冶金動(dòng)力學(xué)總復(fù)習(xí)

1、USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 冶金動(dòng)力學(xué)復(fù)習(xí)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 一、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 基本概念 基元反應(yīng) 質(zhì)量作用定律 化學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù) 可逆反應(yīng) 平行反應(yīng) 串聯(lián)反應(yīng) 穩(wěn)態(tài)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)原理 Arrhenius公式USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 基本概念 基元反應(yīng) 如果反應(yīng)物分子在相互作用或碰撞時(shí)一步就直如果反應(yīng)物分子在相互作用或碰撞時(shí)一步就直接轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物，則該反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。接轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物，則該反應(yīng)稱為基元反應(yīng)

2、。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式僅僅表示反應(yīng)的初態(tài)和末態(tài)，即只表明反應(yīng)的原一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式僅僅表示反應(yīng)的初態(tài)和末態(tài)，即只表明反應(yīng)的原始物是什么，產(chǎn)物是什么以及反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)。至于反應(yīng)的機(jī)理如何，始物是什么，產(chǎn)物是什么以及反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)。至于反應(yīng)的機(jī)理如何，由反應(yīng)物變?yōu)楫a(chǎn)物的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)什么步驟，這從反應(yīng)式是看不出由反應(yīng)物變?yōu)楫a(chǎn)物的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)什么步驟，這從反應(yīng)式是看不出來(lái)的。來(lái)的。USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 基本概念 質(zhì)量作用定律 在在一定溫度一定溫度下，下，基元反應(yīng)基元反應(yīng)瞬時(shí)速率與各反應(yīng)物瞬瞬時(shí)速率與各反應(yīng)物瞬時(shí)濃度的若干次冪的乘積成正比，濃度的方次等時(shí)

3、濃度的若干次冪的乘積成正比，濃度的方次等于化學(xué)反應(yīng)式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)質(zhì)量于化學(xué)反應(yīng)式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)質(zhì)量作用定律。作用定律。bBaACkCr 質(zhì)量作用定律只能用于基元反應(yīng)質(zhì)量作用定律只能用于基元反應(yīng)。而實(shí)際發(fā)生的大部分反應(yīng)為非基元。而實(shí)際發(fā)生的大部分反應(yīng)為非基元反應(yīng)，或不能確定為基元反應(yīng)，怎么辦？反應(yīng)，或不能確定為基元反應(yīng)，怎么辦？處理方法：外推法（借助質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)形式）處理方法：外推法（借助質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)形式）對(duì)一般反應(yīng)對(duì)一般反應(yīng) aA + bB gG可寫(xiě)成通式可寫(xiě)成通式BACkCr USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 基本概念 化

4、學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù)及其測(cè)定方法化學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù)：化學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù)： n= n=0:零級(jí)反應(yīng)零級(jí)反應(yīng)n=1:一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)n=2:二級(jí)反應(yīng)二級(jí)反應(yīng)n=分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù):分?jǐn)?shù)級(jí)反應(yīng)分?jǐn)?shù)級(jí)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù)測(cè)定方法：化學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù)測(cè)定方法：1）積分法）積分法2）作圖法）作圖法3）半衰期法）半衰期法4) 微分法微分法USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 1）積分法）積分法將幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別代入零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、將幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別代入零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、等反應(yīng)的積分式等反應(yīng)的積分式中，計(jì)算出中，計(jì)算出k值。如某公式計(jì)算得到的值。如某公式計(jì)算得到的k值基本守常，則該公式的值基本守常，則該公式的級(jí)數(shù)就是

5、反應(yīng)級(jí)數(shù)。級(jí)數(shù)就是反應(yīng)級(jí)數(shù)。如果不論哪一公式計(jì)算得到的如果不論哪一公式計(jì)算得到的k值都不守常，則該反應(yīng)一定是不值都不守常，則該反應(yīng)一定是不能用整數(shù)級(jí)數(shù)表示的復(fù)雜反應(yīng)。能用整數(shù)級(jí)數(shù)表示的復(fù)雜反應(yīng)。2）作圖法）作圖法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按lnC對(duì)對(duì)t作圖，如為直線，反應(yīng)為一級(jí)。如按作圖，如為直線，反應(yīng)為一級(jí)。如按1/C對(duì)對(duì)t作作圖為直線，則反應(yīng)為二級(jí)，依次類(lèi)推。圖為直線，則反應(yīng)為二級(jí)，依次類(lèi)推。注意：這兩種方法都不能確定分?jǐn)?shù)級(jí)反應(yīng)的級(jí)數(shù)。注意：這兩種方法都不能確定分?jǐn)?shù)級(jí)反應(yīng)的級(jí)數(shù)。USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 3）半衰期法）半衰期法112/10) 1(12

6、nAnkCnt同一反應(yīng)，其它條件相同時(shí)，對(duì)不同的初始濃度同一反應(yīng)，其它條件相同時(shí)，對(duì)不同的初始濃度 和和 ，實(shí)驗(yàn)得到，實(shí)驗(yàn)得到的半衰期分別為的半衰期分別為 、 ，代入上式后相除，得：，代入上式后相除，得：1 2/12/100nAACCtt)/lg()/lg(1 2/12/100AACCttn對(duì)一級(jí)反應(yīng)，半衰期與初始濃度無(wú)關(guān)，其級(jí)數(shù)也服從上式。對(duì)一級(jí)反應(yīng)，半衰期與初始濃度無(wú)關(guān)，其級(jí)數(shù)也服從上式。對(duì)半衰期公式取對(duì)數(shù)：對(duì)半衰期公式取對(duì)數(shù)：0lg)1 (lglg2/1ACnBt) 1(121nkBn與與CA0無(wú)無(wú)關(guān)常數(shù)關(guān)常數(shù)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 如實(shí)驗(yàn)測(cè)

7、得一系列不同如實(shí)驗(yàn)測(cè)得一系列不同CA0下得半衰期下得半衰期t1/2，則以，則以lgt1/2lgCA0作圖應(yīng)作圖應(yīng)為一直線。為一直線。從直線斜率從直線斜率(1-n) n; 從截距從截距 k lgCA0lgt1/24)微分法微分法對(duì)只有一種反應(yīng)物的反應(yīng)對(duì)只有一種反應(yīng)物的反應(yīng)nAAkCdtdCrACnkrlglglg表明，表明，lgrlgCA作圖為一直線，其斜率值為作圖為一直線，其斜率值為nUSTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 基本概念 平行反應(yīng)和串聯(lián)反應(yīng)2）串聯(lián)反應(yīng)）串聯(lián)反應(yīng)一個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物成為另一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物，繼續(xù)反應(yīng)而得最終產(chǎn)物，一個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物成為另一個(gè)反應(yīng)的反

8、應(yīng)物，繼續(xù)反應(yīng)而得最終產(chǎn)物，這樣連續(xù)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的反應(yīng)這樣連續(xù)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的反應(yīng)串聯(lián)反應(yīng)串聯(lián)反應(yīng)。 1）平行反應(yīng)）平行反應(yīng) 同樣的反應(yīng)物，同時(shí)進(jìn)行著兩個(gè)或更多個(gè)不同反應(yīng)，生成不同的產(chǎn)同樣的反應(yīng)物，同時(shí)進(jìn)行著兩個(gè)或更多個(gè)不同反應(yīng)，生成不同的產(chǎn)物物平行反應(yīng)。平行反應(yīng)。平行反應(yīng)中，通常把其中速度較快的或產(chǎn)物較多的反應(yīng)稱平行反應(yīng)中，通常把其中速度較快的或產(chǎn)物較多的反應(yīng)稱為主反應(yīng)，為主反應(yīng)，其余的其余的為副反應(yīng)。為副反應(yīng)。USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 基本概念 平行反應(yīng)和串聯(lián)反應(yīng) 1）平行反應(yīng)）平行反應(yīng)ABCk1k2t=0 CA0 CB0 = CC0 =0

9、t=t CA0-x CB CC1 )(211210tkkABekkkCC1 )(212210tkkACekkkCC21kkCCCBUSTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 基本概念 平行反應(yīng)和串聯(lián)反應(yīng)2）串聯(lián)反應(yīng)）串聯(lián)反應(yīng)CBAkk21 t=0 CA0 0 0 t=t CA CB CCtkAAeCC10tktkABeekkCkC210121tktkACekkkekkkCC2101211221USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 基本概念 穩(wěn)態(tài)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)原理穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)原理是動(dòng)力學(xué)研究的重要方法，用于復(fù)雜串聯(lián)反應(yīng)的動(dòng)穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)原理是動(dòng)力

10、學(xué)研究的重要方法，用于復(fù)雜串聯(lián)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析。力學(xué)分析。 CBAkk21對(duì)串聯(lián)反應(yīng)對(duì)串聯(lián)反應(yīng)BABCkCkdtdC21反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，上式右方第一項(xiàng)為反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，上式右方第一項(xiàng)為k k1 1c cA0A0，第二項(xiàng)為，第二項(xiàng)為零；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，第一項(xiàng)逐漸減小，第二項(xiàng)零；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，第一項(xiàng)逐漸減小，第二項(xiàng)逐漸增大，到某一時(shí)刻兩項(xiàng)相等，即逐漸增大，到某一時(shí)刻兩項(xiàng)相等，即 021BABCkCkdtdC假定此后生成和消耗假定此后生成和消耗B B的速率完全相等，的速率完全相等， 自動(dòng)地保持為零，則認(rèn)為反自動(dòng)地保持為零，則認(rèn)為反應(yīng)達(dá)到了應(yīng)達(dá)到了穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)。dtdcB021BABCkCkdtdC稱反應(yīng)達(dá)到了

11、稱反應(yīng)達(dá)到了準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)（或稱準(zhǔn)靜準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)（或稱準(zhǔn)靜態(tài)）態(tài)）。 無(wú)論反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，都可以用代數(shù)方程無(wú)論反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，都可以用代數(shù)方程k k1 1c cA A- - k k2 2c cB B =0=0代替微代替微分方程來(lái)處理動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。分方程來(lái)處理動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。這種方法也稱為穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)近似原理。這種方法也稱為穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)近似原理。 USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 二、傳質(zhì)過(guò)程USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 相I相II界面界面ICIiCIIiCIIC根據(jù)有效邊界層理論，相根據(jù)有效邊界層理論，相I內(nèi)反應(yīng)物向界面?zhèn)鬏數(shù)?/p>

12、速率為內(nèi)反應(yīng)物向界面?zhèn)鬏數(shù)乃俾蕿?(IiIIICCj相相II內(nèi)生成物離開(kāi)界面?zhèn)鬏數(shù)乃俾蕿閮?nèi)生成物離開(kāi)界面?zhèn)鬏數(shù)乃俾蕿?(IIIIiIIIICCjUSTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 )()/()(IIIIiIIIIiIiIiIICCKCCkCC消去未知的界面濃度消去未知的界面濃度IIIIIIKkKCCj111/過(guò)程總速率過(guò)程總速率總驅(qū)動(dòng)力總驅(qū)動(dòng)力總阻力，各分阻力總阻力，各分阻力之和（串聯(lián)步驟）之和（串聯(lián)步驟）總傳質(zhì)系數(shù)定義為：總傳質(zhì)系數(shù)定義為：IIItotKk1111)/(KCCjIIItotUSTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014

13、傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程為了能使上節(jié)中建立的通量方程在數(shù)值上求解，必須知道每個(gè)環(huán)節(jié)為了能使上節(jié)中建立的通量方程在數(shù)值上求解，必須知道每個(gè)環(huán)節(jié)的的傳質(zhì)系數(shù)傳質(zhì)系數(shù)，它們可以通過(guò)研究單獨(dú)一相內(nèi)的傳質(zhì)過(guò)程來(lái)確定。，它們可以通過(guò)研究單獨(dú)一相內(nèi)的傳質(zhì)過(guò)程來(lái)確定。xC CiN相界面相界面在界面處，法線方向上的流速為零，在界面處，法線方向上的流速為零，對(duì)流傳質(zhì)對(duì)流傳質(zhì)0，故：，故：)(0ccdxdcDjixccdxdcDix 0Nixccdxdc0NDUSTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 邊界層邊界層在一個(gè)有摩擦的流動(dòng)中會(huì)形成流動(dòng)邊界層在一個(gè)有摩擦的流動(dòng)中會(huì)形成流動(dòng)邊界層u yxUS

14、TB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 2121Re2ScSh對(duì)無(wú)摩擦流動(dòng)對(duì)無(wú)摩擦流動(dòng)3/12/1Re664. 0ScSh 對(duì)有摩擦層流流動(dòng)對(duì)有摩擦層流流動(dòng)對(duì)有摩擦湍流流動(dòng)對(duì)有摩擦湍流流動(dòng)3/110/9Re15. 0ScSh USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 液液界面上的流動(dòng)邊界層和濃度邊界層液液界面上的流動(dòng)邊界層和濃度邊界層金屬熔渣界面將兩個(gè)液體隔開(kāi)，當(dāng)其中一個(gè)液體（如金屬熔體）金屬熔渣界面將兩個(gè)液體隔開(kāi)，當(dāng)其中一個(gè)液體（如金屬熔體）被攪拌時(shí)，熔體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)環(huán)流。被攪拌時(shí)，熔體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)環(huán)流。沿界面流動(dòng)的金屬熔體將動(dòng)量傳遞

15、給相鄰的渣相。此時(shí)在界面兩側(cè)沿界面流動(dòng)的金屬熔體將動(dòng)量傳遞給相鄰的渣相。此時(shí)在界面兩側(cè)形成如下所示的速度剖面。形成如下所示的速度剖面。ui渣渣金屬金屬金屬熔體內(nèi)部的速度為金屬熔體內(nèi)部的速度為u ，它在金，它在金屬一側(cè)的速度邊界層中逐漸降低到屬一側(cè)的速度邊界層中逐漸降低到界面值界面值ui，然后經(jīng)界面在渣側(cè)的邊，然后經(jīng)界面在渣側(cè)的邊界層內(nèi)繼續(xù)逐漸下降為零。由于金界層內(nèi)繼續(xù)逐漸下降為零。由于金屬和渣的黏度不同，故速度剖面在屬和渣的黏度不同，故速度剖面在界面有一拐點(diǎn)。界面有一拐點(diǎn)。USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 液液界面上的流動(dòng)邊界層和濃度邊界層液液界面上的流動(dòng)邊

16、界層和濃度邊界層對(duì)于金屬一側(cè)：對(duì)于金屬一側(cè)：2/12/1Pr5 . 1130uyUM2/1PrPr)1 (5 . 15 . 113012MMNNDUUUPrN求出求出NUuuiMNMyMD,2MNMMD,4USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 液液界面上的流動(dòng)邊界層和濃度邊界層液液界面上的流動(dòng)邊界層和濃度邊界層對(duì)于渣一側(cè)：對(duì)于渣一側(cè)：2/1Pr,30issuy3/13/1Pr,93. 054SSSSSNScD3/12/1,Re08. 5SSSNScySNSySD,2SNSSD,4USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 三、多相反應(yīng)U

17、STB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 鐵液與氮之間的反應(yīng)氣/液相反應(yīng)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 氣/液相反應(yīng)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 氣/液相反應(yīng)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 液/液相反應(yīng)n組元A在金屬液、熔渣兩種兩相的濃度分布 見(jiàn)右圖 金屬液/熔渣間的兩種主要反應(yīng) A+(Bz+)=(Az+)+B A+(Bz-)=(Az-)+BUSTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 過(guò)程動(dòng)力學(xué)分析過(guò)程動(dòng)力學(xué)分析( (A A物質(zhì)

18、的擴(kuò)散為控速環(huán)節(jié)物質(zhì)的擴(kuò)散為控速環(huán)節(jié)):):)(*AAAAcckJA在M中傳質(zhì)的物質(zhì)流密度: (Az+)在S中傳質(zhì)的物質(zhì)流密度:)()(A*)(A)A()A(+zz+zzcckJ若界面上的化學(xué)反應(yīng)很快，界面上反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,則：Kccz+*A*)A(液/液相反應(yīng)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 應(yīng)用雙膜理論及物質(zhì)平衡，界面兩側(cè)為穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)，應(yīng)用雙膜理論及物質(zhì)平衡，界面兩側(cè)為穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)，界面上無(wú)物質(zhì)的積累，界面上無(wú)物質(zhì)的積累，JA=JA=J(AZ+), 即:)()()A(*)A()A(*)A(AAA+KcKcKkKcckJzzzz)()()A(*)A()A(*A

19、AAA+zzzcckcckJn 引入平衡常數(shù)以便消去平衡濃度, *)A(AAAKcckJz)A(*)A()(AA+KcKcKkJzzz（7-147）（7-148）液/液相反應(yīng)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 （7-1477-147）+ + （7-1487-148）消去界面濃度項(xiàng)）消去界面濃度項(xiàng): :)A(A)A(AA+)11(KccKkkJzz AAAAA+11KkkKccJzz（7-150）n式（7-150）成立的條件:界面化學(xué)反應(yīng)比渣、金屬液兩相中的傳質(zhì)快得多;組元B在金屬液及渣中的傳質(zhì)的阻力可以忽略。 液/液相反應(yīng)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工

20、程學(xué)院 April, 2014 若界面化學(xué)反應(yīng)與傳質(zhì)速率相差不大，則須考慮界面化學(xué)反應(yīng)速率對(duì)總反應(yīng)速率的影響。當(dāng)反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)速率分別為： vkcreaA*Areazckvn 正、逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí), 有： rearea*A*)A(+Kkkcczn 當(dāng)正、逆反應(yīng)速率不等時(shí), 反應(yīng)的凈速率: )(*A*Area*Area*AreaA+Kcckckckvzz液/液相反應(yīng)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 當(dāng)總反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，則JA=JA=J(AZ+) =vA ，即有: )()()(*)A(*AreaA*AA*AAAA+KcckcckcckJzzzz AA

21、rea)A(AAz+)111(KcckKkkJz與A的傳質(zhì)控速時(shí)相比,上式的分母中增加了1/krea+項(xiàng)。 krea+化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)； 1/ krea+化學(xué)反應(yīng)步驟阻力。 在煉鋼的高溫下， 1/krea+經(jīng)常可以忽略。液/液相反應(yīng)USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 當(dāng)總反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，則JA=JA=J(AZ+) =vA ，即有: )()()(*)A(*AreaA*AA*AAAA+KcckcckcckJzzzz rea*)A(*AAA*AA*AAA1)(11)(+kKccKkKcKckccJzzzz rea)A(AAAA111+zkKkkKccJz液/液相反應(yīng)

22、USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 液/固相反應(yīng)固體物質(zhì)在熔體中的溶解固體物質(zhì)在熔體中的溶解 由兩個(gè)步驟組成：1）溶解元素脫離晶體或元素從點(diǎn)陣中進(jìn)入到 熔體中 2）溶解物質(zhì)通過(guò)擴(kuò)散邊界層傳遞到熔體內(nèi)部溶解物質(zhì)在熔體中的傳輸溶解物質(zhì)在熔體中的傳輸 晶胞（原子）脫離晶體并向熔體過(guò)渡后，通過(guò)附著的擴(kuò)散邊界層進(jìn)行傳輸。 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)：旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)法 旋轉(zhuǎn)圓柱法 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)。USTB冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 April, 2014 液/固相反應(yīng)旋轉(zhuǎn)圓柱溶解時(shí)的處理方法旋轉(zhuǎn)圓柱溶解時(shí)的處理方法圓柱體溶解時(shí)，其傳質(zhì)系數(shù)可以用無(wú)量綱準(zhǔn)數(shù)斯坦頓（圓柱體溶解時(shí)，其傳質(zhì)系數(shù)可以用無(wú)量綱準(zhǔn)數(shù)斯坦頓（StantonStanton）數(shù)表示：數(shù)表示： 式中式中u u為圓柱體旋轉(zhuǎn)的圓周速度（為圓柱體旋轉(zhuǎn)的圓周速度（ ，w w為角速度，為角速度，r r為圓為圓柱體半徑）。柱體半徑）。斯坦頓（斯坦頓（StantonStanton）數(shù)是雷諾數(shù)和施密特?cái)?shù)的函數(shù)：）數(shù)是雷諾數(shù)和施密特?cái)?shù)的函數(shù)：式中式中 ； ；a、b、c是常數(shù)。其中，是常數(shù)。其中， c值理論上值理論上為為2/3。ukStru2cbScaStReru2Re DScUSTB冶金與生態(tài)工程