《化工原理》(下)第二章吸收第三次課課件

2-2-3渦流擴散與對流傳質(zhì)1.渦流擴散：湍流流體中出現(xiàn)質(zhì)點脈動和大量旋渦，造成組分擴散。借助于費克定律形式:De為渦流擴散系數(shù)，不僅和物性有關(guān)，而且與流動狀況有關(guān)2.對流擴散速率:

即有分子擴散又有渦流擴散12-2-3渦流擴散與對流傳質(zhì)1.渦流擴散：湍流流體中湍流區(qū)，氣液相在主體渦流擴散》分子擴散

濃度梯度＝0過渡區(qū)，有渦流擴散D，De兩者均不可忽略

濃度梯度減小層流區(qū),靠近界面分子擴散》渦流擴散

濃度梯度大2湍流區(qū)，氣液相在主體過渡區(qū)，有渦流擴散層流區(qū),靠近界面2渦流擴散系數(shù)De規(guī)律復雜，難以用式子表達?？砂褱u流擴散阻力當作相當于某個厚度的滯流膜內(nèi)的分子擴散阻力處理。即認為總傳質(zhì)阻力當作厚度為δe的滯流膜的分子擴散阻力，膜外阻力為0，則對流擴散速率可通過距離為δe的分子擴散計算。氣相擴散速率液相擴散速率3渦流擴散系數(shù)De規(guī)律復雜，難以用式子表達。氣相擴散速率液相擴令其中，kg：氣相對流傳質(zhì)系數(shù)，kmol·m-2·s-1·Pa-1;

kl：液相對流傳質(zhì)系數(shù)，m·s-1。氣液相對流傳質(zhì)速率方程：4令其中，kg：氣相對流傳質(zhì)系數(shù)，kmol·m-2·s-1·P吸收過程-相際間傳質(zhì)：氣相主體-相界面-液相主體

2-2-4吸收過程（相際傳質(zhì)）的雙膜模型

（有效膜模型）5吸收過程-相際間傳質(zhì)：氣相主體-相界面-液相主體2-2-4有效膜模型要點：

a.氣液相間有穩(wěn)定的相界面，在界面處氣液濃度成平衡，可用相平衡關(guān)系描述pi=f(ci)b.相界面兩側(cè)各有一停滯膜（虛擬膜或者有效膜）（氣膜和液膜），膜內(nèi)傳質(zhì)以分子擴散方式進行c.傳質(zhì)阻力全部集中在虛擬膜內(nèi)，

膜外主體高度湍流，傳質(zhì)阻力為0。6有效膜模型要點：

62.2.5吸收過程傳質(zhì)速率方程式傳質(zhì)阻力全部折算到虛擬膜內(nèi)，則吸收過程的傳質(zhì)速率方程可表示為以分子擴散形式表示的傳質(zhì)速率在穩(wěn)態(tài)的條件下，

N氣相主體與界面=N界面=N界面至液相主體72.2.5吸收過程傳質(zhì)速率方程式傳質(zhì)阻力全部折算到虛擬1.膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程

氣膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程：81.膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程氣膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程：8液膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程

c—液相主體溶質(zhì)組分的摩爾濃度；ci—界面上溶質(zhì)組分摩爾濃度；c0-液相的總摩爾濃度，即溶劑濃度+溶質(zhì)濃度。kg,kl－氣液相膜傳質(zhì)系數(shù)。x－液相主體溶質(zhì)組分的摩爾分率；xi－界面上溶質(zhì)組分的摩爾分率。kx,ky－以摩爾分率差為推動力時的氣液相膜傳質(zhì)系數(shù)，kmol/m2.s。9液膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程c—液相主體溶質(zhì)組分的摩爾濃度；ci—2.總傳質(zhì)速率方程Kg，Ky，Kl，Kx—氣、液相總傳質(zhì)系數(shù)；

pe，ce—分別為氣液相的平衡分壓及平衡摩爾濃度。102.總傳質(zhì)速率方程Kg，Ky，Kl，Kx—氣、液相總傳質(zhì)系數(shù)3.氣液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系穩(wěn)態(tài)吸收由亨利定律（1）（2）Kg=H×Kl113.氣液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系穩(wěn)態(tài)吸收由亨利定律（1）（2）由亨利定律（3）（4）Kx=Ky×m12由亨利定律（3）（4）Kx=Ky×m124.氣相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系5.液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系134.氣相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系5.液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系136.總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系穩(wěn)態(tài)吸收推出即146.總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系穩(wěn)態(tài)吸收推出即14或者根據(jù)：總阻力=氣膜阻力+液膜阻力氣膜阻力：液膜阻力：15或者根據(jù)：總阻力=氣膜阻力+液膜阻力氣膜阻力：液膜阻力：15液膜推出即16液膜推出即16以摩爾分數(shù)差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)推出即17以摩爾分數(shù)差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)推出即17同理可推出液相總傳質(zhì)系數(shù)18同理可推出液相總傳質(zhì)系數(shù)18膜傳質(zhì)速率方程：7.吸收過程傳質(zhì)速率方程總結(jié)kx=ky×mkg=H×kl19膜傳質(zhì)速率方程：7.吸收過程傳質(zhì)速率方程總結(jié)kx=ky×m

總傳質(zhì)速率方程:Kg=H×KlKx=Ky×m20總傳質(zhì)速率方程:Kg=H×KlKx=Ky×m20總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系21總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系212-2-3渦流擴散與對流傳質(zhì)1.渦流擴散：湍流流體中出現(xiàn)質(zhì)點脈動和大量旋渦，造成組分擴散。借助于費克定律形式:De為渦流擴散系數(shù)，不僅和物性有關(guān)，而且與流動狀況有關(guān)2.對流擴散速率:

即有分子擴散又有渦流擴散222-2-3渦流擴散與對流傳質(zhì)1.渦流擴散：湍流流體中湍流區(qū)，氣液相在主體渦流擴散》分子擴散

濃度梯度＝0過渡區(qū)，有渦流擴散D，De兩者均不可忽略

濃度梯度減小層流區(qū),靠近界面分子擴散》渦流擴散

濃度梯度大23湍流區(qū)，氣液相在主體過渡區(qū)，有渦流擴散層流區(qū),靠近界面2渦流擴散系數(shù)De規(guī)律復雜，難以用式子表達?？砂褱u流擴散阻力當作相當于某個厚度的滯流膜內(nèi)的分子擴散阻力處理。即認為總傳質(zhì)阻力當作厚度為δe的滯流膜的分子擴散阻力，膜外阻力為0，則對流擴散速率可通過距離為δe的分子擴散計算。氣相擴散速率液相擴散速率24渦流擴散系數(shù)De規(guī)律復雜，難以用式子表達。氣相擴散速率液相擴令其中，kg：氣相對流傳質(zhì)系數(shù)，kmol·m-2·s-1·Pa-1;

kl：液相對流傳質(zhì)系數(shù)，m·s-1。氣液相對流傳質(zhì)速率方程：25令其中，kg：氣相對流傳質(zhì)系數(shù)，kmol·m-2·s-1·P吸收過程-相際間傳質(zhì)：氣相主體-相界面-液相主體

2-2-4吸收過程（相際傳質(zhì)）的雙膜模型

（有效膜模型）26吸收過程-相際間傳質(zhì)：氣相主體-相界面-液相主體2-2-4有效膜模型要點：

a.氣液相間有穩(wěn)定的相界面，在界面處氣液濃度成平衡，可用相平衡關(guān)系描述pi=f(ci)b.相界面兩側(cè)各有一停滯膜（虛擬膜或者有效膜）（氣膜和液膜），膜內(nèi)傳質(zhì)以分子擴散方式進行c.傳質(zhì)阻力全部集中在虛擬膜內(nèi)，

膜外主體高度湍流，傳質(zhì)阻力為0。27有效膜模型要點：

62.2.5吸收過程傳質(zhì)速率方程式傳質(zhì)阻力全部折算到虛擬膜內(nèi)，則吸收過程的傳質(zhì)速率方程可表示為以分子擴散形式表示的傳質(zhì)速率在穩(wěn)態(tài)的條件下，

N氣相主體與界面=N界面=N界面至液相主體282.2.5吸收過程傳質(zhì)速率方程式傳質(zhì)阻力全部折算到虛擬1.膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程

氣膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程：291.膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程氣膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程：8液膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程

c—液相主體溶質(zhì)組分的摩爾濃度；ci—界面上溶質(zhì)組分摩爾濃度；c0-液相的總摩爾濃度，即溶劑濃度+溶質(zhì)濃度。kg,kl－氣液相膜傳質(zhì)系數(shù)。x－液相主體溶質(zhì)組分的摩爾分率；xi－界面上溶質(zhì)組分的摩爾分率。kx,ky－以摩爾分率差為推動力時的氣液相膜傳質(zhì)系數(shù)，kmol/m2.s。30液膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程c—液相主體溶質(zhì)組分的摩爾濃度；ci—2.總傳質(zhì)速率方程Kg，Ky，Kl，Kx—氣、液相總傳質(zhì)系數(shù)；

pe，ce—分別為氣液相的平衡分壓及平衡摩爾濃度。312.總傳質(zhì)速率方程Kg，Ky，Kl，Kx—氣、液相總傳質(zhì)系數(shù)3.氣液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系穩(wěn)態(tài)吸收由亨利定律（1）（2）Kg=H×Kl323.氣液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系穩(wěn)態(tài)吸收由亨利定律（1）（2）由亨利定律（3）（4）Kx=Ky×m33由亨利定律（3）（4）Kx=Ky×m124.氣相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系5.液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系344.氣相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系5.液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系136.總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系穩(wěn)態(tài)吸收推出即356.總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系穩(wěn)態(tài)吸收推出即14或者根據(jù)：總阻力=氣膜阻力+液膜阻力氣膜阻力：液膜阻力：36或者根據(jù)：總阻力=氣膜阻力+液膜阻力氣膜阻力：液膜阻力：15液膜推出即37液膜推出即16以摩爾分數(shù)差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)推出即38以摩爾分數(shù)差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)推出即17同理可推出液相總傳質(zhì)系數(shù)