9,第一节 概述,四传质方式,传质的两种方式,分子集中,对流传质给质过程,-发生在静止流体、层流流淌的流体中，靠分子运动进展的。,-发生在湍流流淌的流体中，靠流体微团的脉动进展的。,返回名目,10,其次节 分子集中,靠分子或原子的无规章热运动,一、分子集中机理：,A,B,B,A,A,A,A,B,B,B,B,B,B,B,B,质量中心面,组分A的集中量JA,z,组分B的集中量JB,z,A,JA,z-相对集中通量，kmol/m2s,11,其次节 分子集中,二菲克定律,傅立叶定律：,1855年Fick用与傅立叶定律类比的方法而不是用试验方法提出的。,对二元体系,D,A,B,D,B,A,=D,-又称菲克第肯定律，适用于 双组分体系。,比照：,牛顿粘性定律：,12,其次节 分子集中,菲克定律的其它表达形式：,13,一菲克定律,说明：,1JA,z、JB,z是相对集中通量 确定集中通量用NA,z表示,组分A移走后，消失空位，其他分子可能是A也可能是B将会补位，假设A、B分子量不等，那么质量中心会局部发生漂移。JA,z、JB,z是为了使JA,z JB,z0而定义的，即JA,z、JB,z是相对于一个移动的集中面而定义的集中通量。,组分A的集中量JA,z,组分B的集中量JB,z,A,A,A,A,A,A,A,A,B,B,B,B,B,B,B,B,质量中心面,2JA,z JB,z,由,J,A,z,J,B,z,0,可证得。,14,一菲克定律,3DA,B是物性。,DA,B气 10-5m2/s,DA,B液 10-9m2/s,DA,B固 1,代表总体流淌的影响,或写成,23,思考：为什么单向集中比等摩尔相互集中多一个大于1的漂流因数？,在等分子相互集中中，组分A移走后，消失的空位会由组分B补位，故Nz0，即无总体流淌。,在单向集中中，组分A移走后，消失的空位会由四周混合物AB补位，故Nz0，即有总体流淌。考虑到这局部由总体流淌引起的组分A的集中通量，因而单向集中的集中通量要比等分子相互集中的大。,思考：混合物中A组分的浓度愈高，漂流因数则如何变化？为什么？,24,2单向集中,前面已推得：,假设将式中带有下标2的各项的下标去掉，可得：,-cB或cA随z呈对数函数变化,返回名目,作业：,25,第三节 对流传质,回忆：,如图，得到假想的气膜和液膜，并认为在气液膜中传质方式均为分子集中。,于是对流传质的阻力就都集中在假想的气膜和液膜中。,对流传质-发生在湍流流淌的流体中，靠流体微团的脉动进展的。,相界面,传质,层流底层,气体,液体,c,AL,c,AG,c,Ai,气膜,液膜,湍流主体,湍流主体,边界层,边界层,湍流主体因浓度均一无传质阻力；,层流底层传质方式为分子集中，阻力最大；,过渡区湍流主体与层流底层之间传质方式为分子集中和对流传质脉动。,一、对流传质机理分析：,二、膜模型：,26,第三节 对流传质,三、传质模型简介,详见教材P60第九章第五节,-,即膜模型,-,即膜模型,27,第三节 对流传质,1,、双膜模型,要点：,(1)相界面两侧流体的对流传质阻力全部集中在界面两侧的两个停滞膜内，膜内传质方式为分子集中。,(2)相界面上没有传质阻力，即可认为所需的传质推动力为零，或气液两相在相界面处到达平衡。,气膜,液膜,回忆：,膜模型,28,第三节 对流传质,对流传质方程：,假设为单向集中，在液相中有：,比照对流传质方程，可知：,可见，,k,L,D,L,29,第三节 对流传质,双膜模型缺陷：,界面阻力不计，这是一个尚有争议的问题。,只适用与有固定相界面的情形；,，与实际不符；,30,第三节 对流传质,2、溶质渗透模型：希格比Higbie1935年提出,31,第三节 对流传质,由丹克沃茨Danckwerts1951年提出，是溶质渗透模型的修正。,3、外表更新模型,总之，由于传质的简单性，目前尚没有一个完善的传质理论可用。,32,第三节 对流传质,四、对流传质方程,回忆,：牛顿冷却定律,q,=,(t-t,w,),影响对流传质系数,k,的因素：,流淌状况,物性,操作温度和压力,传质面几何特性等。,留意，与类似，不是物性,-,施密特数,Sc=,/D,，与,Pr,相当,-,舍伍德数，,与,Nu,相当,33,第三节 对流传质,五、对流传质系数阅历式,猎取k的途径：试验方法,湿壁塔：,返回名目,详见教材P60第九章第五节,34,小结,一重要概念,分子集中、对流传质、集中通量、确定集中通量、总体流淌通量、漂流因数、膜模型要点、对流传质机理、影响对流传质的因素。,二公式,菲克定律：,对流传质方程：,35,小结,三 双组分、一维稳态分子集中举例,等分子相互集中,单向集中,特点,36,