第七讲 扩散系数.pptVIP

* 第七讲 扩散系数 Diffusion Coefficient 一、基本概念回顾 1、扩散的定义 在没有宏观物质流动时，由于分子或原子等微粒的热运动而产生的物质迁移现象。 迁移可以由一种或多种物质在不同相间进行。 动力： 浓度差——分子扩散 温度差——热扩散 压力差——压力扩散 外力场——受力扩散 浓度差越大、微粒愈小、温度越高，扩散就越快。 1）扩散系数是物质扩散能量的度量，是物质特性常数之一。 定义：扩散系数是扩散通量与导致扩散的浓度梯度的比例系数。 2）扩散通量：分子在单位时间内通过单位截面积S的摩尔数 JA Fick 定律： 2、扩散系数 3、扩散系数的类别 相互扩散系数（Mutual DC） 二元体系 自扩散系数（self DC） 纯物质 示踪（或内部）扩散系数（tracer or intra DC） 特定标志物质。 4、扩散系数用途 传质、吸收、催化反应（如催化裂化、乳液反应等） 二、影响扩散系数的因素 温度的影响 压力的影响 D与摩尔分率成线性关系 组成的影响 粘度的影响 根据Stokes Einston 理论 三、扩散系数的预测方法 预测方法根据体系条件不同可分为几种情况 气体：二元低压气体D，理论和经验式 二元高压气体 多组分气体混合物 气体在液体中 液体：二元液体（无限稀溶液） 液态烃和石油馏分 浓度5%的溶液 电解质溶液 多组分液体 1、二元体系 1）理论型 （1）低压～中压 从Boltzmann方程得到 （2）烃——烃体系 （3）Weissman—mason （4）极性气体 Brobaw式 2）经验关联型 Wilke—Lee 2、高压气体D计算 此研究很少，有一种简单的对比态法 Tr=T/Tc Tc=yATCA+yBTCB Pr=P/Pc Pc=yAPCA+yBPCB (DABP)* 为低压方法计算得的值 再由右图的Tr Pr查得后计算得DABP 3、多组分气体系统D Wilke根据Stefan—Maxwell方程提出： 4、液体（二元稀溶液，xi5%） 1）Uemsi 此式亦可用于气—液体系，平均偏差11% 适用：1 ）二组分非极性稀溶液，浓度5%。 2）极性液体——非极性液体，效果好。 极性液体——极性液体 计算值偏低约15-50% 2）Wilke—Chang 适用：1）二组分稀溶液（5%），极性组分，不适用水为溶质 2）平均偏差20%，有时达35% 该式已制成图可查。 3）Tyn—Calus 式 简化 4）Huyduk---Minhas 式 正构烷烃 适用：C5～C32正构烷烃为溶质 C5～C16正构烷烃为溶剂 含水溶液