化工原理（下册） 教学课件 作者 钟理伍钦曾朝霞 主编 下册(1,2,3章)课件 第二章 吸收 第三次课.pptVIP

尚辅网 尚辅网 2-2-3 涡流扩散与对流传质 1. 涡流扩散：湍流流体中出现质点脉动和大量旋涡，造成组分扩散。 借助于费克定律形式: De为涡流扩散系数， 不仅和物性有关，而且与流动状况有关 2. 对流扩散速率 : 即有分子扩散又有涡流扩散 涡流扩散系数De规律复杂，难以用式子表达。 可把涡流扩散阻力当作相当于某个厚度的滞流膜内的分子扩散阻力处理。 即认为总传质阻力当作厚度为δe的滞流膜的分子扩散阻力，膜外阻力为0，则对流扩散速率可通过距离为δe的分子扩散计算。 2-2-4 吸收过程（相际传质）的双膜模型 （有效膜模型） 吸收过程-相际间传质：气相主体-相界面-液相主体 有效膜模型要点：? a.气液相间有稳定的相界面，在界面处气液浓度成平衡 ，可用相平衡关系描述 pi=f(ci) b.相界面两侧各有一停滞膜（虚拟膜或者有效膜）（气膜和液膜），膜内传质以分子扩散 方式进行 c.传质阻力全部集中在虚拟膜内， 膜外主体高度湍流，传质阻力为0。 2.2.5 吸收过程传质速率方程式 传质阻力全部折算到虚拟膜内，则吸收过程的传质速率方程可表示为以分子扩散形式表示的传质速率 在稳态的条件下， N气相主体与界面=N界面=N界面至液相主体 1.膜内传质速率方程 液膜内传质速率方程 2.总传质速率方程 6.总传质系数与膜传质系数的关系 膜传质速率方程： * * 尚辅网 尚辅网 湍流区，气液相在主体 涡流扩散》分子扩散 浓度梯度 ＝0 过渡区，有涡流扩散 D，De两者均不可忽略 浓度梯度减小 层流区, 靠近界面 分子扩散》涡流扩散 浓度梯度大 尚辅网 气相扩散速率 液相扩散速率 尚辅网 令 其中，kg：气相对流传质系数，kmol·m-2·s-1·Pa-1; kl：液相对流传质系数，m·s-1。 气液相对流传质速率方程： 尚辅网 尚辅网 尚辅网 尚辅网 气膜内传质速率方程： 尚辅网 c—液相主体溶质组分的摩尔浓度； ci—界面上溶质组分摩尔浓度； c0-液相的总摩尔浓度，即溶剂浓度+溶质浓度。 kg,kl －气液相膜传质系数。 x－液相主体溶质组分的摩尔分率；xi－界面上溶质组分的摩尔分率。 kx,ky－以摩尔分率差为推动力时的气液相膜传质系数，kmol/m2.s。 尚辅网 Kg，Ky，Kl，Kx—气、液相总传质系数；?pe ，ce—分别为气液相的平衡分压及平衡摩尔浓度。 尚辅网 3.气液相总传质系数之间的关系 稳态吸收 由亨利定律 （1） （2） Kg=H×Kl 尚辅网 由亨利定律 （3） （4） Kx=Ky×m 尚辅网 4.气相总传质系数之间的关系 5.液相总传质系数之间的关系 尚辅网 稳态吸收 推出 即 尚辅网 或者根据： 总阻力=气膜阻力+液膜阻力 气膜阻力： 液膜阻力： 尚辅网 液膜 推出 即 尚辅网 以摩尔分数差为推动力的总传质系数 推出 即 尚辅网 同理可推出 液相总传质系数 尚辅网 7. 吸收过程传质速率方程总结 kx=ky×m kg=H×kl