《化工传质与分离过程》第一章传质过程基础
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两组分扩散系统中，组分A在组分B中的扩散系数等于组分B在AB组分A中B的A 扩 散组系分数的。 实际传质通量=分N子A 扩 散D通ddcc量ZA +主xA体(N流A 动N通B )量 • （2）两个系数的影响因素 • 分子扩散系数D是物质的物理性质，它仅与温度、压力以及组成等因素
有关；而涡流扩散系数与流体性质无关，它与传动的强度、流道中的位 置、壁粗糙度等因素有关
强制对流传质包括强制层流传质和强制湍流传质两类 。 按照流体的作用方式又可以分为两类，即流体与固体壁之间的 传质，两流体通过界面进行传质。
浓度边界层：将壁面附近具有较大浓度梯度的区域称为浓度边 界层或传质边界层。
6
对流传质模型
• 双模模型 • （1）当气液两相接处时，在气液两相间存在着稳定的相界面，
10
8
溶质渗透模型
• 平均传质系数：
kcm 2
D
C
积分得平均传质系数：
kcm DS
9
三传类比的基本概念
• 需满足以下条件 • （1）物性参数可视为常数或取平均值 • （2）无内热源 • （3）无辐射传热 • （4）无边界层分离，无形体阻力 • （5）传质速率很低，速度场不受传质的影响。
• 湍流边界层由湍流主体、缓冲层、层流内层组成。
第一章传质过程基础
1
传质微分方程
• • •
（1）质量浓度
A
mA V
（2）物质的量浓度
（3）质量分数
A
mA m
cA
nA V
• （4）质量分数
xA
nA n
• （5）质量比
X
A
mA m mA
• （6）摩尔比
X
A
n
nA nA
2
来自百度文库
传质的速度与通量
• 单位时间传递物质的质量 • 传质通量：单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质量成
4
分子传质（扩散）
• （1）等分子反方向扩散
NA
D RTz
(
p A1
pA2 )
• （2）组分A通停滞组分B的扩散
NA
Dp RTzpBM
(PA1 PA2 )
P• / PBM 反映了主体流动对传质速率的影响
• 气体中的扩散系数：扩散系数与系统的温度、压力、浓度、以及
物质的性质有关。
5
对流传质
根据流体的流动发生原因不同，可分为强制对流传质和自然 对流传质两类。
为传质通量 • 混合物的总质量通量： • （1）质量平均速度
n nA nB AuA BuB u • （2）摩尔平均速度
N N A NB cAuA cBuB cum
3
质量传递的基本方式
• （1）分子传质 • 分子扩散现象 ：由于分子的无规则运动而形成的物质传递现象
D D • 对于两组分扩散系统，净的扩散通量为0
界面两侧各又一个很薄的停滞膜，溶质A经过两膜层的传质方式 为分子扩散。 • （2）在气液相界面处，气液两相处于平衡状态。 • （3）在两个停滞膜以外的气液两相主体中，由于流体的强烈湍 动，各处浓度均与一致。
7
• kG 对流传质系数：
kG
Dp RTz G pBM
• kL 对流传质系数：
kL
Dcav zLcBM
有关；而涡流扩散系数与流体性质无关，它与传动的强度、流道中的位 置、壁粗糙度等因素有关
强制对流传质包括强制层流传质和强制湍流传质两类 。 按照流体的作用方式又可以分为两类，即流体与固体壁之间的 传质，两流体通过界面进行传质。
浓度边界层：将壁面附近具有较大浓度梯度的区域称为浓度边 界层或传质边界层。
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对流传质模型
• 双模模型 • （1）当气液两相接处时，在气液两相间存在着稳定的相界面，
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溶质渗透模型
• 平均传质系数：
kcm 2
D
C
积分得平均传质系数：
kcm DS
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三传类比的基本概念
• 需满足以下条件 • （1）物性参数可视为常数或取平均值 • （2）无内热源 • （3）无辐射传热 • （4）无边界层分离，无形体阻力 • （5）传质速率很低，速度场不受传质的影响。
• 湍流边界层由湍流主体、缓冲层、层流内层组成。
第一章传质过程基础
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传质微分方程
• • •
（1）质量浓度
A
mA V
（2）物质的量浓度
（3）质量分数
A
mA m
cA
nA V
• （4）质量分数
xA
nA n
• （5）质量比
X
A
mA m mA
• （6）摩尔比
X
A
n
nA nA
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来自百度文库
传质的速度与通量
• 单位时间传递物质的质量 • 传质通量：单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质量成
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分子传质（扩散）
• （1）等分子反方向扩散
NA
D RTz
(
p A1
pA2 )
• （2）组分A通停滞组分B的扩散
NA
Dp RTzpBM
(PA1 PA2 )
P• / PBM 反映了主体流动对传质速率的影响
• 气体中的扩散系数：扩散系数与系统的温度、压力、浓度、以及
物质的性质有关。
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对流传质
根据流体的流动发生原因不同，可分为强制对流传质和自然 对流传质两类。
为传质通量 • 混合物的总质量通量： • （1）质量平均速度
n nA nB AuA BuB u • （2）摩尔平均速度
N N A NB cAuA cBuB cum
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质量传递的基本方式
• （1）分子传质 • 分子扩散现象 ：由于分子的无规则运动而形成的物质传递现象
D D • 对于两组分扩散系统，净的扩散通量为0
界面两侧各又一个很薄的停滞膜，溶质A经过两膜层的传质方式 为分子扩散。 • （2）在气液相界面处，气液两相处于平衡状态。 • （3）在两个停滞膜以外的气液两相主体中，由于流体的强烈湍 动，各处浓度均与一致。
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• kG 对流传质系数：
kG
Dp RTz G pBM
• kL 对流传质系数：
kL
Dcav zLcBM