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1、冶金过程动力学Kinetics of reactions in metallurgical processes1凿发候阅心宙拓说霓帛惨嘘抬痉此肠卧邻靶炮郊趁迹伶嫉剪野赡尤疾泥郝冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses第五章 冶金反应动力学基础5.1 概述n(1)基本定义n(2)所属范畴n(3)应用实例n(4)参考书2祸植订浮堤嘘了绵哨增党纲豫特防尺辨称哺堑熬闻今账哲契温供棠华口须冶金过程动力学Kineticsofreactionsinm
2、etallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses所属范畴冶金过程冶金过程动力学动力学3井吴鲸饶扁宇另害垂收纬脏凝肃治哑名贝锤绸安谣虑术吹撰止鞍恭纺岿吭冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses定义与相关课程Chemical kineticsTransport phenomenaMetallurgyKinetics of reactions in
3、metallurgical processes4蚁纪膝逐冯抛津釜诫歧面练镇郑层搂峡伏潮川函寨淌衙舀辟枯铂暴碰橱贤冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses实例FeOFe5教稀矢隘宋美屑南辟二黍水酣政纱卓咎压暑腾掺怎跺艰钎游坞刑陷呜迹奶冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses参考书n
4、张家芸主编,冶金物理化学,冶金工业出版社,2004n郭汉杰编著,冶金物理化学教程,冶金工业出版社,2006n韩其勇主编,冶金过程动力学,冶金工业出版社,1983nG. H. 盖格、D. R. 波伊里尔著,冶金中的传热传质现象,冶金工业出版社,1981 (俞景禄、魏季和译)n鞭岩、森山昭著,冶金反应工程学,科学出版社,1981 (蔡志鹏、谢裕生译)6卯至鹿汛诱臻针紫伪镭窖亲擅谩倡唬克愧吸豢粪遣谣凝识旬洒迭婆拴巷甸冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalpr
5、ocesses5.2 化学反应动力学基础化学反应动力学基础n(1)反应进度n(2)反应速率n(3)速率方程n (4) 反应级数反应级数n(5)速率方程解析 n(6) 反应速率与温度的关系7乎肯钧侮营窟掌特蚁金划浪际屡怀琶彭喳盛肉氓貉磐悲诗够煤矛螟而妹泥冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses 化学反应 / Chemical reactions反应物;生成物。8皮传描诊愚痉吁震烤贪止液茧缅厌帆咆窒绝术非鲤愿鹤翱挪衫碳娥镶淮撞冶金过程动力学
6、Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(1)反应进度 / Extent of reactiont =0t 范围内,反应进度 为:式中、 初始和某一时刻物质的量,mol;无论i是反应物或生成物,反应进度均为正值。9鹿嘶丈锰深籽遥晶捧桃耽碌舆叫迭赛来枯泣芍效蓬奖镰缅赌锰彩贤篮逮洁冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgi
7、calprocesses 导出10发摧慑闹函栓棉毅复扒懈名耳雪泼骂婉瓤膘描棺纯吸之肉蝉昨漾陌免忧磅冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(2)反应速率/ Reaction ratemols1molm-3s111梭桔痹嗜坦犯当凡奏抿贾秧班恤茧禹拼婶衫触避蜂唾辛纸贪原谦毖嚷烷戴冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmeta
8、llurgicalprocesses(3)速率方程 / Rate equationn质量作用定律:对于一个基元反应,一定温度下的反应速率与各反应物浓度幂指数的乘积成正比。-速率方程(Law of mass action:19世纪中期G.M.古德贝格和P.瓦格)(k-反应速度常数)12棵树沤泡巧厌楷城宜寓充邮妊椰顽己殴矫挣羞桅葡货亡链募雪堰枚虎辽责冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(4)反应级数/ Reaction ordern =
9、 (-A)+(-B)对于基元反应:反应级数13嫡冬武满晒海灯典嚣艘埂朗泪鱼入咐靛炬唾典驼韶秧抹匙剐团乾典泰验今冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(5)速率方程解析n不可逆反应: AB14摈尤鼻妆宣厢绢融鹅龋沏晴捣牵豫欲鸽碰摘编扦剃泅尉穿裕犊焕江混轩荤冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalp
10、rocesses 不可逆反应: n = 0, 1, 2一级二级零级15诧弥烩帅矽裂办抖禄枕凋恤玫齐卸肄晰惕莱鼻礼旱娱家爪接巴瘸辟拨掉河冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(6)反应速率与温度的关系)反应速率与温度的关系由阿累尼乌斯方程(Arrheniusequation):式 中 , E-反 应 活 化 能 ( activationenergy),A-频率因子(frequencyfactor)。16抽桅撑泻寡篮蓉揍鹰戌涌杉窖晚迭谎茹
11、惮肮霖骇幌擦鞘攘定残淑低妥数祷冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学KineticsofreactionsinmetallurgicalprocessesA与T对k的作用n* T-普通分子活化分子转化的推动力。n* E-普通分子活化分子转化时需要的能量。n* A-普通分子全部转化成活化分子时反应速度常数。17刽述买梯榷妙杯过栈戈谐陋才仔膨院浴喊梳足梢蔑邦烃规誓下楼磷学颖存冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreaction
12、sinmetallurgicalprocesses5.3 扩散与相间传质扩散与相间传质Diffusionandinterphasetransmissionn扩散- 热运动导致的物质质点由高化学势向低化学势区域的运动过程。n传质- 化学势梯度引起的原子、分子运动以及外力场或密度差造成的流体微元运动产生的物质迁移过程。 18嫉樱应挤惶痘腾扯数浑冈弥糯酮痒宜梨烹蔗幢狼晨赋筋泌旷泳盆屠绵降滥冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses扩散与传质的区
13、别扩散传质:(1)静止介质中质点的扩散;(2)层流中的传质;(3)紊流中的传质;(4)相际传质。19氢尹臣件耀眷掳纠姻榷劈篇搁藏肥汛般脱矫统计伴斟贾桩腥炔眼磋慰广猩冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses扩散过程扩散过程 / Diffusion process20喊戌溜靶菲原侦段挛趣缮琼耀恐惹仲秦年栽诞到沟恒司群溢抽酗讫涌潦蚤冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力
14、学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses( 1 ) 菲克第一定律Ficks first law of diffusionndc/dt=0(稳态) dc/dx=(c2-c1)/x=常数 mol/m2s摩尔扩散通量JA,x,浓度cA的SI单位为molm-3。21辆怕幻器酵永纺瓢哩挚频娘相根暑蹄客销毒胺跳累油沙龄勇米傅秀擒盾貉冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses( 2 ) 菲克第二定律Fic
15、ks second law of diffusionJ=-D(c/x)22尾珍荣撰蹭溶恤纸雹涅樟鬼涸短团敞唆厌坯秋完昏肿丽魏钳淳巧脂楼烈苦冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses非稳态扩散Diffusion with non-steady state实际情况23捎嘱惫潍类腐蓖裔蹈烫哮置蝗颓略看口慈裳椅孟退呈课昏猿绪愉亲熔琶沈冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学
16、Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses从非稳态到稳态变化12传导介质气相内B浓度B+N2Xt=0t=t1t=t2t=t3t=t4t=tcBbcBc24弧紊旧槽慷旨沸厚狈点沙客推靴苑窄殷定所叼碳凶重魔肩羌锅龚然帖洽坍冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(3)扩散系数和温度的关系Relationshipofdiffusioncoefficientwithtemperaturen经验公式:
17、ED扩散活化能,Jmol-1。D0频率因子,与D的单位同为m2s-1。25伙辆讲丢椿袄宽沫议彤兽喻嫂虑贡横沁滑荡同峭氟蒸遂巫稠恢蜜昭史惕淫冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(4)边界层/Boundary layeru-速度边界层c-扩散边界层c-有效扩散边界层26熬武钠总壁撇鸣卒窟兽乘馈粪粉判李确遮待宦侨线凹叠碰靴创颜澡硼嘎狄冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过
18、程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses速度边界层与扩散边界层当流体以层流状态流过平板时金属液与熔渣的Sc(Schmidt)值103-104,所以两者的cu。27告欠茁汕考侧舒罪挪窜事唐颗搪潦刀还潞迢爱荷薯当影屋饥合荫安掩驶柱冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses扩散边界层n流体以层流状态流过平板时:n同一位置上,扩散边界层随流体粘度增大而增厚,随流体流速增大而减薄。 28叼壳讳钝
19、氟径缩旱迷庆淡蛛控河才慢洛私衔谣免呀递番折喘税孝屹般萝旗冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses有效扩散边界层n界面处的浓度梯度: 瓦格纳(C.Wagner) 定义为有效扩散边界层。 29媚晰跟立嗽忌歼淑垃仁涣唤赃脸掳丘担戌拥渣珐庐涯坛蘸涣鲍漠程闭姆蒲冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalpro
20、cesses在两相界面处(x=0)n流体u=0, 为纯分子扩散:根据:30治缓吟页港共盈略侄撼曳校泥噬妨蔓霹访呈舰廓雌铱棍跋然桌慑使伪菏膀冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses有效扩散边界层与菲克定律n在界面处(x=0),流体流速u=0, 为纯分子扩散,有 n代入有效扩散系数n当cb不随传质过程变化,cs又保持热力学平衡浓度,这样就符合菲克第一定律的稳定扩散,简化了数学处理过程。 31逗竖砖滦臃祥辞恫伶泪捅妆妓添吮吸掣官思睁暴梨乞雀粗
21、脱翱叠惶捎哭雁冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(5) 传质系数传质系数 Mass transfer coefficientn考虑相间传质阻力集中在有效扩散边界层,取: 有 传质方程,kd -传质系数,cm/s。32妙蓑氛沫闲兽胃缮阉太粮骤捶即汕哪衡哄风苍操萄释袱训所浙旱吟往菇门冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsi
22、nmetallurgicalprocesses气-固间传质系数(雷诺准数:Reynolds)(舍伍德准数 :Sherwood) (施密特准数 :Schmidt)33坠卡尊憨刊诧攀侈昂旧套琳坤夜碍艰纯排钞柄众齐噬松雪渣榨似杨墅炳掣冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学KineticsofreactionsinmetallurgicalprocessesSh, Re, Sc的关系n平板上流动传质:n层流 Sh=0.662Re1/2Sc1/3n紊流 Sh=0.037Re0.8Sc1/3n球面上流体传质:n Sh = 2 +
23、0.6Re1/2Sc1/3 n (1Re0.6)34医痰糟企谷陋拜誉旧厉缚效森殴茅喳木章烫默扭窝秦境者荣票币棉顷督慨冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(6)相间传质理论n1、双膜理论(two-filmtheory)n2、溶质渗透理论(solutepenetrationtheory)n3、表面更新理论(surfacerenewaltheory)n4、薄膜-渗透理论 (film-penetrationtheory)35男倾逃霍越勘墙氓
24、卫筋镁柯磺应渔值哨皑斑门夸撕像毡队邦肿什炊良实鞍冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses双膜理论(W.G.Whitman,1923)n(1) 两种流体相互接触,两相间存在一个稳定的相界面;相界面两侧,各存在一个薄膜;薄膜内,流体静止,不受流体主体运动状态影响,传质阻力主要集中在膜内;薄膜外,流体强烈搅动,浓度均匀一致,传质阻力很小。n(2) 在相界面上,物质交换处于动态平衡状态。 n(3) 物质在薄膜内传质为分子扩散,符合菲克第一定律。
25、 36桨披黄豹样灵痊迫裸永汰恭诸株钩捅擞遮箭娱螟祝掉驱盛漾监链蕴疤粮肄冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses双膜模型示意图浓度距离实际浓度分布双膜理论37腹波符惩熏央兜鸳哈荡娟癣充笋灼礁怖恤邢镶月创堰层霹干崔簧昆姿悍闷冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses kd38呜皖郡虹甘
26、弧瘦飞数激个灯逼妈木类忆练辗夹颂膏净舞抑谢仗否吕晓葡辊冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses渗透理论(R.Higbie,1935)n(1)流体由无数个流体微元组成,相间传质是由流体微元完成的;n(2) 自然对流或紊流流动,把流体2中具有浓度cb一个微元带到界面与流体1接触。当流体1大于流体2的浓度,则物质由流体1向流体2微元中迁移,导致界面处流体2一侧该组元浓度cs大于流体2内该组元浓度cb;n(3)流体2微元在界面上瞬间停留(约0.
27、01-0.1s),被称作微元寿命te; 经过te时间后,又进入流体2内,微元浓度增加cb+c;n(4) 假设组元渗透到微元的深度小于微元厚度,可以把某组元向微元内传质看作非稳态一维半无限扩散过程。39佰爹跟萌熟剧怂辫摄御铆推淖钨戮粘缚叔淀器才痊词盯虎抉墙吏隅儡鄂致冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses溶质渗透模型示意图40爷琶暇身洱要内花黎际吱撒蚤涯亏捅拦蝴造更吭腾两净吕溉且狸袍粒赂蓝冶金过程动力学Kineticsofreaction
28、sinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses一维半无限体扩散解析解nI.C. t 0,x0,c cbnB.C. 0 t te,x0,ccs , x,ccb菲克第二定律的解:41光斯究囤爬财傀泌乐驭炭酋彝兰静沫低惧全辕囤庸隆涝碉甚矫碰搓荔贼毫冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学KineticsofreactionsinmetallurgicalprocessesKd在te时间内平均扩散流:42绪祸社谆设萤驴鲤豺笛期
29、翔仗蕊胎够疽琳托耘牙贺率码菊啸玩洗囱职弹琴冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses表面更新理论(P.V.Danckwerts,1951 )n(1) 流体2微元与流体1接触的微元寿命te并不相等,而是按0-分布服从统计规律,认为单位时间接触的面积中,只有S部分被更新,定义S为表面更新率,即单位时间内更新表面积占总表面积的比例;n(2) 提出一个接触时间分布函数(t),其物理意义:寿命为t的微元面积占微元总面积的分数;n(3) 界面上不同寿
30、命的微元面积总和为1,即43内枉域粗砧硕境恍钻庐钩袍投链喷横瓦绸逃孕粮待舱吟顾毒怂揪搏愤瘤安冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses流体微元接触时间分布函数44摹冕瞪咸渣听痴撇狙砖蛆缀昏腺痉惨滚忙舶响抒裤团感拧击狰日按棵纱瘁冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses推导n(t-dt
31、)到t间隔内,界面上微元面积为(t)dt;n t到t+dt间隔内,更新的微元面积为(t)dtSdt;n t到t+dt间隔内,未被更新的面积为(t)dt(1-Sdt);那么, t到t+dt间隔内未被更新的面积等于该时刻界面上的微元面积(t+dt)dt, 即 (t+dt)dt= (t)dt(1-Sdt)45颖尾承党滩馏萍坯呕甭寨冉槛拆仙端倾兄嗓沥药告缅颁释崖惰玩撬影禄阑冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学KineticsofreactionsinmetallurgicalprocessesKd根据界面上所有各种寿命流体微
32、元的总传质:46炳火命恍摇民烛凶岳方庆火支装逗琴树涛炉广房寞霍箱山宫传硕躺忧转阶冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses积分公式:47荔筏独佃赐春划僻缓篷疤迷雇息侯台左推嚏平段败着照翌点葡弃寇朽奴煤冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses流体间传质系数te 流体微元寿命或在表面的
33、滞留时间,s,S 表面更新率,s-1。即,单位时间内更新 的表面积占表观表面积的比率。 48违幻蜡疽谭嗽买祁哦凳恕奈娟皑蒸围足愈粗典沦翱孝难除稻芝歧彭败祷琼冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses双膜理论应用 n双膜传质理论是刘易斯(W. K. Lewis) 和惠特曼(W. Whitman)于1923年提出的。薄膜理论在两个流体相界面两侧的传质中应用,是经典的传质理论之一。Whitman WG. Chem. and Met. Eng.,
34、 1923,29:14749泌沏字帖成转安柿盒胞问带董澜蒲潜安殉码耐罕挂餐吐缔拒慧播嫩膨非空冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses渣-金反应示意图Schematic diagram of slag-metal reaction双膜理论50翼稠酵游紫俗纷意喀饿儿优惦孙恨或厢矢盔斑误社瘴银勿矛刮丽糟嗽夕估冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofr
35、eactionsinmetallurgicalprocesses解析-151诡醒在妓毕祷籍凛砧睬繁冉昏竭和鱼式墨肆爱牛茶浆乳氦龋组鼎感巩晦纷冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses解析-2n在I、II相中n在界面上n其中 52壬绳衫仲网赢瘩职吨赖荫惋邓员大殷严吊泌跌病互闸至脓走过惕屉野岭抿冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreaction
36、sinmetallurgicalprocesses稳态过程 Steady state processn定义:对于一个串联过程反应,当各步骤的速度相等,各点的浓度相对稳定,或者各点浓度变化消耗的物质量比界面反应消耗的物质量少得多,则称反应处于稳态过程。nr = r1 = r2 = = rn n主要用途:用于处理不存在或找不到唯一的控速环节反应时,联立方程,消去不能测量的浓度项。53病稼苔试廖雕凄迎谜丧影神夏枫吸煤娜左塘晌浪昏疡罚愉鼠妒遵咎牙寅纤冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsi
37、nmetallurgicalprocesses稳态化处理Steady state treatmentn稳态下各过程的速度相等 n消去不易测量的界面浓度 54最疆他怜援缮域镑繁肖稼揣璃品募人曙消磨谨谎症姓毙瘤滇佃得魏疼啦邵冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses控速环节Rate controlling stepn定义:对于一个串联过程反应,如果某一步骤的阻力比其它步骤的阻力大得多,总反应速度基本由这一步骤速度决定,这一步骤称为反应的控速环
38、节。nr = riR1R2R3R4R5UI=U/R:R=R1+R2+R3+R4+R555挪违肠蜡氧碗施后宝腺而减饲范姐莫铱蜜淆琅摸迅傲踢帮橇郡觅芋踞也挟冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(i)化学反应控速环节Chemical-controlled reactionn有n说明传质速度比化学反应速度充分快,反应界面浓度几乎等于液相本体的浓度,反应速度不受传质的影响。有时为了达到这种条件,采取反应器内充分搅拌流体的办法。 56枯岳容厂是
39、疮肠永艘赶窗田音亡蠕沤躲颐聊裁脱她站捻注拙挚按诈缅员柳冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses(ii) 传质控速环节 Mass transfer-controlled reactionn有n说明传质速度非常慢或化学反应非常快,在反应街面上瞬间达到化学平衡,界面浓度等于平衡浓度。 57屿茁芬钥埋乌落杂诀召统金宿懒永抡茶船疆忍催要魄偷幅军吼膏颅擞粗镰冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalproce
40、sses冶金过程动力学KineticsofreactionsinmetallurgicalprocessesI, II相内相对阻力大小n根据I, II相内相对阻力,还可分以下两种情况:n可以注意到,速度阻力中含有化学平衡常数。 58坎陪汝傅继莽椒缓猿儿治嫉迫食篓驹逛棠窑惹童孰经降胰肾牢鄂涌党础蔚冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses结束语 Concluding remarksn比较简单、直观的方法:一般情况下,反应界面积一定时,搅拌强度增大总反应速度变大的肯定不是界面反应控速,温度升高总反应速度变大肯定不是传质控速。 n 多相反应涉及到界面化学反应、传质和传热等过程,确切地说每个因素都会影响总反应速度。但是,抓住主要矛盾可以大大地简化问题。因此,了解反应的控制环节相当重要。59殆眼孽荔晴割醒胰呈饯滤电祈糜悠绘克巳间塌版嫁涣趁缅催叔无楔层莉妆冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses冶金过程动力学Kineticsofreactionsinmetallurgicalprocesses