传质机理与扩散速率.ppt

§2.2 传质机理与扩散速率1第七章 质量传递基础§2.2 传质机理与扩散速率一．传质方式与理论当不平衡的气液两相接触时，若y>y*，则溶质从气相向液相传递，为吸收过程 2第七章 质量传递基础双膜理论模型要点：(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 质方式为分子扩散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 面处达到平衡3)气膜和液膜外湍流流动, 无浓度梯度, 即无扩散阻力二、传质理论简介气膜 液膜pG pi 传质方向 Ci 气相主体 液相主体 CL dG dL z 距离 双膜模型 组成 3第七章 质量传递基础双膜理论模型（1）A由气相主体到相界面 ，气相内传递； （2）A在相界面上溶解，溶 解过程； （3）A自相界面到液相主体 ，液相内传递二、传质理论简介单相内传递方式：分子扩散；湍流扩散 4第七章 质量传递基础二、传质理论简介双膜模型缺陷：①只适用与有固定相界面的情形；③界面阻力不计，这是一个尚有争议的问题5第七章 质量传递基础§2.2 传质机理与扩散速率一．传质方式与理论每cm3 所具有的分子个数 ，氧气：2.5×1019 水：3.3×1022 铜：7.3×1022 6第七章 质量传递基础一．分子扩散 §2.2.1 分子扩散与费克定律 A B 扩散现象 分子扩散：在静止或滞流流体内部，若某一组分存在浓度差，则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处，这种现象称为分子扩散。

扩散通量：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积扩散的物质量，J表示， kmol/(m2·s)7第七章 质量传递基础二．费克定律 A B 扩散现象 温度、总压一定，组分A在扩散方向上任一点处的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比§2.2.1 分子扩散与费克定律 8第七章 质量传递基础二．费克定律 A B 扩散现象 §2.2.1 分子扩散与费克定律 混合物的总浓度在各处是相等的，即：9第七章 质量传递基础二．费克定律 理想气体：=费克定律的其它表达形式：§2.2.1 分子扩散与费克定律 10第七章 质量传递基础说明：（1）JA是相对扩散通量（2）DA,B是物性之一 二．费克定律 DA,B（气）10-5m2/sDA,B（液）10-9m2/s DA,B（固）1） 代表总体流动的影响19第七章 质量传递基础漂流因数（>1）代表总体流动的影响思考：混合气中A组分的浓度愈高，漂流因数则愈如何变化？漂流因子的大小反映了总体流动对传质速率的影响程度，溶质的浓度愈大，其影响愈大其值为总体流动使传质速率较单纯分子扩散增大的倍数当混合物中溶质A的浓度较低时， P︽PBm，总体流动可以忽略不计 20第七章 质量传递基础结论：1）、——漂流因数，无因次 2）单向扩散体现在吸收过程中。

漂流因数的影响因素： 浓度高，漂流因数大，总体流动的影响大低浓度时，漂流因数近似等于1，总体流动的影响小 21第七章 质量传递基础若为单向扩散，则22第七章 质量传递基础例：在温度为20℃、总压为101.3kPa的条件下，CO2与空气混合气缓慢地沿着Na2CO3溶液液面流过，空气不溶于Na2CO3溶液CO2透过1mm厚的静止空气层扩散到Na2CO3溶液中，混合气体中CO2的摩尔分率为0.2，CO2到达Na2CO3溶液液面上立即被吸收，故相界面上CO2的浓度可忽略不计已知温度20℃时，CO2在空气中的扩散系数为0.18cm2/s试求CO2的传质速率为多少？23第七章 质量传递基础。