第二章传质的理论基础ppt课件.ppt

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1、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2.1传质概论混合物组成的表示方法传质速度和扩散通量质量传递的基本方式2.1.1混合物组成的表示方法质量浓度－－在单位体积中所含某组分的质量，即质量浓度，kg/m3。组分A,B在体积V中具有的质量物质的量浓度－－在单位体积中所含某组分的物质的量，即物质的量浓度，kmol/m3。－－组分A,B在体积V中具有的物质的量，kmol质量浓度与物质的量浓度的关系：－－组分A的摩尔质量，kg/kmol质量分数摩尔分数气液两相：x-气相摩尔分数y-液相摩尔分数组分A的质量分数与摩尔分数的互换关

2、系已知质量分数，求摩尔分数已知摩尔分数，求质量分数回顾混合物组成的表示方法传质速度和扩散通量质量浓度物质的量浓度质量分数摩尔分数传质的速度绝对速度=主体流动速度+扩散速度传质的通量质量通量摩尔通量2.1.2传质的速度和扩散通量传质的速度绝对速度主体流动速度扩散速度绝对速度=主体流动速度+扩散速度传质的通量单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量速度与浓度的乘积（1）以绝对速度表示的质量通量和摩尔通量质量平均速度质量通量摩尔平均速度摩尔通量（2）以扩散速度表示的质量通量和摩尔通量质量通量摩尔通量（3）以主体流动速度表示的质量通量和摩尔通量质量通量摩尔通量【例2-

3、1】组分A(O2)、B(CO2)构成的二元系统中发生一维稳态扩散。已知kmol/m3m/s求:(1)(2)(3)解:(1)kg/m3kg/m3kg/m3kmol/m3(2)(3)2.1.3质量传递的基本方式分子传质对流传质1、分子传质分子扩散，简称扩散由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象分子扩散的原因：浓度梯度、温度梯度、压力梯度、外加电势或其他势热扩散（索瑞特效应）、压力扩散热扩散或压力扩散的结果导致浓度变化并引起浓度扩散，最后温度扩散或压力扩散与浓度扩散相互平衡，建立一稳定状态。2、对流传质壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递分子扩散

4、对流扩散对流质交换（1）对流传质（2）紊流扩散凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象2.2扩散传质2.2.1斐克定律扩散基本定律—斐克定律：组分A向组分B的扩散通量与组分A的浓度梯度成正比扩散物质A的质量扩散通量和摩尔扩散通量－－组分A的质量浓度－－组分A的摩尔浓度－－比例系数，称分子扩散系数两组分扩散系统分子扩散常伴有流体的主体流动例，用液体吸收气体混合物中溶质组分的过程气相液相JAJBNANB=0um三个通量的关系组分的实际传质通量=分子扩散通量+主体流动通量2.2.2气体中的稳态扩散过程分子扩散双向扩散（反方向扩散）单向扩散（一组分通过另一停滞组分的扩散）2

5、.2.2.1等分子反方向扩散z1：CA1CB1z2：CA2CB2CA1CB1>CA2CA2

6、的扩散2.2.4.1与固体内部结构无关的稳态扩散通用表达式：2.2.4.2与固体内部结构有关的多孔固体中的稳态扩散斐克型扩散克努森扩散过渡区扩散2.2.5扩散系数扩散系数是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数，即单位：m2/s表2-1气--气质扩散系数和气体在液体中的质扩散系数D(m2/s)气体在空气中的D，25℃，p=1atm氨-空气水蒸气-空气CO2-空气O2-空气H2-空气2.81×10-52.55×10-51.64×10-52.05×10-54.11×10-5苯蒸汽-空气甲苯蒸气-空气乙醚蒸汽-空气甲醇蒸汽

7、-空气乙醇蒸汽-空气0.84×10-50.88×10-50.93×10-51.59×10-51.19×10-5液相，20℃，稀溶液氨-水CO2-水O2-水H2-水1.75×10-91.78×10-91.81×10-95.19×10-9氯化氢-水氯化钠-水乙烯醇-水CO2-乙烯醇2.58×10-92.58×10-90.97×10-93.42×10-9表2-2气体在空气中的分子扩散系数D0（cm2/s）气体D0气体D0H2N2O2CO20.5110.1320.1780.138SO2NH3H2OHC10.1030.200.220.13表2-2列举了在压强、温度T0=2