第二章--传质的理论基础

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C i －－ 在单位容积中所含某组分的物质的
量，即物质的量浓度。
n A , n B －－组分A,B在容积V中具有的物质
的量
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质量浓度与物质的量浓度的关系：
CA
* A
A
M
* A
M －－组分A的摩尔质量，kg/kmol
MA aA M nA xA n
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传质的速度
主体 流动速度
uA u
组分的 绝对速度
u A u
主体 扩散速度
u A um
u A u m
绝对速度＝主体流动速度＋扩散速度
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传质的通量
2.1.1 混合物构成成分的表达
质量浓度
MA ห้องสมุดไป่ตู้ V
MB B V
i －－ 在单位容积中所含某组分的质量，
即质量浓度。
M A , M B 组分A,B在容积V中具有的质量
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物质的量浓度
nA CA V
nB CB V
2 符号 j i ，单位 Kg /( m s )
对二元混合物：
jA A (u A u)
• 以扩散速度表示的摩尔通量 符号 J
i
jB B ( uB u )
j jA jB
，单位 kmol /( m 2 s )
J B C B ( uB um )
对二元混合物： J A C A (u A um )
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以绝对速度表示的摩尔通量
• 设二元混合物的总物质的量浓度为 C ，组分A、B的摩尔浓 度分别为 C A 、C B，则以绝对速度表示的组分A、B的摩尔 通量为 ：
N A C Au A
N B C Bu B
混合物的总摩尔通量为：
N N A N B C Au A C B u B Cu m
Kg m
2
Kg m 3 s m s
Kmol Kmol m 3 m 2 s

m s
传质通量＝浓度×传质速度
由于传质的速度表示方法不同，故传质通量亦有不 同的表达形式。
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以绝对速度表示的质量通量
• 设二元混合物的总质量浓度为 ，组分A、B的质量浓度分
故可得：
1 um (C A u A C B uB ) C
2
NA、 NB －－分别为以绝对速度表示的组分A、B的质量通量； N－－以绝对速度表示的混合物的总质量通量， Kmol/(m
s)
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以扩散速度表示的通量
• 以扩散速度表示的质量通量
质量分数 摩尔分数
混合物的总质量 kg
混合物总物质的量 kmol
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2.1.2
传质速率的度量
斐克定律仅适用于描述由于分子 传质所引起的传质通量，但一般在进 行分子传质的同时，各组分的分子微 团常处于运动状态，故存在组分的运 动速度。为了更全面地描述分子扩 散，必须考虑各组分之间的相对运动 速度以及该情况下的扩散通量等问题
J J
A
JB
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以主体流动速度表示的通量
• 以主体流动速度表示的质量通量 对二元混合物：
1 A A u A B uB A m A u A A u A B uB
Bu Bm
• 以主体流动速度表示的摩尔通量 对二元混合物：
1 C CAum CA CAuA CBuB A CAuA CBuB xA N C C
C B um x B N
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P17
二元混合物A、B在浓度不均匀时的互扩散 及它们的浓度沿y方向的分布情况图。
1.exe
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传质通量
定义：单位时间通过垂直于传质方向上 单位面积的物质数量。 单位： Kg /( m s ) 或 kmol /( m 2 s )
2
由单位换算可知：
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第二章
浓度差导致传质
传质的理论基础
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2.1
传质概论
基本概念 • 混合物构成成分的表达 • 传质速率的度量 • 质量传递的基本方式
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B ，则以绝对速度表示的组分A、B的质量通量 别为 A 、
为 ：
m A Au A
mB BuB
混合物的总质量通量为：
m m A m B A u A B u B u
故可得：
u
1

( A u A B uB )
mA、 mB －－分别为以绝对速度表示的组分A、B的质量通量； m－－以绝对速度表示的混合物的总质量通量， Kg /(m2 s)
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2.1.3 质量传递的基本方式
与热量传递中的导热和对流换热类似，质 量传递的方式分为：
分子传质 对流传质
分子传质又称为分子扩散，简称为扩散，它 是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递 现象。 分子传质在气相、液相和固相中均能发生。
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第二章
传质的理论基础
2.1 传质概论 2.2 扩散传质 2.3 对流传质 2.4 相际间的对流传质模型
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第二章
主要内容：
传质的理论基础
1、传质过程的基本概念及基本定律 2、扩散传质和对流传质的基本机理和规律 3、对流传质的基本分析和准则关联式