对流扩散与相间传质VIP免费

■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质11PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYWA.A.对流扩散对流扩散A.A.对流扩散对流扩散a.a.涡流扩散（湍流扩散）涡流扩散（湍流扩散）分子扩散：ZcDJddAAZcDJddAEAE涡流扩散：ZcDDJdd)(AEAT总扩散：D──分子扩散系数，一定物系在温度、压力不变时为常数DE──涡流扩散系数，是随流体流动状态、位置等条件变化的状态参数由于DE难以测定和计算，使上述式难以应用，必须采取其他处理方法。对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质22PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYWb.b.对流扩散与有效膜概念对流扩散与有效膜概念把湍流主体与相界面之间（或反之）的传质称为对流扩散──包括分子扩散和涡流扩散。以简单的湿壁塔为例讨论有效膜概念。气相侧溶质分布δG’传质方向液体气体层流缓冲层湍流核心ppipZ相界面δG■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质33PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYWδG’──虚拟滞流层（或称有效膜），全部传质推动力(p-pi)，即全部阻力都集中在有效膜内。这可以按有效膜内的分子扩散速率写出有气相到相界面的对流扩散速率关系，即)(RiBM'GGApppTPDNδ同样，对液相侧如以传热中Newton冷却定律的形式表述，则)(iLAcckN气膜液膜)(iGAppkN)(RiBM'LLAcccTCDNδ■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质44PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYW)(iLAcckN)(iGAppkNkL──液相对流动传质分系数（以液膜两端浓度差为推动力），kL=DLC/(δL’cBM)，m/skG──气相对流动传质分系数（以气膜两端分压差为推动力），kG=DGP/(RTδG’pBM)，kmol/m2.s.kpa提出有效膜概念后，可以用分子扩散速率方程描述对流扩散速率，但是由于δG’与δL’是虚拟量难以确定，所以kG、kL不能由定义式算出可以像在传热中处理α一样，实验测定kG、kL，归纳成经验式。──另僻新径─→相间传质。但是，与α不同（导热壁分开），kG、kL由多变的相截面分开，有交互作用，难以测定■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质55PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYWB.B.相间传质相间传质B.B.相间传质相间传质由于相间传质过程的复杂性，采用数学模型法处理。a.a.相间传质模型相间传质模型介绍简单、实用的双膜理论模型。模型要点：ZPppiCcic相界面气膜液膜气相主体液相主体δG’δL’①在相界面两侧，分别存在呈层流流动的气膜、液膜，其厚度随流体流动状态变化，溶质连续通过两膜；②相界面溶解阻力很小，认为气、液在此达相平衡状态；③两膜以外的气、液相主体充分湍流，无浓度梯度。■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质66PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYWZPppiCcic相界面气膜液膜气相主体液相主体δG’δL’■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质77PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYW双膜理论的局限性：①由于流体湍流扰动（尤其在板式塔中），不可能保持固定的相界面；b.b.相间传质速率方程相间传质速率方程气、液相传质速率方程：阻力推动力阻力推动力LiiLAGiiGA/1)(/1)(kcccckNkppppkN其中界面组成pi、ci难以测定，下面用双膜理论模型处理。②没有考虑气、液两相的相互影响。■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质88PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYW⑴Henry定律适于气、液相平衡的情况据相平衡知识p*=c/H据双膜模型要点②pi=ci/H代入液相传质速率方程式NA=kL(ci-c)=kLH(pi-p*)在稳态下iGA*iLAppkNppHkN两式相加GL*A11kHkppN■〓化工原理化工原理--传质原理传质原理/33./33.对流扩散与相间传质对流扩散与相间传质99PCE/ETP-BJTBU/ZYWPCE/ETP-BJTBU/ZYW...