化工原理chap7
7-1化工原理第七章
7.1.1 吸收在工业生产中的应用
（3）制取液体产品 。（如：制取盐酸） （4）净化工业放空尾气。（如：除去工业尾气中 H2S）
燃煤锅炉废气的处理流程
吸 收 塔 实 物 图
7.1.2 吸收过程的分类
1、物理吸收和化学吸收 【物理吸收】在吸收过程中溶质与溶剂不发生化学
反应，称为物理吸收。
【化学吸收】如果在吸收过程中，溶质与溶剂发生 化学反应，则此吸收操作称为化学吸收。
2、单组分吸收与多组分吸收
【单组分吸收】在吸收过程中，若混合气体中Байду номын сангаас有
一个组分被吸收，其余组分可认为不溶于吸收剂，
则称之为单组分吸收； 【多组分吸收】如果混合气体中有两个或多个组分
进入液相，则称为多组分吸收。
3、等温吸收与非等温吸收 【等温吸收】气体溶于液体中时常伴随热效应，若
热效应很小，或被吸收的组分在气相中的浓度很低
板式塔
【特点】气、液 两相浓度不能连
续变化。
【 特点 】气液两相浓度
塔 设 备 中 的 连 续 接 触 式
可以连续变化。
填料塔
湿壁塔
生产上，为满足不同要求，吸收流程往往多种多样，从
塔内气液两相的流向上可分为逆流吸收与并流吸收；
（a）气、液串联（逆流）
（b）气体串联、液体并联（逆流）
图 7-2 多塔吸收流程
小于0.1时，吸收称为低浓度吸收。
7.1.3 吸收设备与流程
目前工业上常用的吸收设备是塔设备，按气、液 两相在塔中的接触方式不同分为两大类： ①逐级接触式；
②连续接触式。
【说明】在工业上，两种不同接触方式的传质设备不仅用于
气体吸收，同样也可用于液体精馏、萃取等其他传质单元操 作。
大学化学《化工原理 蒸发》课件
pm p p p gL / 2
p：液面上的压强； L：加热管底部以上液层高； ρ：液体的平均密度。
§7.2 单效蒸发
14
＝t( pp) t( p)
3. 管道流体阻力产生压降的影响
p < p′ 二次蒸汽饱和温度↓
⊿'''＝1℃ （三） 蒸发器的生产能力和生产强度
生产能力: 单位时间内蒸发的水量, 即蒸发量 kg/h 大小取决于传热速率 Q
（1）循环速度较低，管内流速<0.5m/s；
（2）溶液粘度大、沸点高，有效温差小。
（3）设备的清洗和维修也不够方便。 应用广泛，适用于处理量大、结垢不严重的物系。
§7.4 蒸发设备
2. 悬筐式蒸发器（自然循环型）
优点：加热室可由顶部取出进行 清洗、检修或更换， 而且热损失也较小。
适用于易结晶或结垢溶液的蒸发
23
二、多效蒸发与单效蒸发的比较
多效蒸发单位生蒸汽消耗量D/W比单效蒸发小，
操作费比单效蒸发小； 注意：
操作费减小的幅度并不与效数成正比，
效数越多，操作费减小的幅度成下降趋势。
多效蒸发生产能力比单效蒸发小， 生产强度比单效蒸发小，
设备费比单效蒸发大。
效数越多，设备费增大的幅度越大。
§7.3 多效蒸发
§7.4 蒸发设备
34
缺点：
❖液柱静压头效应引起的温度差损失较大，要求 加热蒸汽有较高的压力。
❖设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房。
4. 强制循环蒸发器
循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制, 一般在2.5m/s以上。 适宜蒸发粘度大、易结晶和结垢的物料。 能耗大。
§7.4 蒸发设备
35
（二）单程型蒸发器
化工原理第七章章末复习总结
一、概述
（1）热传导干燥法 （2）对流传热干燥法 （3）红外线辐射干燥法 （4）微波加热干燥法 （5）冷冻干燥法 二、湿空气的性质及湿度图 1、湿空气的性质 （1）水汽分压 p v 对于湿空气有：p p p （2）相对湿度φ
pv py
pv ps
第七章 干燥
一、概述
1.干燥的原理及目的
原理：气体以对流方式向固体物料传热，使湿份汽化；在 分压差的作用下，湿份由物料表面向气流主体扩散，并 被气流带走。 目的：使物料便于运输、加工处理、储藏和使用。
2.固体物料的去湿方法
（1）机械去湿法：利用沉降、过滤或者离心分离机等机械 分离法，除去湿物料中的大部分水分。 （2）加热去湿法：对湿物料加热，使其所含的湿分汽化， 并及时移走所生成的蒸汽。 3.湿物料的干燥方法
三、干燥过程的物料衡算和热量衡算
1.干燥过程的物料衡算 1 物料含水量的表示方法
(1)湿基含水量
(2)干基含水量 2.物料衡算
X
湿物料中水分的质量 kg水分 kg干料 湿物料绝干物料的质量
w
湿物料中水份的质量 kg水分 kg湿料 湿物料的总质量
Lc L1 (1 1 ) L2 (1 2 )
（一）自由水与平衡水 X* 物料的含水量大于平衡含水量 的那一部分水称为自由水 分。自由水在一定的干燥条件下可除去。
四、物料的平衡含水量与干燥速率
（二）结合水与非结合水 结合水指借化学和物理学力与固体相结合的水分。非结合水是 指机械的附着于固体表面或颗粒堆层中的大空隙中的水分。 是表观的平衡蒸汽压不同。 自由水指所有能够被指定状态 的空气带走的水分。平衡水是指在指定空气条件下不能被干 燥依然存在于物料之中的一部分结合水。两者与空气的状态 和物料性质有关。
化工原理英文教材-传质与分离部分chapter7
6
3. Thermodynamic relationships
1)Equilibrium ratio ( or equilibrium constant or K
yA KA xA
Where KA=Equilibrium ratio KA AB yA=mole fraction of component A in vapor KB xA= mole fraction of component A in liquid
Chapter 7 Equilibrium rela
1
1. Phase Rule
•F =
C–Φ+2 F = number of degrees of freedom, or variance C= number of components Φ= number of phases 2 —— only temperature and pressure may affect th e.g.: In systems of two components, C=2；Φ=2； therefore, F = 2 - 2 + 2 = 2
The above equations can be rearranged give
(重新整理)
to
16
AB x A yA 1 ( AB 1) x A
Let xA=x；yA=y:
Phase equilibrium equation:
x y 1 ( 1) x
The above equation is used to express the concentration of component A in the vapor as a function of its concentration in the liquid and relative volatility.表示在总压一定时,气液平衡时
化工原理习题答案(第七章)
化工原理习题答案(第七章)第7章 吸收7-1．g 100水中溶解31gNH ，从手册查得C 200时3NH 的平衡分压为86.6Pa 9，在此浓度以内服从亨利定律。
试求溶解度系数H （单位为13kPa m kmol --⋅⋅）和相平衡常数m ，总压力为kPa 100。
（答：13kPa m 0.59kmol --⋅⋅=H , 0.943m =）解：3m kmol 582.01000101171-⋅==c ， 31m Pa mol 59.09866.0582.0--⋅⋅===Pe c H ，0099.03.1011007604.7==e y ，0105.018100171171=+=x ，943.00105.00099.0===x y m e 。
7-2．C 100时氧在水中的溶解度的表达式x p 6*10313.3⨯=,式中*p 为氧在气相中的平衡分压，kPa ；x 为溶液中氧的摩尔分数。
空气中氧的体积分数为%21，试求总压为kPa 101时，每3m 水中可溶解多少g 氧？（答：3m g 4.11-⋅ ，或3m 0.35mol -⋅ ）解：kPa 3.213.10121.0=⨯=Pe ，6661042.610313.33.2110313.3-⨯=⨯=⨯=Pe x ，36m g 4.11100018321042.6--⋅=⨯⨯⨯=c 。
7-3．用清水吸收混合气中的 3NH ，进入常压吸收塔的气体含3NH 体积分数为%6，吸收后气体含3NH 体积分数为%4.0，出口溶液的摩尔比为13kmol kmol 012.0-⋅NH 水。
此物系的平衡关系为X Y 52.2=*。
气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各气相2SO 平衡分压kPa /91.7 60.3 28.8 16.7 10.5 4.8 1.570.63( 答：00206.0,h kg 3012011=⋅=-x L )解：099.009.0109.01111=-=-=y y Y ， 00495.0099.0)95.01()1(12=⨯-=-=Y Y η，1h kmol 6.36)09.01(3032734.221000-⋅=-⨯=V ，进吸收塔2SO 的分压kPa 12.909.03.1013.1011=⨯==y P ，由平衡关系内插得溶液平衡浓度为()O H 100kg kgSO2877.02-1⋅，换算为摩尔比3,11047.218/10064/877.0-⨯==ex ， 1.3800247.000495.0099.0,121min=-=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛e x Y Y V L ，69.451.382.12.1min=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L ，11minmin h kg 25100h mol 5.13941.386.36--⋅=⋅=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L ，1min h kg 30120251002.12.1-⋅=⨯==L L ，121x Y Y V L -=⇒32111006.269.4500495.0099.0-⨯=-=-=VL Y Y x 。
化工原理-7传质PPT课件
1.质量分数
质量分数定义式
wA
mA m
混合物的总质量分数
N
wi 1
i 1
二、质量分数与摩尔分数
2.摩尔分数 摩尔分数定义式
xA
nA n
液相
yA
nA n
气相
混合物的总摩尔分数
N
xi 1
i 1
N
yi 1
i1
二、质量分数与摩尔分数
质量分数与摩尔分数的关系
由质量分数 求摩尔分数
xA
wA / M A
一、分子扩散现象与费克定律
1.分子扩散现象 由于分子的无规则热运动而形成的物质传递
现象—分子传质。
❖ 分子传质又称为分子扩散，简称为扩散 ❖分子传质在气相、液相和固相中均能发生
播放动画31：分子扩散现象
一、分子扩散现象与费克定律
2.费克(Fick)定律
描述分子扩散过程的基本定律—费克第一定律。
及
边界条件
(1) z = z1 cA = cA1 ( pA= pA1 ） (2) z = z2 c A= cA2 ( pA= pA2 ）
一组分通过另一 停滞组分的扩散
二、气体中的稳态分子扩散
求解可得
NA
Dc
AB 总
z
ln
c
总
cA2
c
总
c A1
或
NA
Dp
AB 总
RTz
ln
p
总
p
总
pA2 p A1
二、气体中的稳态分子扩散
简单分子的扩散体积
v
/（cm3/mol）
7.07
物质
CO
v /（cm3/mol）
化工原理课件第七章
7. 传质与分离过程概述
§7.
传质与分离过程概述
§7.1. 概述
一.
1.
传质过程
单相传质过程 在气相或液相中的物质传递
z
推动力：浓度差 ∆Ci 宏观上 — 分子或流体质点由于浓度的不同引起的迁移； 微观上 — 分子的热运动产生的扩散； 热力学基础 — 熵增加过程为自发过程。
z
平衡：体系内浓度均匀
2.
液体中的扩散系数 对于很稀的非电解质溶液,有半经验式：(P14 页 7-43 式) D～溶质的体积、溶剂的粘度及分子量、溶剂的缔合参数、T 有关。由于液体压缩性小,故 忽略 P 的影响。
3.
固体中的扩散系数 z 正常扩散(或体积扩散)：单相扩散 z 努森扩散：分子在孔道中的碰撞扩散+体积扩散 z 结构扩散：分子在孔道中的碰撞扩散 z 表面扩散：分子在孔道表面上吸附扩散 方程形式(略)
p DP ln B 2 RT Z p B 1 p A1 − p A 2 =1 pB 2 − pB 1
因为：P= pA1+pB1= pA2+pB2 则：pA1- pA2= pB2 -pB1 →
那么：NA=
p DP DP p − p A2 DP p A1 − p A 2 ln B 2 A1 = = (pA1-pA2) RT Z p B 1 p B 2 − p B 1 RT Z p B 2 − p B 1 RT Z p Bm p ln B 2 p B1 DC (CA1–CA2) ZCBm
液相
NA=
z
质量浓度： ci=
mi V ni V
kg/m3 kmol/m3
z
摩尔浓度： Ci = 浓度换算：
z
ρ = m/V = ∑ci ( i =A、B、…) ci = mi/V =aim/V = aiρ Ci=ni/V=xin/V=xiC (C=n/V→混合物的总摩尔浓度,kmol/m3) 对于气体混合物： Ci= ni/V=pi/RT ci= mi/V =Mini/V =Mi pi/RT …… 见 P5 页。
化工原理第7章详解
第二节 相组成的表示方法
6.1.2.相组成表示法
1．质量分率与摩尔分率 质量分率：在混合物中某组分的质量占 混合物总质量的分率。
wA
=
mA m
摩尔分率：在混合物中某组分的摩尔数
占混合物总摩尔数的分率。
气相： 液相：
yA
=
nA n
xA
=
nA n
yA + yB + ⋅⋅⋅yN = 1
xA + xB + ⋅⋅⋅xN = 1
期中考试及试卷分析 第九章 蒸馏
第十章 简单的介绍干燥
课程实习 停课进行课程设计 期末复习
第七章 传质与分离过程概论
重点：传质分离方法的选择 相组成的表示方法 相之间对流传质模型 各种传质机理和传质方式的理解 传质设备的基本类型和性能要求
难点：双膜理论 溶质渗透理论 表面更新理论
第一节 概述
• 7.1.1 传质分离方法
依据分离原理不同，传质分为两种
平衡分离
速率分离
平衡分离过程系借助分离 媒介（如热能、溶剂、吸 附剂等）使均相混合物系 统变为两相体系，再以混 合物中各组分在处于平衡 的两相中分配关系的差异 为依据而实现分离。根据 两相状态的不同，平衡分 离过程可分为如下几类：
速率分离过程是指借助某种推 动力，如浓度差、压力差、温 度差、电位差等的作用，某些 情况下在选择性透过膜的配合 下，利用各组分扩散速度的差 异而实现混合物的分离操作。 这类过程的特点是所处理的物 料和产品通常属于同一相态， 仅有组成的差别。
平衡分离
（1）气液传质过程 （2）液液传质过程 （3）液固传质过程 （4）气固传质过程
在平衡分离过程中， 组分在两相中的组成关系常用分配 系数（又称相平衡比）来表示，即
化工原理第七章
第7 章 习题解答1.含量为0.02（摩尔分数）的稀氨水在20℃时氨平衡的分压为1.66kPa ，氨水上方的总压强为常压，在此含量下相平衡关系服从亨利定律，氨水的密度可近似取1000kg/m 3，试求算亨利系数E 、H 和m 的数值各是多少？解: (1)由 A A Ex p =*可得kPa x p E A A 3.8302.0666.1*===(2) 取1kmol 氨水为基准，其中含0.98kmol 水与0.02kmol 氨，总摩尔体积为 kmol m M M V NH O H /02.098.0332ρ+=氨水的总摩尔浓度为3/6.551702.01898.0100002.098.0132m kmol M M V c NH O H =⨯+⨯=+==ρ 氨的摩尔浓度 A A cx c = 由 Hc pAA=*,可得 )./(667.03.836.55**m kN kmol E c p cx p c H AA A A =====(3)由 822.03.1013.83===P E m 2. 在01.33kPa 、20℃时，氧气在水中的溶解度可用P o2=4.06×106x 表示，式中P O2为氧在气相中的分压，kPa ，x 为氧在液相中的摩尔分数。
试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。
解：氧在空气中的摩尔分率为0.21,故666101.330.2121.2821.285.24104.0610 4.0610p py kPap x -==⨯====⨯⨯⨯ 在本题浓度范围内亨利定律适用，由p EM Hp c EM H ssρρ==⇒=*查附录表1可知，20℃时氧在水中的亨利系数E=4.06×106kPa ,因x 值甚小,所以溶液密度可按纯水计算,即取ρ=1000kg/m 3,所以单位体积溶液中的溶质的摩尔浓度为*436100021.28 2.9110/4.061018sc p kmol m EM ρ-==⨯=⨯⨯⨯ 则每立方米溶解氧气质量为*3329.31/c g m ⨯=氧气3.一直径为25mm 的萘球悬挂于静止空气中，进行分子扩散。
化工原理 第七章1
21/21
1. 单相内的对流传质的有效膜模型
DG NA pG pi RTd G
气膜传质系数
DG p NA pG pi RTd G pBm
2. 传质速率方程式
N A kG pG pi
N A k L ci c A
浙江大学化学工程研究所
第二节 分子传质
8/21
说明：（1）JA 是相对扩散通量 （绝对扩散通量用NA表示） （2）DAB是物性之一
DAB f ( P, T , x)
DAB（气）10-5m2/s DAB（液）10-9m2/s
DAB（固）<10-10m2/s
浙江大学化学工程研究所
第二节 分子传质
组成
20/21
气膜
pG pi
气相主体 传质方向
或两股直接接触的流体之间
的质量传递。 涡流（脉动）扩散通量：
J AE
总扩散通量：
dcA DE dz
dG z
距离
J AT
dcA D DE dz
△湍流主体区：DED ，分子扩散几乎可以忽略 △层流底层中：DE＝0，涡流扩散可以忽略 △在过渡区：DE与D相当 ，两者都不能忽略
J A J B 常数
N 0
NB
B
DAB
dcA dcB DBA dz dz
dcA dc B dz dz
A
NA
D AB DBA D
浙江大学化学工程研究所
相界面
等摩尔相互扩散
第二节 分子传质
d cA D dz
13/21
广义费克定律化简为： N A J A
边界条件：
07化工原理第七章习题答案
7-1．100g 水中溶解 0时 1gNH ，从手册查得20C3N H 的平衡分压为986.6Pa ，在此 3 浓度以内服从亨利定律。
试求溶解度系数H （单位为 31kmolmkPa ）和相平衡常数m ，总压力为100kPa 。
（答： 31H,m0.943）0.59kmolmkPa解： 117 3 c0.582kmolm ，1011000 c0.5821m3H0.59molPa ，Pe0.98667.4760y0.0099， e100101.3 117x0.0105，11001718m y 0.0099 e 。
0.943x0.01050时氧在水中的溶解度的表达式p *x67-2．10C3,式中p 为氧在气相中的.31310平衡分压，kPa ；x 为溶液中氧的摩尔分数。
空气中氧的体积分数为21%，试求总压为101kPa 时，每 3 m 水中可溶解多少g 氧？（答：3 11.4gm ，或 3 0.35molm ） 解：Pe0.21101.321.3kPa ，Pe21.36x6.4210，663.313103.3131066.4210323c11.4gm 。
1810007-3．用清水吸收混合气中的NH 3，进入常压吸收塔的气体含NH 3体积分数为6%， 吸收后气体含N H 体积分数为0.4%，出口溶液的摩尔比为 310.012kmolNH 水。
3kmol此物系的平衡关系为Y2.52X 。
气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多 少？（答：顶ΔY 0.00402，底0.034ΔY）21y0.06y0.004 12解：Y0.064，Y0.0402，121y10.061y10.00412塔底：Y e 2.52X2.520.0120.03024， 塔顶：Y e 2.52X2.5200，塔顶气相推动力Y0.00402，2塔底气相推动力Y 1YY e 0.0640.030240.034。
1,17-4．用水吸收空气中的甲醇蒸汽，在操作温度300K 下的溶解度系31 H,传质系数211k0.056kmolmhkPa ，2kmolmkPa G21-13k0.075kmolmhkmolm。
(完整版)化工原理-第七章-蒸发
化工原理-第七章-蒸发一.选择题1.蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为（）。
BA. 生蒸汽；B. 二次蒸汽；C. 额外蒸汽2. 蒸发室内溶液的沸点（）二次蒸汽的温度。
BA. 等于；B. 高于；C. 低于3. 在蒸发操作中，若使溶液在（）下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效温度差。
AA. 减压；B. 常压；C. 加压4. 在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要（）1kg的加热蒸汽。
CA. 等于；B. 小于；C. 不少于5. 蒸发器的有效温度差是指（）。
AA. 加热蒸汽温度与溶液的沸点之差；B. 加热蒸汽与二次蒸汽温度之差；C. 温度差损失6. 提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（）。
CA. 传热温度差；B. 加热蒸汽压力；C. 传热系数；D. 传热面积；7. 中央循环管式蒸发器属于（）蒸发器。
AA. 自然循环；B. 强制循环；C. 膜式8. 蒸发热敏性而不易于结晶的溶液时，宜采用（）蒸发器。
BA. 列文式；B. 膜式；C. 外加热式；D. 标准式9. 多效蒸发可以提高加热蒸汽的经济程度，所以多效蒸发的操作费用是随效数的增加而（）。
AA. 减少；B. 增加；C. 不变10. 蒸发装置中，效数越多，温度差损失（）。
BA. 越少；B. 越大；C. 不变11. 采用多效蒸发的目的是为了提高（）。
BA. 完成液的浓度；B. 加热蒸汽经济程度；C. 生产能力12. 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（）换取的。
AA. 传热面积；B. 加热蒸汽压力；C. 传热系数13. 多效蒸发中，由于温度差损失的影响，效数越多，温度差损失越大，分配到每效的有效温度差就（）。
AA. 越小；B. 越大；C. 不变14. （）加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低。
AA. 并流；B. 逆流；C. 平流15. 对热敏性及易生泡沫的稀溶液的蒸发，宜采用（）蒸发器。
化工原理各章节知识点总结
化工原理各章节知识点总结化工原理是化学工程专业的基础课程，主要介绍了化学工程的基本概念、理论和技术。
下面是各章节的知识点总结：第一章：化工原理的基本概念和性质1.化工原理的定义和基本任务2.化工原理的基本性质和特点3.化工原理的基本方法和技术第二章：化学平衡和能量平衡1.化学反应平衡的条件和表达式2.平衡常数和平衡常数表达式3.能量平衡的基本原理和方法4.热力学和热力学函数5.熵和化学势的概念和计算第三章：物相平衡1.物质在不同相之间存在的平衡条件2.相平衡的相图和相平衡计算3.蒸馏和萃取等物相平衡的应用第四章：质量平衡和物质迁移1.质量平衡的基本原理和方程2.质量平衡的应用：反应工艺和物料平衡3.物质迁移的基本理论和计算方法第五章：流体力学1.流体的基本概念和性质2.流体的连续性方程和动量方程3.流体的能量方程和压力损失4.流体的流动和阻力的计算第六章：传递现象1.传递现象的基本概念和分类2.传递现象的数学模型和方程3.质量传递、热量传递和动量传递的计算第七章：反应工程基础1.化学反应的速率和速率方程2.反应速率的测定和表达3.反应工程的热力学和动力学分析4.反应器的分析和设计第八章：传热和传质1.传热的基本机制和传热方式2.导热和对流传热的计算3.汽液传质和固液传质的计算第九章：流体传动和流动分布1.流体传动的基本方式和流动性质2.流体传动的计算和分析3.流动分布的原理和应用第十章：分离工程基础1.分离过程的基本概念和分类2.平衡分离的基本理论和计算3.萃取、吸附和蒸馏等分离工艺的应用第十一章：生化反应工程基础1.生物反应器的基本概念和种类2.酶反应和微生物反应的基本原理3.生化反应器的分析和设计以上是化工原理各章节的知识点总结，涵盖了化工原理的核心内容。
中山大学化工原理化工基础_吸收
(7-22)
Kx、Ky与KG、KL的关系
(7-23)
(7-24)
传质速率方程与传质系数的换算
气相
液相
两相气膜
两相液膜
浓度
摩尔分数
与膜系数相对应的吸收速率式
用一相主体与界面的浓度差表示推动力
与总系数对应的速率式
用一相主体的浓度与其平衡浓度之差
表示推动力
传质速率方程与传质系数的换算
气相
液相
两相气膜
《化工原理》---- 第七章：《吸收》
吸收
传质与分离过程
• 传质(质量传递)
势或“推动力”，物质分子或者流体微元的转移----特定组分的定向迁移
生活中的传质：“酒香不怕巷子深”，“佛跳墙”，
炒菜，下雨等
方向：高浓度到低浓度，浓度差 = 推动力
范围：相内传质， 相际传质
生产中的传质
总压P对H影响很小；温度T ，H
易溶气体H>难溶气体H
相平衡常数m＝f（物系，T，P）
m=E/P, P
, m
;
T ，m
易溶气体m<难溶气体m
例7-2
例7-2
计算说明，在 5%以内时E 、 m、 H均趋于常数。
气液相平衡关系总结
溶液
定律
公式
理想
溶液
拉乌尔
定律
P P x
实际
溶液
实验
结果
P f ( x)
N A kG ( pAG pA i )
N A k y ( y yi )
k y——以气相摩尔分率表示推动力的气膜传
质分系数，kmol/（m2·s）；
各气相传质分系数之间的关系：
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浙江大学本科生课程 化工原理
第七章 质量传递基础
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二．解析法
浓度边界层
CA
CA CA
CA CA
图 表面上的边界层
由传质微分方程，求得浓度分布。
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三．类比法
(双 膜 模 型 ） 停 滞 膜 模 型 溶 质 渗 透 模 型 表 面 更 新 模 型
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2、传质理论简介
（1）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。
通过因次分析发现，对流传质中涉及的准数共有以下几个：
Re--------雷诺数 Sc---------施米特（Schmidt）准数， Sc （与传热中的Pr=/a相当） Sh---------谢伍德（Sherwood）准数， （表示分子扩散阻力与对流传质阻力之比，与对流传
D AB
D AB
幻灯片2目录
§7.1 对流传质 一、实验关联法 1、传质理论简介 2、对流传质系数的经验关联式 二、解析法 三．类比法
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第七章 质量传递基础
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§7.1 对流传质
对流传质通常指运动流体与界面（固体壁面或流 体界面）间由于涡流或脉动作用所造成的质量传递， 是相际间传质的基础。 对流传质方程： N A k L C1 C 2 kG p1 p2
经推 导， 得 k L 与实验结果相吻合。
DL ，
CAi
界面
特点：强调形成稳定浓度梯度的过 渡阶段 缺陷：认为各批旋涡与气相接触的 时间相同
C Ai
相界面
2 3 CA0 1 0
4
c
C A0
微团 浙江大学本科生课程 化工原理
距界面距离
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2、传质理论简介
（3）表面更新模型：
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2、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； ② 由 kL
DL
L
C 知k L D L ， 与实际不符 C Bm
③界面阻力不计，这是一个尚有争议的问题
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2、传质理论简介
（ 2 ）溶质渗透模型：希格比（ Higbie ） 1935 年提出，
kL 热中的Nu相当） Sh D AB
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1、对流传质系数的经验关联式
GrAB--------格拉晓夫（Grashof）数
GrAB L3 g A L3 g A
2
2
（表示由于密度差所引起的自然对流流动）
通过无因次分析，可得
强制对流传质：
自然对流传质：
Sh f GrAB , Sc
Sh f Re,Sc
对流传质系数的关联式举例： 管内湍流流动传质：见式 (7-60) 流体平行流过平板时的传质： 层流时：见(7-61)
湍流时：见(7-62)
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2、传质理论简介
化工原理
d ( u x ) yx dy d ( c p T ) q y a dy dC A J A, y D AB dy
第七章 质量传递基础
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几种类比关系： 雷诺类比
8
St St
k 或 8 c p u u
实 验 方 法 边 界 层 分 析 解 传质系数的确定： 解 析 法 边 界 层 积 分 解 类 比 法
传质系数
回忆：牛顿冷却定律q = ( t -tw)
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一、实验关联法 1、对流传质系数的经验关联式
传质过程中的重要准数：
柯尔本类比
（Pr1、Sc1）
8 j H St Pr 2 / 3 j D S t Sc 2 / 3
jH、jD 分别为传热、传质因子
jH jD
普兰特类比：
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L
组成
DL
C (C A1 C A2 ) C Bm DL C C Bm
pG pi 气相主体 Ci
传质方
对照对流传质方程，可知：
液相主体
kL
L
G
L 距离
双膜模型
对流传质方程： N A k L C1 C 2 kG p1 p2
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动量传递、热量传递、质量传递的类似性： du 牛顿粘性定律： dy t 傅立叶定律： q k n dC A 费克定律： J A, z D AB dz
d ( u x ) yx ( E ) 湍流时： dy d ( c p T ) q y (a a E ) dy dC A J A, y ( D AB D AB , E ) dy 浙江大学本科生课程
组成
pG pi 气相主体 Ci
气膜 液膜
传质方向 液相主体 CL z
(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。
G
L 距离
双膜模型
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2、传质理论简介
气膜 液膜
若为单向扩散，在液相中有：
NA