化工原理传质
化工原理三传一反
化工原理三传一反化工原理是化学工程专业的一门重要基础课程，它主要包括质量平衡、能量平衡、动量平衡和物质传递四个方面。
这四个方面相互联系、相互影响，是化学工程领域中的基础理论。
其中，物质传递是化工原理中的重要内容之一，它包括了物质的传质过程和传质原理。
本文将围绕化工原理三传一反展开讨论，以便更好地理解和掌握这一重要的理论知识。
首先，我们来谈谈物质传递中的传质过程。
传质过程是指物质在不同相之间传递的过程，常见的传质过程包括气体与气体之间的传质、气体与液体之间的传质、液体与液体之间的传质以及固体与液体之间的传质等。
在这些传质过程中，物质的扩散、对流和传质界面的质量传递是三种基本的传质方式。
扩散是指物质在浓度梯度作用下自发地从高浓度区向低浓度区传递的过程，它是传质过程中最基本的方式。
对流是指由于流体的运动而导致物质传递的过程，它在工程实践中具有重要的应用价值。
传质界面的质量传递则是指在传质过程中，物质在相界面上的传递过程，它对于界面处的传质速率有着重要的影响。
其次，我们来讨论物质传递中的传质原理。
传质原理是指在传质过程中所遵循的基本规律和理论原理，它是物质传递过程的基础。
在传质原理中，三传一反是指扩散、对流和传质界面的质量传递三种传质方式，以及反应速率与传质速率之间的关系。
这里的反应速率与传质速率之间的关系是指在化工过程中，物质的传递过程与化学反应过程相互影响、相互制约的关系。
在实际工程中，我们需要综合考虑传质过程和化学反应过程，以便更好地设计和优化化工过程。
总之，化工原理三传一反是化学工程领域中的重要理论基础，它涉及了物质传递的基本过程和原理，对于化工工程师来说具有重要的理论指导意义。
在工程实践中，我们需要充分理解和掌握化工原理三传一反的相关知识，以便更好地应用于工程设计、工艺优化和生产操作中。
希望本文能够对化工原理三传一反有所帮助，也希望读者能够在学习和工作中加以应用和实践。
化工原理三传一反
化工原理三传一反化工原理是化学工程专业的基础课程之一，它是化学工程专业学生学习的重要内容之一。
化工原理三传一反是化工原理课程中的重要内容，它包括传质、传热、传动和反应四个方面。
这四个方面是化工过程中不可或缺的要素，对于化学工程专业的学生来说，掌握这些内容是非常重要的。
首先，传质是化工过程中的重要环节之一。
传质是指物质在不同相之间的传递过程，包括气体、液体和固体之间的传质。
在化工过程中，传质是化学反应和物质转化的基础，它直接影响着化工过程的效率和产品质量。
因此，学习传质的原理和方法对于化工工程专业的学生来说至关重要。
其次，传热也是化工过程中不可或缺的环节。
传热是指热量在物体之间传递的过程，包括传导、对流和辐射三种传热方式。
在化工过程中，许多反应都需要进行加热或冷却，因此传热是化工过程中的重要环节。
学习传热的原理和方法可以帮助化工工程专业的学生更好地掌握化工过程中的能量转化和传递。
再者，传动是化工过程中的另一个重要方面。
传动是指能量在机械系统中的传递和转换过程，包括传动装置、传动元件和传动系统等。
在化工生产中，许多设备和机械都需要进行传动，因此传动是化工过程中不可或缺的环节。
学习传动的原理和方法可以帮助化工工程专业的学生更好地理解和应用化工设备和机械。
最后，反应是化工过程中的核心环节。
反应是指物质之间发生化学变化的过程，包括化学平衡、反应速率和反应热等。
在化工生产中，许多产品都是通过化学反应来实现的，因此反应是化工过程中的核心环节。
学习反应的原理和方法可以帮助化工工程专业的学生更好地掌握化工过程中的化学变化和反应条件。
综上所述，化工原理三传一反是化学工程专业学生学习的重要内容之一。
传质、传热、传动和反应是化工过程中不可或缺的要素，学习这些内容可以帮助化工工程专业的学生更好地掌握化工原理和方法。
希望学生们能够认真学习，深入理解化工原理三传一反的内容，为将来的化工工作打下坚实的基础。
化工原理传质知识点总结
化工原理传质知识点总结一、基本概念1.1 传质的意义传质是指物质在不同相之间的传递过程。
在化工工程中，传质是指溶质在溶剂中的扩散、对流、传热、反应等传输现象。
1.2 传质的分类传质可以根据溶质与溶剂之间的接触方式分为不同的分类：（1）扩散传质：溶质在溶剂中的自由扩散过程，不需要外力的帮助。
（2）对流传质：通过溶剂的对流运动，加快溶质的扩散速率。
（3）辐射传质：发射源释放的辐射物质在空气中传输的过程。
1.3 传质的单位在化工工程中，我们通常使用质量通量或摩尔通量来描述传质的速率。
质量通量用kg/(m^2·s)或g/(cm^2·min)表示，摩尔通量用mol/(m^2·s)或mol/(cm^2·min)表示。
1.4 传质的驱动力传质的驱动力可以通过浓度差、温度差、压力差等来实现。
在传质过程中，驱动力越大，传质速率越快。
1.5 传质的应用传质在化工工程中有着广泛的应用，例如在化学反应中，传质过程可以影响反应速率和产物浓度。
在洗涤、脱水、吸附等过程中，传质也起到重要的作用。
二、传质过程2.1 扩散传质扩散传质是指溶质在溶剂中的自由扩散过程，不需要外力的帮助。
扩散传质的速率与溶质浓度梯度成正比，与扩散距离成反比，与传质物质的性质、温度等因素有关。
2.2 对流传质对流传质是指通过溶剂的对流运动，加快溶质的扩散速率。
对流传质速率与对流速度和溶质浓度梯度成正比，与传质物质的性质、温度等因素有关。
2.3 质量传递系数质量传递系数是评价传质速率的重要参数，表示单位时间内溶质通过单位面积的传质速率。
它与溶质的性质、溶剂的性质、温度、压力等因素有关。
2.4 传质速率传质速率是指单位时间内溶质通过单位面积的传质量。
它由传质物质的性质、浓度梯度、温度、压力等因素决定。
三、传质原理3.1 扩散传质的原理扩散传质的原理是由于溶质在溶剂中的无规则热运动。
在热运动的影响下，溶质会沿着浓度梯度自行扩散，直到浓度均匀。
化工原理第章吸收过程的传质速率-V1
化工原理第章吸收过程的传质速率-V1化工原理第一章吸收过程的传质速率1. 传质速率的定义及相关概念传质速率是指物质由高浓度区向低浓度区移动的速率，通常使用扩散系数来进行描述。
传质过程中，扩散系数是影响传质速率的重要因素。
2. 吸收过程的基本原理吸收过程是指气体分子在接触到液体表面时被吸附并传递到液体中的过程。
吸收过程涉及到气体和液体之间的传质和化学反应，并且受到温度、压力、液体膜厚度等各种因素的影响。
3. 吸收过程的传质速率和传质系数吸收过程的传质速率与传质系数有关。
传质系数是指物质在固体或液体中的扩散速率，通常使用弗克定律来进行描述。
对于气液吸收过程，还需要考虑到气体在吸收液体中的溶解度。
4. 吸收过程中传质速率的计算方法吸收过程中传质速率的计算方法包括速度分布法、密度分布法、拔出法和梯度法等，其中速度分布法是最常用的计算方法。
在计算过程中，需要考虑传质的扩散和流动作用，同时还需要考虑到气体和液体的物理性质。
5. 影响吸收过程传质速率的因素影响吸收过程传质速率的因素包括吸收液体的组成、温度、液体膜厚度、气体流速和气体浓度等。
其中，吸收液体的组成是影响传质速率的最重要因素之一，同时液体温度的升高也会加速传质速率。
6. 吸收过程的优化及应用吸收过程的优化可以通过提高传质系数、减小液体膜厚度、提高液体温度等多种方法来实现。
吸收过程广泛应用于化工、环保、食品等领域，例如用于去除废气中的有害物质、用于糖果和饮料的调味等。
结论：吸收过程是一种重要的传质过程，其中传质速率是影响吸收效率的重要因素之一。
通过研究和优化吸收过程，可以提高吸收效率，并且广泛应用于工业和生活领域。
化工原理 传质
化工原理传质
传质是指在化工过程中，物质通过某种媒介从一个位置传递到另一个位置的过程。
传质过程的关键在于物质的分子之间的相互作用和传递。
传质可以分为以下几种类型：质量传递、热传递和动量传递。
质量传递是指物质的质量通过扩散、对流或反应等机制在系统中的传递。
热传递是指热量通过传导、对流或辐射等方式在系统中的传递。
动量传递则是指动量通过流体的运动在系统中的传递。
在传质过程中，存在三种基本的物质传递机制：扩散、对流和反应。
扩散是指物质由高浓度向低浓度的传递，是靠分子之间的随机热运动实现的。
对流是指物质随着流体的运动而传递的过程，可以是气体或液体的流动。
反应是指物质在满足一定的条件下发生化学反应，从而引起传质的过程。
传质过程可以用一些常见的数学模型来描述，如离散点模型、连续模型和微分模型等。
离散点模型是指将传质系统划分为若干离散的点，通过计算不同点之间的物质传递速率来研究传质过程。
连续模型则是将传质系统看作是连续的媒介，利用方程组来描述传质过程。
微分模型是通过建立微分方程来描述传质过程的变化规律。
在化工过程中，传质是一个非常重要的环节。
对于很多反应来说，传质速率是限制反应速度的因素之一。
因此，研究传质过程对于提高化工过程的效率和产品质量具有重要意义。
化工原理 第六章 蒸馏(传质过程)
t
121.9℃
X=0.383
负偏差
x y
x y
y
y
x
x
19
挥发度与相对挥发度
挥发度：表示某种溶液易挥发的程度。 若为纯组分液体时，通常用其当时温度下饱和蒸 气压PA°来表示。 若为混合溶液时，各组分的挥发度，则用它在一 定温度下蒸气中的分压和与之平衡的液相中该组 分的 摩尔分数之比来表示， vA = pA / xA vB = pB / xB
演示
37
xn
xn 1 yn 1 yn
第四节 双组分连续精馏计算
38
物料衡算
F—原料(液)摩尔流量，kmol/h； D—馏出液摩尔流量，kmol/h； W—釜残液摩尔流量，kmol/h； 总物料衡算 易挥发组分的物料衡算
D xD F xF
F D W
D F ( xF xW ) xD xW
xn 1
n 1
yn xn yn 1
n
n 1
T-x(y) 图
t 假设蒸汽和液体充分接触，并在离 n 1 开第 n 层板时达到相平衡，则 yn 与 xn t n t n 1 平衡，且yn>yn+1，xn<xn-1。
这说明塔板主要起到了传质作用， 使蒸汽中易挥发组分的浓度增加， 同时也使液体中易挥发组分的浓度 减少。
t5 t4 t3 t2 t1
E D
C
B A
x（y）
温度-组成图（ t-x-y 图）
12
上述的两条曲线将tx-y图分成三个区域。
液相线以下的区域 代表未沸腾的液体, 称为液相区 气相线上方的区域 代表过热蒸气,称为 过热蒸气区； 二曲线包围的区域 表示气液同时存在, 称为气液共存区。
化工原理7.2 传质传递的方式与描述7.2 质量传递的方式与描述
一些常用物质的扩散系数 – P313附录一
扩散系数的来源 – 实验测定 – 物理化学手册，化学工程手册等查阅 – 经验或半经验公式估算
1、气体中的扩散系数 气体A在气体B中（或B在A中）的扩散系数，可
按马克斯韦尔—吉利兰（Maxwell-Gilliland）公式进 行估算
3
4.36 105T 2 (
NA
cA c
NA
Dc c cA
dcA dz
z=0，cA=cA1 z=z，cA=cA2
NA
Dc z
ln
c cA2 c cA1
NA
Dp zRT
ln
Байду номын сангаас
p p
pA2 pA1
pA1 pB1 pA2 pB2 pA1 pA2 pB2 pB1
NA
Dp zRT
涡流扩散的速率远远大于分子扩散
总扩散通量：
J
(D
M
)
dcA dz
注意：涡流扩散系数与分子扩散系数不同，不是物性
M A Dp ln pB2 d
z
zdz
0 RT A pB1
z0
M A Dp ln
RT A
p B2 pB1
(z2
z
2 0
)/2
已知： PA1 24Kpa PA2 0Kpa P 100Kpa
A 790Kg / m3 M A 58Kg / Kmol
D A RT z 2 z02 M A p ln pB2 2
（2）传质通量
传质通量NA：在任一固定的空间位置上，单位时间 通过单位面积的A物质量。
化工原理-1-第七章-质量传递基础
其中VC为物质的临界体积（属于基本物性），单位为cm3/mol，可查有关 数据表格，书中表7-4为常见物质的临界体积。 对液体：
同样可由一状态下的D推算出另一状态下的D，即：
T D2 D1 2 1 T 1 2
三、生物物质的扩散系数 常见的一些生物溶质在水溶液中的扩散系数见表7-5。对于水溶液中 生物物质的扩散系数的估算，当溶质相对分子质量小于1000或其分 子体积小于500 cm3/mol时，可用“二”中溶液的扩散系数估算式进 行估算；否则，可用下式进行估算：
解：以A——NH3，B——H2O p 800 y 0.0079 对气相： A A 5 P 1.013 10 pA 800 CA 0.3284 mol 3 m RT 8.314 20 273 0.01 17 对液相： x A 0.01 1 0.01048 17 18
原子扩散体积 v/cm3/mol
S 22.9
分子扩散体积 Σ v/cm3/mol
CO CO2 N2O NH3 H2O SF6 Cl2 Br2 SO2 18.0 26.9 35.9 20.7 13.1 71.3 38.4 69.0 41.8
注：已列出分子扩散体积的，以分子扩散体积为准；若表中未列分子，对一般有机化合物分 子可按分子式由相应的原子扩散体积加和得到。
1 1 MA MB
2
v 13 v 13 P A B
式中：D为A、B二元气体的扩散系数，m2/s；
P为气体的总压，Pa；T为气体的温度，K； MA、MB分别为组分A、B的摩尔质量，kg/kmol； Σ vA、Σ vB分别为组分A、B的分子扩散体积，cm3/mol。 由该式获得的扩散系数，其相对误差一般小于10%。
化工原理里的物质传质模型
化工原理里的物质传质模型
物质传质模型是化工原理中关于物质在不同相之间传递的模型。
根据物质传质的方式和条件的不同，可以有多种不同的传质模型，以下列举几种常见的传质模型：
1. 扩散传质模型：扩散是指在浓度梯度的作用下，溶质从高浓度区域向低浓度区域自发传播的过程。
扩散传质模型用来描述气体、液体和固体的物质扩散过程。
2. 对流传质模型：对流是指溶质在流体中随着流体运动而传播的过程。
对流传质模型是一种将扩散与对流结合的传质模型，用来描述气体和液体的物质对流传质过程。
3. 渗透传质模型：渗透是指溶质通过半透膜或多孔介质的过程。
渗透传质模型描述了在渗透作用下，溶质通过半透膜或多孔介质传递的过程。
4. 蒸发传质模型：蒸发是指液体表面的分子由液体相转化为气体相的过程。
蒸发传质模型描述了液体蒸发时溶质从液相向气相的传质过程。
5. 结晶传质模型：结晶是指溶质由溶解态转变为固态结晶态的过程。
结晶传质模型描述了溶质在溶液中结晶的过程。
这些传质模型可以通过各种传质方程来描述，例如弗里克定律、亨利定律、斯蒂芬-麦明定律等。
根据具体的物质传质过程和条件，选择合适的传质模型和方程
进行分析和计算。
化工原理 第八章 传质过程导论.doc
第八章传质过程导论第一节概述8-1 物质传递过程(传质过程)传质过程• 相内传质过程• 相际传质过程相内传质过程：物质在一个物相内部从浓度(化学位)高的地方向浓度(化学位)高的地方转移的过程。
实例：煤气、氨气在空气中的扩散，食盐在水中的溶解等等。
相际传质过程：物质由一个相向另一个相转移的过程。
相际传质过程是分离均相混合物必须经历的过程，其作为化工单元操作在工业生产中广泛应用，如蒸馏、吸收、萃取等等。
几种典型的相际传质过程●吸收：物质由气相向液相转移，如图8-1所示A图8-1 吸收传质过程●蒸馏：不同物质在汽液两相间的相互转移，如图8-2所示。
相界面AB图8-2 蒸馏传质过程●萃取，包括液-液萃取和液-固萃取液-液萃取：物质从一个相向另一个相转移。
例如用四氯化碳从水溶液中萃取碘。
液-固萃取：物质从固相向液相转移。
●干燥：液体(通常为水)由固相向气相转移其它相际传质过程：如结晶、吸附、气体的增湿、减湿等等。
传质过程与动量传递、热量传递过程比较有相似之处，但比后二者复杂。
例如与传热过程比较，主要差别为： (1)平衡差别传热过程的推动力为两物体(或流体)的温度差，平衡时两物体的温度相等；传质过程的推动力为两相的浓度差，平衡时两相的浓度不相等。
例如1atm,20ºC 下用水吸收空气中的氨，平衡时液相的浓度为0.582 kmol/m3 ，气相的浓度为3.28×10 - 4kmol/m3 ，两者相差5个数量级。
(2)推动力差别传热推动力为温度差，单位为ºC ，推动力的数值和单位单一；而传质过程推动力浓度有多种表示方法无(例如可用气相分压、摩尔浓度、摩尔分数等等表示)，不同的表示方法推动力的数值和单位均不相同。
8-2浓度及相组成的表示方法1. 质量分数和摩尔分数● 质量分数：用w 表示。
以A 、B 二组分混合物为例，有w A = (8-1)● 质量分数：用x 或y 表示。
以A 、B 二组分混合物为例，有x A = (8-2)2. 质量比与摩尔比 ● 质量比：混合物中一个组分的质量对另一个组分的质量之比，用w 表示。
化工原理第五章吸收(传质理论之一)超详细讲解
p*A= CA/ H 或 C*A= H pA 即 C*A ∝ pA C（A—CA液=相nAA的/V物）质. 的量浓度(实际浓度)—kmol/m3 C*A—液相A的平衡浓度(与分压为pA的气相平衡)
H—溶解度系数—kmol/(m3*Pa) or kmol/(m3*atm), H↑, CA*↑,即 吸收体系的溶解度系数越大，气体越易溶。
VNH3后=VB*(VNH3后/VB)
若能求出每份惰性组分空气含NH3的分数VNH3残/ V空 气，则吸收后残存的VNH3残可求。
而 VNH3后/ V空气= (VNH3残/V后总)/ (V空气/V后总)=yA2/ yB2 =yA2/(1-yA2)=5%/(1-5%)=5/95 (份NH3/份空气)
上例用比摩尔分率计算： VNH3＝VB(YA1-YA2) 吸收前： YA1= yA1/yB2=yA1/(1-yA1 )=0.2/0.8=0.25 吸收后：YA2=yA2/yB2=yA2/(1-yA2)=0.05/0.95=0.053
被吸收NH3的体积： VNH3＝80*(0.25-0.053) =15.8 m3
真正的分子扩散距离δ＜δg, δl。
对气膜：用pB/pT对δg加以较正：
g
pB P
kg-气膜吸收分系数
NA
Dg Ap
RT g
Dg PT
RT g pB
A( p pi ) =kgA(p-pi)
kg
Dg PT
RT g pB
对液膜：用CS /(CA+CS)=CS /CT 对δl 加以较正：
注意：
1 吸收达平衡时：YA*=mXA或 XA*= YA/m，但两方程的意 义不同，YA*与YA不同。
化工原理中的传热和传质
化工原理中的传热和传质在化工原理中，传热和传质是非常重要的概念。
传热指的是热量从一个物质传递到另一个物质的过程；而传质则是气体、液体或固体中，物质从一个地方传递到另一个地方的过程。
这两个过程在化工领域中被广泛应用，因此对于化学工程师来说，深入了解传热和传质的基本原理是非常必要的。
1. 传热传热是指热量从一个物质传递到另一个物质的过程。
在化工领域中，传热一般分为三种方式：传导、对流和辐射。
1.1 传导传导指的是热量从高温物体传递到低温物体，通过直接接触使两者温度趋于平衡的过程。
这种方式在化工过程中常常用于传热管内的传热，如水中的电加热管，或者是在反应釜中的传热等。
1.2 对流对流是指通过流体的运动来传递热量的过程。
由于流体的运动，热量能够快速地传递到流体中，并在整个流体中进行传递。
在化工过程中，对流传热主要与搅拌、泵送、气体流动等因素有关。
1.3 辐射辐射是指通过电磁波或者红外线等形式传输能量的过程。
在化工过程中，辐射传热一般是指电加热或者激光加热等。
2. 传质传质是指气体、液体或固体中物质从一个地方传递到另一个地方的过程。
在化工工艺中，传质是调控反应速率和反应效果的重要过程，常常被广泛应用于化工反应、物质分离、制药等领域。
2.1 扩散扩散是指在气体、液体和固体中，物质由高浓度处向低浓度处的自然传递。
在化工过程中，扩散是实现气体、液体或固体中物质传质的一种重要途径。
2.2 对流对流是通过流体的运动来传递物质的过程。
由于流体的流动，物质能够在流体中快速传递，这种方式常常被用于化工反应和物质传输领域。
2.3 吸附吸附是指气体或者液体中的分子由于作用力而被吸附到固体颗粒表面上的过程。
吸附作用可强化物质分离、过滤、纯化等化工过程。
3. 总体分析在化工原理中，传热和传质是非常重要的概念。
理解这两个概念对于化学工程师来说，不但有助于提高化工过程的效率，还能够让他们更好地进行化工反应、物质分离和制药等工作。
通过对传热和传质的深入了解，我们可以更好地掌握化工原理及其工程应用，为推动化工行业的创新和发展做出更大的贡献。
化工原理中三传的实际
化工原理中三传的实际化工原理中的三传指的是传质、传热和传质。
传质是指在平衡状态下，物质在各相之间的自由扩散，并且该扩散过程是从浓度高的相向浓度低的相进行的。
传热是指在平衡状态下，热量在物质之间的传递，它是物质的热运动引起的。
传质和传热在化工生产过程中起着至关重要的作用。
在化工原理中，传质以及传热在实际中的应用非常广泛。
以下将分别介绍三传的实际应用。
传质是化工过程中非常重要的一环。
在化学反应过程中，往往需要对反应物和产物之间的物质传输进行控制。
例如，在气液相的化学反应中，气体需要通过气液界面进入液相进行反应，这就需要通过传质过程来实现。
另外，在某些化学反应过程中，需要将液体从反应器中蒸发出来，这也是一种传质过程。
此外，在化工原料的提取、分离和纯化过程中，传质也是必不可少的。
例如，通过蒸馏、吸收、萃取等过程，可以将某些有机物从混合物中分离出来。
传热在化工生产过程中同样起着重要的作用。
在化工反应过程中，需要控制反应体系的温度，传热过程对于控制温度起着关键作用。
例如，在化工反应中往往需要加热或者冷却反应体系，通过传热的方式来控制反应温度。
此外，在化工生产过程中，还需要进行物料的加热、冷却、浓缩等操作，这些过程都需要借助传热来实现。
例如，在蒸馏过程中，传热通过将液体加热到沸腾点，然后通过蒸汽进行传热，实现分离的目的。
在换热器中，将热源与冷却介质通过导热传热的方式进行换热，也是常见的传热操作。
而传质和传热往往是同时进行的，即传质传热过程。
它是指物质的扩散过程与能量的传递过程一起进行。
在某些化工过程中，例如固体催化剂上的反应，反应物需要通过传质传热过程从气相中吸附到固体表面，并在固相催化剂上发生反应。
在这个过程中，传质传热的效果对反应速率有很大的影响。
总之，在化工原理中的三传在实际应用中起着非常重要的作用。
通过传质和传热的方式，可以实现物质的分离、纯化、反应控制等目的。
在化工过程中，需要结合具体的工艺要求和生产条件，选择适当的传质传热方式，并进行工艺设计和优化，以实现高效、安全、节能的化工过程。
《化工原理》8传质过程导论1.
D RT
dpA dz
将上式中的p、z 对应积分，整理得：
D
NA RTz (pA1 pA2 )
同理，组分B有
D
NB
JB
RTz
pB1 pB2
若为液相，则有
D
N A z cA1 cA2
D
NB z cB1 cB2
例1. 氨气（A)与氮气（B）在一等径管两端相互扩散，管 子各处的温度均为298K，总压均为1.013×105Pa。在端点 1处，氨气的摩尔分数yA1=0.15；在端点2处，yA2=0.06， 点1、2间的距离为1m。已知此时扩散系数DAB=2.3×105m2/s。试求A组分的传质通量。
§8-1-2 相组成的表示方法
1、质量分数和摩尔分数
质量分数
wA
mA m
wB
mB m
wi 1
摩尔分数
xA
nA n
xB
nB n
xi 1
相互换算关系：
wA
xA M A
wi
i Mi
（一般液相用x，气相用y）
wA xAM A
xi M i
i
2、质量比和摩尔比（常见于双组分物系）
扩散：物质在单一相内的传递过程
流体中物质扩散的基本方式：
扩散方式 分子扩散 涡流扩散
作用物 流体分子 流体质点
作用方式 热运动 湍动和旋涡
作用对象 静止、滞流
湍流
分子扩散：
推动力 浓度差 物质传递 简称为扩散
终点： 浓度差为〇
扩散快慢？
College of Power Engineering NNU WANG Yanhua
化工原理(第八章传质基础)
3、生物物质的扩散系数 化 工 原 理 对于水溶液中生物溶质扩散系数的估算，当溶质的分子量 小于1000或其分子体积小于500 cm3/mol 时，可用下式计 算：
DAB
1/ T (φM B )T2 −15 = 7.4 ×10 µVA0.6
m2 / s
吉 首 大 学
吉 首 大 学
JA pA1 pB1 JB pA2 pB2
由于总压p=pA+pB为常数，微分则有：0=dpA+dpB DAB=DBA=D
二、扩散系数 化 工 原 理 扩散系数是衡量物质扩散能力的物理性质，单位：m2/s 1、气体中的扩散系数 气体中的扩散系数与其系统、温度和压力有关，其数量级为 10－5m2/s 对于二元气体扩散系数的估算，通常使用富勒（Fuller）公 式：
固相 C
固相 B+A
气相 C+A
液相 A
汽相 精 馏
干 燥
B+A A+B B
三、相组成的表示方法 化 工 原 理 １．质量分率和摩尔分率 混合物中某组分Ａ的质量mA占混合物总重量m的分率，称为 组分Ａ的质量分率 。即： wA= mA/m 混合物中某组分Ａ的摩尔数nA占混合物总摩尔数n的分率，称 为组分Ａ的质量分率 。即： xA= nA/n ２．质量比和摩尔比 以Ｂ为参照组分，则质量比：w = mA/mB，摩尔比：X = nA/nB 3．质量浓度和摩尔浓度 单位体积溶液中溶质的质量，称为质量浓度，即： CA=mA/V 单位体积溶液中溶质的摩尔数，称为摩尔浓度，即： cA=nA/V
C （C －C ） A Ai CBm
CA CAi CAi’
δ δ’
’ D’ C （C’ C ） Ai－ ’ A C’ δ’ Bm
化工原理讲稿 传质系数和传质理论
适用条件： (1)气体的空塔质量流速G为 320-4150kg/(m2h) (2)液体的空塔质量流速W为 4400-58500 kg/(m2h)； (3)直径为25mm的环形填料。
第五节 传质系数和传质理论
3.传质系数的准数关联式 (1) 计算气相传质系数的准数关联式
m2/m3，为填料层的空隙率m3/m3）；
U0 -─气体在填料空隙中的实际流速，u0=u/（u为空塔气速m/s）；
第五节 传质系数和传质理论
(2)计算液相传质系数的准数关联式
Sh L 0.000595 Re L 0.67 Sc L 0.33 Ga 0.33
液相舍伍德准数
Sh L
kL
cSm c
传质系数和传质理论
一、传质系数 二、 传质理论
第五节 传质系数和传质理论
一、传质系数 传质系数的影响因素 ➢物系的性质 ➢填料的结构 ➢操作条件 传质系数的来源
➢实验测定 ➢经验公式 ➢准数关联式
第五节 传质系数和传质理论
1.传质系数的实验测定 由填料层高度计算式：
h V Yb Ya KY a Ym
➢ 由此理论所得的传质系数计算式形式简单，但等效膜层厚度 1 和 2 以及界面上浓度 pi 和 Ci 都难以确定；
➢ 双膜理论存在着很大的局限性，例如对具有自由相界面或高度湍动 的两流体间的传质体系，相界面是不稳定的，因此界面两侧存在稳 定的等效膜层以及物质以分子扩散方式通过此两膜层的假设都难以 成立；
➢ 该理论提出的双阻力概念，即认为传质阻力集中在相接触的两流体 相中，而界面阻力可忽略不计的概念，在传质过程的计算中得到了 广泛承认，仍是传质过程及设备设计的依据；
第五节 传质系数和传质理论
(化工原理)单相内传质的基本方式
相变
相变过程中，物质的质量可以通过 传质来进行转变。
生物系统
在生物系统中，物质传递是维持生 命活动所必需的过程。
分子扩散系数
1 定义
分子扩散系数是描述物质扩散速率的物理量。
2 影响因素
分子扩散系数受到温度、分子大小和溶剂性质等 因素的影响。
3 测定方法
4 应用
通过实验测定可以获得不同物质在不同温度和溶 剂下的扩散系数。
(化工原理)单相内传质的 基本方式
在化工原理中，单相内传质有多种基本方式：单移质分子扩散、多组分扩散、 离子扩散、气体扩散、热扩散等。
单移质分子扩散
1
定义
指单种物质由高浓度区域移动至低浓度区域
重要性
2
的过程。
单移质分子扩散是各种化工过程中物质传递
的基础，如蒸馏和吸附等。3因素影响浓度梯度、温度、压力、介质性质等因素都 会对分子扩散速率产生影响。
离子交换
离子在溶液中通过交换反应，从 高浓度区域向低浓度区域传递。
电解质溶解
电解质在溶液中溶解时，离子会 扩散至溶液中的其他区域。
离子交换膜
利用专门的离子交换膜，可以实 现离子的选择性传递和分离。
气体扩散
1 气体分子扩散
气体分子在气相中由高压区域向低压区域传递，形成气体扩散现象。
2 气体扩散速率
气体扩散速率受到温度、压力和气体分子的质量等因素的影响。
分子扩散系数在化工过程优化、自然界模拟和材 料设计中有广泛应用。
温度、压力对扩散的影响
温度 压力
随着温度的升高，分子的热运动加剧，扩散速率增 加。
高压下，分子之间的相互作用增强，扩散速率增加。
3 应用
气体扩散在空气净化、气体分离和催化反应等领域具有重要应用价值。
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； DAB——组分A在B组分中的扩散系数，m2/s。
负号：表示扩散方向与浓度梯度方向相反，扩散沿
着浓度降低的方向进行
对于气体扩散：
dC A N A J A D dZ D dp A NA RT dZ
nA pA C A V RT
mA wA 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：
nA 液相： x A n
nA yA n
yA yB y N 1
xA xB x N 1
质量分率与摩尔分率的关系：
nA mwA / M A xA n mwA / M A mwB / M B mwN / M N wA /M A wA /M A wB /M B wN /M N
JA NMcA/c
到界面溶解于溶剂中，造
成界面与主体的微小压差
NA
，
使得混合物向界面处的流 动。 （2）总体流动的特点：
总体流 动NM NMcB/c
JB
1
2
1）因分子本身扩散引起的宏观流动。 2）A、B在总体流动中方向相同，流动速度正比于摩尔 分率。
N MA
cA NM c
N MB
cB NM c
p Bm
——漂流因数，无因次
Sm
漂流因数意义：其大小反映了总体流动对传质速率的影 响程度，其值为总体流动使传质速率较单纯分子
扩
散增大的倍数。 漂流因数的影响因素：
p p Bm 1
c cSm
1
浓度高，漂流因数大，总体流动的影响大。
低浓度时，漂流因数近似等于1，总体流动的影响小 。
扩散通量：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截
面积扩散的物质量，J表示， kmol/(m2· s)
。
• 传质中的分子扩散类似于导热中的热传导，扩散 速率的规律也类似于导热，即与浓度梯度成正比 －费克定律： dC A • 对于双组分物质在稳态下
J A DAB
dz
JA——组分A扩散速率（扩散通量）， kmol/（m2· s）；
(传质推动力） （传质阻力）
液相传质可写成
C A1 C A2 (传质推动力） N A k L C A1 C A2 （传质阻力） 1 kL
§5
单相分子扩散
分子扩散两种形式：等分子反向扩散，单向扩散。 1．等分子反向扩散及速率方程 (1)等分子反向扩散
T P pA1 pB1 1 JB T P pA2 pB2 2
NA NM
cA NA J A NM c
dc A cA N A D NA dz c
Dc dcA NA c cA dz
——微分式
在气相扩散
pA cA RT
c
p RT
dp A Dp NA RT ( p p A ) dz
z
0
N A dz
pA2
（2）精馏操作——利用液体混合物各组分沸点（ 或挥发度）的不同，将物质多次部分汽化与部分 冷凝，从而使液体混合物分离与提纯的过程。
（3）萃取——利用混合物各组分对某溶剂具有不 同的溶解度，从而使混合物各组分得到分离与提 纯的操作过程。
萃取示意图
（4）干燥操作——利用热能使湿物料的湿分汽化 ，水汽或蒸汽经气流带走，从而获得固体产品的 操作。
干燥传质示意图 （5）其他：固—液萃取，结晶，吸附等操作。
3. 传质过程的研究方法 • 要研究传质过程，主要从三个方面进行 研究。 • （1）相平衡关系（气-液溶解度，液-液 溶解度，干燥中的水蒸气分压） • （2）物料衡算关系 • （3）传质速率关系。
§2 相组成表示法及其换算
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。
（3）单向扩散传质速率方程
cB NB J B NM c cB 0 J B NM c cB J B NM c
cA NA J A NM c
JA NMcA/c NA
总体流 动NM NMcB/c
JB
1
2
cB J A J B NM c
NA NM
cB cA cA cB NM NM NM c c c
2．质量比与摩尔比 质量比：混合物中某组分A的质量与惰性
组分 B（不参加传质的组分 ）
的 质量之比。 mA aA mB 摩尔比：混合物中某组分的摩尔数与惰 性组分摩尔数之比。
气相 ：
nA YA nB
液相 ：
nA XA nB
质量分率与质量比的关系：
aA wA 1 aA
wA aA 1 - wA
第6章 传质过程导论 • §1 传质过程概述 1.传质过程的定义——物质以扩散的方式，从一 相转移到另一相的相界面的转移过程，称为物质 的传递过程，简称传质过程。
吸收传质示意图
精馏传质示意图
2 传质过程举例 （1）吸收操作——利用组成混合气体的各组分在 溶剂中溶解度不同来分离气体混合物的操作。
吸收局部示意图
摩尔分率与摩尔比的关系：
X x 1 X
x X 1-x
Y y 1 Y
y Y 1-y
3．质量浓度与摩尔浓度
质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量。
mA GA V
nA cA V
质量浓度与质量分率的关系：
GA wA
摩尔浓度与摩尔分率的关系：
cA xA c
c—混合物在液相中的总摩尔浓度，kmol/m3；
，
D kL Z
—以浓度差为推动力表示的液相传质系数，m s 1
kL
NA
—溶质A的传质通量
kmol m 2 s 1
§4 单相传质的滞流“膜模型”
如图，萘片的扩散传质，即 气相传质
p A1 p A2 N A k G p A1 p A2 1 kG
p A1
Dp dpA RT ( p - pA )
p p A2 Dp NA ln RTz p p A1
p B2 Dp NA ln RTz p B1
——积分式
p pA1 pB1 pA2 pB2
Dp pB2 pB2 pB1 NA ln RTz pB1 pB2 pB1 Dp pA1 pA2 RTz pB2 pB1 ln ( pB2 pB1 )
NA
Z
0
D dZ
D p A pi NA Z RT
D p A pi NA RTZ
N A k G p A pi
D 令 kG RTZ
kG —
称为气相传质系数
对于液相扩散有：
N A k L Ci C A
内通过单位面积的物质量，记作N,
kmol/(m2·s) 。
气相：
D dp A NA= J A RT dz
D NA ( p A1 p A2 ) RTz
液相：
dcA NA= J A DAB dz
D N A (c A1 c A2 ) z
2．单向扩散及速率方程 （1）总体流动：因溶质Ａ扩散
—混合物液相的密度，kg/m3。
4．气体总压与理想气体中组分的分压 总压与某组分的分压之间的关系: 摩尔比与分压之间的关系:
pA pyA
pA YA p pA
摩尔浓度与分压之间的关系:
nA pA cA V RT
§3 扩散原理－费克定律
分子扩散：在静止或滞流流体内部，若某一组分存 在浓度差，则因分子无规则的热运动使 该组分由浓度较高处传递至浓度较低处， 这种现象称为分子扩散。
p Bm
p B2 p B1 p B2 ln p B1
Dp NA ( PA1 PA2 ) RTzpBm
液相：
——积分式
Dc NA (C A1 C A2 ) zcSm
cSm cS2 cS1 cS2 ln cS1
——积分式
（4）讨论
1）组分A的浓度与扩散距离z为指数关系 2） p 、 c c
JA
等分子反向扩散：任一截面处两个组分的扩散速率
大小相等，方向相反。
DAB dp A JA RT dz D BA dp B JB RT dz
总压一定
p p A pB
dp A dp B = dz dz
JA=－JB
DAB=DBA=D
（2）等分子反向扩散传质速率方程
传质速率定义：任一固定的空间位置上， 单位时间