第二章 传质的理论基础

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1、SouthwestPetroleumUniversity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SouthwestPetroleumUniversity第二章传质的理论基础主要内容：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SouthwestPetroleumUniversity第二章传质的理论基础浓度差导致传质SouthwestPetroleumUniversity2.1传质概论基本概念•混合物构

2、成成分的表达•传质速率的度量•质量传递的基本方式SouthwestPetroleumUniversity2.1.1混合物构成成分的表达质量浓度MMABABVVi－－在单位容积中所含某组分的质量，即质量浓度。MMAB,组分A,B在容积V中具有的质量SouthwestPetroleumUniversity物质的量浓度nAnBCCABVVC－－在单位容积中所含某组分的物质的i量，即物质的量浓度。nn,－－组分A,B在容积V中具有的物质AB的量SouthwestPetroleumUniversit

3、y质量浓度与物质的量浓度的关系：ACA*MA*M－－组分A的摩尔质量，kg/kmolAMAa混合物的总质量质量分数AkgMnAx混合物总物质的量摩尔分数AnkmolSouthwestPetroleumUniversity2.1.2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SouthwestPetroleumUni

4、versity传质的速度主体流动速度uuuuAA主体组分的扩散速度绝对速度uuuuAmAm绝对速度＝主体流动速度＋扩散速度SouthwestPetroleumUniversity传质的通量二元混合物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.exeSouthwestPetroleumUniversity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。22单位：或Kg/(ms)kmol/(ms)由单位换算可知：KgKgmKmolKmolm23

5、23msmsmsms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。SouthwestPetroleumUniversity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的质量浓度分别为A、B，则以绝对速度表示的组分A、B的质量通量为：muAAAmuBBB混合物的总质量通量为：mmmuuuABAABB故可得：1u(uu)AABBm、m－－分别为以绝对速度表示的组分A、B的质量通量；ABm－－以绝对速度表示的混合物

6、的总质量通量，Kg/(m2s)SouthwestPetroleumUniversity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CA、CB，则以绝对速度表示的组分A、B的摩尔通量为：NCuAAANBCBuB混合物的总摩尔通量为：NNNCuCuCuABAABBm故可得：1u(CuCu)mAABBCN、N－－分别为以绝对速度表示的组分A、B的质量通量；AB2N－－以绝对速度表示的混合物的总质量通量，Kmol/(ms)SouthwestPetrol

7、eumUniversity以扩散速度表示的通量•以扩散速度表示的质量通量2符号j，单位Kg/(ms)i对二元混合物：jAA(uAu)jBB(uBu)jjjAB•以扩散速度表示的摩尔通量2符号J，单位kmol/(ms)i对二元混合物：JACA(uAum)JBCB(uBum)JJJABSouthwestPetroleumUniversity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uuuuumAAAABBAA

8、BBAumBB•以主体流动速度表示的摩尔通量对二元混合物：1CACuCCuCuCuCuxNAmAAABBAABBACCCuxNBmBSouthwestPetroleumUniversityP17SouthwestPetroleumUniversitySouthwestPetroleumUniversity2.1.3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