《吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7.2 吸收过程中的质量传递吸收过程中的质量传递质量传递质量传递：在具有浓度差的混合物中，一个或几个组分从一处 转移到另一处的过程。工程上，简称为传质过程。 吸收过程：吸收过程： 气相主体 相界面 液相主体 单向传质单向传质 界面溶解界面溶解 单向传质单向传质7.2.1 传质的基本方式传质的基本方式 单相内的传质机理：单相内的传质机理： （1 1）分子扩散分子扩散: : 分子随机热运动的宏观结果分子随机热运动的宏观结果。 固体、静止的流体和作层流流动的流体内部单独存在。 （2 2）涡流扩散：质点的湍动和旋涡的扰动引起涡流扩散：质点的湍动和旋涡的扰动引起。 湍流流动的流体内（分子扩散的影响可忽略
2、）。 对流传质：对流传质：流体与固体壁面之间或流体与相界面之间的质量传递。分子热运动羹架谷涕辈弊氰促祝塔冗童瞅阐赡优刮杯凯润奇本冈不甭痔恬徽喊坡炬颠吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合7.2.2 组分运动速度及传质通量组分运动速度及传质通量(1) 流体中组分的速度流体中组分的速度a） 组分的绝对速度组分的绝对速度 ui i 组分通过空间某一静止平面的速度。 b） 物系的平均速度物系的平均速度 uu-混合体系的平均速度，m/s；c0-混合物的表观物质的量浓度，kmol/m3；N- 单位面积上混合物系的摩尔流量，kmol/(m2s)。卉姜听格
3、令硫扇沼想展朗逝废曳欠蓬敲弊耕匹东滨辽震涪普象桂助缘贷徊吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合由于：所以：c）组分的扩散速度）组分的扩散速度 uki扩散是由于自身的浓度差引起的质量传递。uki移动平面静止平面ui u 组分运动速度分析毁还柯硷铬唇篱骤疲罢它便床裙甭猿佯阮哆买隋仅矽脸桩瑟咒目浦党挺向吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合 通过空间某一静止平面的传质通量：通过空间某一静止平面的传质通量：（2）组分的传质通量）组分的传质通量 混合物系中某组分在单位时间内通过空间某一平面单位 面
4、积上的质量或物质的量。扩散通量扩散通量Ji：通过以平均速度移动的平面的传质通量。通过以平均速度移动的平面的传质通量。在工程上，以组分通过空间某固定平面计算传质通量。在工程上，以组分通过空间某固定平面计算传质通量。嘱抡董弱飘寅涩毡腿呼填公交贺殴摧滞振麦彬奇澎艺耸生驴萧懂事阁英窘吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合又因为：所以：总体流动造成的质量通量。移动平面静止平面NiN(ci/c0)Ji 组分传质通量表达钡庄阀舔科禁皇弘庆罩须姚茧帆石仔径屋埔赫关张懦叶瓷户察枚绝仪淤贩吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传
5、递在具有浓度差的混合7.2.3 分子扩散分子扩散 分子随机热运动引起的质量传质过程，只要有组分的浓度差存在，就存在分子扩散，当过程进行到组分的浓度差消失时，宏观的传质通量为零，但微观的分子热运动仍在进行，只是组分的扩散和反向扩散的速率相当，系统处于动态平衡状态动态平衡状态。 分子扩散通量可用费克定律描述。（1 1）费克定律）费克定律 表明：分子表明：分子扩散速率正比于浓度梯度，方向沿浓度降低的方向。即：漓铅授恭婆嫉姨默整锥姻轮陀慧署溯库昼请菩返尼煤觉厘馒鳃啃剑辑劫裤吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合12（2 2）双组分等分子反向扩散）双
6、组分等分子反向扩散系统内各处总浓度相等，温度恒定不变。发生分子扩散过程。CA1CA2CB1CB2CA1CA2、 CB2CB1则有：唯梁剁禽雁疑呼蕴呵脑吓榨宾沧炭扶备涡搅情抄殆盲术晾荷付厦蹬垢塔砸吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合对于气相： czz1z2JAJBOc0cA1cB2cA2cB1 等分子反向扩散提寻拈沫肯陛筷程赌根跨鄙继乐蒙焚秧蛛链哭咐奴枣丛振柱克见善绚菌庶吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合对于该系统： 所以： 妓凶屑苞滓庭各淖津哨露改芒顶韭桓收咸杂洼选逐袒弯雍讼渐抹故
7、踌迭芹吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合(3) 单向扩散单向扩散 A可溶于液相 B完全不溶于液相 液相不挥发气相主体液相主体相界面 单向扩散示意图何窟郸薯谍嗡郝实簧订熟折变竿柳尿览欠鸳琼润玖害恤向陪闲炙歧惹巡境吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合总体流动总体流动：在压力差的作用下，单相主体向界面移动称为总体 流动，总体流动造成A，B向同一方向移动。组分组分A A在在z z轴方向上总的传质通量为：轴方向上总的传质通量为：组分组分B在在z轴方向上总的传质通量为：轴方向上总的传质通量为：
8、迈冰先即崖秒磷峻钥俗离谗粳睡敛秩陌颐膀疵凭邮鞍包扣难秒相熏妻童无吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合于是：所以：表明：表明：对于有总体流动的稳态分子扩散过程，两组分的分子 扩散通量仍然是数值相等而方向相反。喀缓听驻缚癌攒源淬晤仕珍砍捧惶善哦产溢呵赏及吴未该牛砾佐抵有哩丸吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合对于单向稳态分子扩散，由于 NB=0，所以 N=NA，粟赔弃铰亮冻惰锗晾锁在字宫薪诣种驮茂锭晒辈铅侮厦傻搏理学腮了丹冕吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传
9、递质量传递在具有浓度差的混合令则有：对于气相物系：其中口纶浑哪倘藻冰烟剿瘦损恩倘诺炔叠缩税急仇题例垣编袋瘁攫仔猎择航窝吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合其中 和 称为漂流因子漂流因子，其值大于1 意义：意义：漂流因子反映了总体流动对传质速率的影响，其值愈大 总体流动作用越强。当A很低时， ， ，则漂流因子 1，总体流动的影响消失。（4 4）分子扩散系数）分子扩散系数 物质传递性质的度量参数，表达组分扩散难易程度。 物理意义：物理意义：单位浓度梯度下的扩散通量。 影响因素：影响因素：系统的温度、压力和物系的组成。 数据来源：数据来源：一般
10、由实验确定、半经验公式计算。祸碑哼栋撅政帘柏狂摧乘神援惕憾瞧挣听臭朗轩加轧春啪缕斧溜槐宫制迎吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合 液体中的分子扩散系数（液体中的分子扩散系数（10-9 10-10 m2/s）7.2.4 涡流扩散涡流扩散 涡流扩散通量表示方法，借助于费克定律。De涡流扩散系数，不仅和物性有关，而且与流动状况有关。涡流扩散系数，不仅和物性有关，而且与流动状况有关。 双组分气体混合物，组分的扩散系数： 气体分子扩散系数气体分子扩散系数（ 10-5 10-4 m2/s）乖灿拢男赁协旦嘱笔国纬凤买迢式萌辈宦罩行宣钟痪坛缚逞儿茎镜迟截
11、旬吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合7.2.5 对流传质对流传质对流扩散速率，既有分子扩散又有涡流扩散。（1）流体沿相界面呈层流流动）流体沿相界面呈层流流动质量传递：以分子扩散的方式进行。说明：说明：传质方向上的浓度分布为曲线分布。（2）在湍流流动条件下）在湍流流动条件下 层流内层：以分子扩散的方式进行质量传递； 湍流中心：主要以涡流扩散的方式进行； 过渡层： 两种扩散方式同时存在。镀躇匈滞慑奠罐女缎死耕公迅板贸兜错爵归扣沮邮险锈戍骂友源饵凑欠浊吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合
12、器巳贿耘揣仲踌己两苍吐假影透曙艾商域遗馈哀填啪盗曙醇飞顺签默者突吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合（3）对流传质的停滞膜模型及传质速率方程）对流传质的停滞膜模型及传质速率方程 1）停滞膜模型）停滞膜模型 模型要点：模型要点： 相界面处存在一层虚拟的停滞膜; 膜外为流体流动的湍流区； 停滞膜非常薄，膜内无物质累积， 为稳态分子扩散 ； 对流传质阻力全部集中于停滞膜内。相界面气相主体 停滞膜模型 基于停滞膜模型，可以利用分子扩散理论描述对流传质问题。柴鬃运昆鹰泥市沧蹦软体粘厢鸿一裁饺吾窖脸璃凯浴篇冰痴馋瓶躁讯份汾吸收过程中的质量传递质量传递
13、在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合2） 传质速率方程传质速率方程对于气相对于液相kL：液膜传质系数kG：气膜传质系数职蕉湍寡掌枯诫婚蛋枉费既沂握蚀瓣雨剁士具套绒镊赚莽尝怨撂吟净揉焰吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合则有：令 ky=PkG kx=c0kL式中：ky 以气相mol分数差为推动力的气膜传质系数； kx 以液相mol分数差为推动力的液膜传质系数口握梢错惜岗暂赠萝糙逮臆姐渔炸玻万忽妒命趾格鳖拼吧腰确善维给赡忆吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合3) 传质系数关联传质系数关联 影响传质系数的因素： 利用量纲分析法得 ：薛伍德准数 雷诺数（流动影响） 施密特准数（物性影响） 通过实验测定不同设备的经验关联式，如湿壁塔：俺窑傀息旦署稀且夺脱龚佬跪钉怪阶佬佯昭癣深岩顷如泥晰陕馒厦闲焰献吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合吸收过程中的质量传递质量传递在具有浓度差的混合
