《传质过程导论》PPT课件.ppt

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1、第八章传质过程导论IntroductionofMassTransfer说明Announcements1、作业：每周二交作业Assignmentssubmission:everyTuesday2、答疑：每周一次，19:00-21:00，地点：6446Tutorial:19:00-21:00onceaweekinRoom64463、考核方式：平时成绩20%，期末笔试80%Assignment平时作业、实验:10%Auditorium出勤情况(包括答疑):10%FinalExamination期末考试:80%Content概述Introduction1扩散原理Diffus

2、ion2流体界面间的传质Turbulentdiffusion3传质设备简介Equipments4分类：相内传质和相际传质。目的：分离均相混合物。实现方法：加入分离剂，加入能量，加入场8.1.1传质过程定义物质在浓度差、温度差、压力差等推动力作用下的位移。8.1.2化工生产中的传质吸收adsorption←→脱吸desorption(第九章)蒸馏distillation←→蒸馏(第十章)萃取exaction←→萃取(第十二章)干燥drying←→增湿(第十三章)吸附absorption，结晶crystallizaiotn，浸取leaching，离子交换ionexcha

3、nge，膜分离membraneseparation…(第十四章)逆过程气-液汽-液液-液气-固-液相界面pG气相主体pi液相主体CiCL吸收传质方向空气+氨气水8.1.2化工生产中的传质汽相(乙醇-水)乙醇水液相(乙醇-水)蒸馏8.1.2化工生产中的传质过程的方向与极限：相平衡phaseequilibrium过程速率：传质速率=传质推动力/传质阻力概念原理工艺流程过程计算设备8.1.3相组成的表示方法1.质量分率massfraction，wi:∑wi=1摩尔分率molefraction，xi(液相)/yi(气相)计算基准：惰性组分的量或质量2.质量比w与摩尔比X(液

4、相)/Y(气相)双组分物系8.1.3相组成的表示方法3.浓度concentration：质量浓度Ci物质的量浓度ci★☆理想气体物系：Content概述Introduction1扩散原理Diffusion2流体界面间的传质Turbulentdiffusion3传质设备简介Equipments48.2.1基本概念传质机理：分子扩散：分子无规则热运动造成静止或传质垂直方向层流流体中～热传导对流传质：流体质点的湍流和漩涡引起湍流流体中，强度更大～对流传热扩散通量JA，flux；传质通量NA；相界面interface8.2.2菲克定律Fick’sLaw前提：无反应，T、P恒

5、定，二元物系。起因：浓度差“-”:传质方向与浓度梯度方向相反DAB:扩散系数，物性常数，m2/sJA：扩散通量，kmol/m2s：浓度梯度，指向浓度增加的方向。费克定律的其它表达形式：相界面气相液相传质方向双组分混合物，在总浓度(气相也可说总压)各处相等的前提下，有:8.2.2菲克定律Fick’sLaw传质与传热区别:分子占据体积→→“分子对称面”⑴等摩尔相互扩散Equimolar(counter)diffusion无净物流N=0，无主体流动组分A的浓度分布为直线对气相(理想气体)8.2.3一维稳定分子扩散NBBA相界面等摩尔相互扩散NA仅分子扩散一种传质机制Re

6、view⑴传质概念，常见传质种类(2)浓度表示：w，x(y)；w，X/Y；ci，Ci，pi(3)菲克定律：分子扩散的计算(4)一维稳定分子扩散：—等摩尔相互扩散：～精馏，仅分子扩散⑵单向扩散One-waydiffusion8.2.3一维稳定分子扩散分子扩散：JA=-JB。主/总体流动：A进入液相而B反向扩散，界面总压低于气相主，混合气体向界面流动，Nb。总体流动bulkflowofthemixture≠净物流netflow但总体流动速率Nb=净物流速率N扩散：单组分A或B的流动——总体流动：混合物总体的宏观流动⑵单向扩散8.2.3一维稳定分子扩散浓度分布为对数气相：

7、NB=0A相界面单向扩散NA⑵单向扩散8.2.3一维稳定分子扩散～～组分A通过停滞(或不扩散)组分B的分子扩散漂流因子：总体流动对运动组分A传质的影响，>1总体流动加速A的传质，而阻碍B的传质漂流因子↑，总体流动越利于A传质若cA很小，漂流因子≈1，总体流动可忽略总结：⑴等摩尔相互扩散：工业实例——精馏无净物流N=0，NA=JA，NB=JB，JA=-JB，浓度直线分布8.2.3一维稳定分子扩散⑵单向扩散：工业实例——吸收NB=0，JA=-JB，浓度对数分布，引入漂流因子8.2.4扩散系数Diffusivity扩散系数，D，m2/s:~λ和μ物理意义：单位浓度梯度