化工原理下2-2 傳質(zhì)機(jī)理

1、回顧：亨利定律某些公式中的系數(shù)比較、遺傳的基本方式、分子擴(kuò)散(molecular diffusion )是在一相內(nèi)部存在濃度差的條件下，由分子不規(guī)則熱運動引起的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象。 渦流擴(kuò)散是通過流體質(zhì)點的紊亂和漩渦來傳遞物質(zhì)的現(xiàn)象。 流布質(zhì)是指在運動的流體和相界面之間產(chǎn)生的傳播過程，在流體的亂流的情況下，流布質(zhì)是指亂流主體和相界面之間的分子擴(kuò)散和渦擴(kuò)散這兩種傳播作用的和。 2.2傳遞機(jī)制和吸收速度，3，2.2傳遞機(jī)制和吸收速度，2.2.1分子擴(kuò)散和形態(tài)規(guī)律，2.2.2氣相中的穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散，2.2.3液相中的穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散，2.2.4擴(kuò)散系數(shù)(自學(xué))，2.2.5對傳遞物，2.2.6吸收推動力具有濃度差

2、，擴(kuò)散過程的速度為擴(kuò)散通量(kmol/m2.s )，分子微觀運動：分子不規(guī)則的隨機(jī)熱運動引起的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象。 2.2.1分子擴(kuò)散和假定律雖然分子運動在各方向上不規(guī)則，但在濃度高的地方，分子向濃度低的方向擴(kuò)散的量多，效率高，相反，在濃度低的地方，分子向濃度高的方向擴(kuò)散的量少，頻度低，在兩個地方比較，濃度高表現(xiàn)濃度下降方向的質(zhì)量的傳遞。 負(fù)：擴(kuò)散沿著物質(zhì)a濃度下降的方向，菲克定律，與牛頓的粘性定律、傅立葉定律相比，菲克定律牛頓的粘性規(guī)律，另一方面，其他分子向反方向擴(kuò)散，物質(zhì)宏觀地移動，一成分?jǐn)U散，其他成分向反方向等量擴(kuò)散a和b混合，a和b總量的摩爾濃度不隨位置變化，c=cA cB=常數(shù)，即JA=-

3、JB，物質(zhì)a的傳遞速度NA (單位時間，以單位截面?zhèn)鬟f的a量)，如果是穩(wěn)定過程，則NA為常數(shù)，邊界條件： z1=0，pA=pA1； 當(dāng)z2=z、pA=pA2時，傳遞速度為：一、等分子反方向擴(kuò)散，使a、b成分的氣體混合物與液體接觸，在相界面上，只有a成分可溶于液相，b成分不可溶于液相.a溶解在液相中，殘留有空隙，混合氣體補(bǔ)充到液相表面，a、b分子的補(bǔ)充運動是“整體流動”，n是整體流動的通量，c是a和b的總濃度，N(cA/c )是a在整體流動中所占的份額，N(cB/c )是b在整體流動中所占的份額，二、一成分例如：用水吸收空氣中的氨，相界面，氣相(A B )，液相s，整體流動，在多成分體系中，各成

4、分在進(jìn)行分子擴(kuò)散的同時，其微小團(tuán)總是處于整個運動狀態(tài)的流動現(xiàn)象。 二、一個成分通過其他停滯成分的擴(kuò)散，整體的流動現(xiàn)象是氣相b的傳播方向上的靜流束NB=0，即NB=JB N(cB/c)=0 -JB=N(cB/c )，在擴(kuò)散運動和整體運動的作用下，NA=JA N(cA/c) NB=JB N(cB/c ) 差異，流動系數(shù)，二，一成分通過其他停滯成分的擴(kuò)散，18，因為，沒有整體流動的影響，二，一成分通過其他停滯成分的擴(kuò)散，二. 2.3液相中的穩(wěn)定分子擴(kuò)散，溶質(zhì)a在溶劑s中的擴(kuò)散系數(shù)，m2/s。 溶劑s的對數(shù)平均濃度、式中20、2.2.4擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)的影響因素。 擴(kuò)散系數(shù)的獲取途徑。 擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)

5、值范圍。 自學(xué)大綱，21，1 .渦流擴(kuò)散，由流體質(zhì)點的擾動和渦流形成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象稱為渦流擴(kuò)散。 渦流的擴(kuò)散在湍流流體中發(fā)生。 2.2.5對流質(zhì)，渦流擴(kuò)散中常存在分子擴(kuò)散。 渦流擴(kuò)散速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子擴(kuò)散速度。 一、流布質(zhì)概念，22，渦流擴(kuò)散通量方程式，(kmol/(m2 s ) )，分子擴(kuò)散系數(shù)，m2/s； 渦流擴(kuò)散系數(shù)，m2/s。一、流布質(zhì)概念，23，2 .流布質(zhì)、運動流體和固體表面之間，或兩個有限的相互溶解的運動流體之間的質(zhì)量傳遞過程是流布質(zhì)。 記述針對流布質(zhì)的基本方程式、kmol/(m2 s )、流布質(zhì)速度方程式、對流布質(zhì)系數(shù)、kmol/(m2sc )。 一、流布質(zhì)概念，24，二，流布質(zhì)

6、的類型和機(jī)制，1 .流布質(zhì)的類型，對流布質(zhì)、自然對流布質(zhì)、強(qiáng)制層流布質(zhì)、強(qiáng)制湍流流布質(zhì)、對流布質(zhì)、流體和固體壁面之間的流布質(zhì)、二流體通過相界面的流布質(zhì)、強(qiáng)制對流布質(zhì)、25，2 .流布質(zhì)的機(jī)制、流布質(zhì)的研究流布質(zhì)速度，首先要弄清流布質(zhì)機(jī)制。、層流內(nèi)層、緩沖層、湍流中心、二、對流主體、層流內(nèi)層、緩沖層、傳遞機(jī)構(gòu)：傳遞機(jī)構(gòu)、濃度分布：濃度分布：分子傳遞物質(zhì)、渦流傳遞物質(zhì)、沿與壁面垂直的方向三層， 分子遞質(zhì)渦流遞質(zhì)主要是陡峭的直線、平緩的曲線、平坦的曲線，二、遞質(zhì)的類型和機(jī)理、二十七、二膜模型、二膜模型是惠特曼提出的，是最初提出的遞質(zhì)模型。 二膜模型的示意圖，二膜模型(雙電阻模型)，2.2.6吸收過程的機(jī)理，一、二膜模型二，溶質(zhì)滲透理論三，表面更新理論，28，1 .二膜模型的要點，氣液兩相接觸時，氣液兩相間存在穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)存在薄的停滯膜氣氣液相界面上氣液兩相處于平衡狀態(tài)。 在氣膜、液膜以外的氣體、液兩相主體中，由于流體的強(qiáng)烈亂動，各處濃度均勻。 29、成分a通過氣膜、液膜的擴(kuò)散通量方程式分別為： 2、流通質(zhì)系數(shù)的確定、30、流通質(zhì)速度方程式分別為：比