1化工原料、中間產(chǎn)品、粗產(chǎn)品等分類非均相混合物均相混合物特點(diǎn)有相界面無相界面單元操作過濾、沉降等吸收、精餾等分離依據(jù)不同相的物性差異？人造相界面（制成兩相物系）物質(zhì)在相間的物性差異相界面氣相液相SB+AS+A吸收AA脫吸相界面氣相B液相B+AS+A相界面汽相液相精餾ABA+BA+B第八章傳質(zhì)過程導(dǎo)論§8.1概述一、化工生產(chǎn)中的傳質(zhì)過程2相界面固相氣相B+AC+A干燥A相界面氣相水相A（水）B+AAA減濕增濕相界面液相液相B+AS+A萃取A相界面固相液相B+AS+A浸瀝（?。┕獭狠腿A（或A+S）相界面液相固相S+A結(jié)晶A溶解A相界面氣相或液相固相CB+A吸附A脫附A§8.1

概述3相際傳質(zhì)的復(fù)雜性舉例:吸收與傳熱的區(qū)別

①推動(dòng)力不一樣傳熱是溫度差；

傳質(zhì)是濃度差。

②過程的最終狀態(tài)不一樣傳熱是Δt=0；相際間的傳質(zhì)不是濃度差=0，而是相平衡。傳質(zhì)的推動(dòng)力：濃度差

§8.1

概述4二、相組成的表示方法質(zhì)量分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)（一般液相用x，氣相用y）

相互換算關(guān)系：

1.質(zhì)量分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)§8.1

概述52.質(zhì)量比和摩爾比（常見于雙組分物系）

質(zhì)量比

摩爾比換算關(guān)系：§8.1

概述63.濃度質(zhì)量濃度摩爾濃度

換算關(guān)系：氣體kg/m3kmol/m3§8.1

概述7§8.1

概述8一、基本概念和費(fèi)克（Fick）定律流體中物質(zhì)擴(kuò)散的基本方式：分子擴(kuò)散：

擴(kuò)散方式分子擴(kuò)散渦流擴(kuò)散作用物流體分子流體質(zhì)點(diǎn)作用方式熱運(yùn)動(dòng)湍動(dòng)和旋渦作用對(duì)象靜止、滯流湍流擴(kuò)散：物質(zhì)在單一相內(nèi)的傳遞過程

推動(dòng)力濃度差物質(zhì)傳遞擴(kuò)散快慢？§8.2擴(kuò)散原理9費(fèi)克定律

費(fèi)克定律的其它表達(dá)形式：?jiǎn)挝幻娣e上單位時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散傳遞的物質(zhì)量§8.2擴(kuò)散原理10說明：（1）JA,z是相對(duì)擴(kuò)散通量（絕對(duì)擴(kuò)散通量用NA,z表示）單位時(shí)間通過單位分子對(duì)稱面的物質(zhì)量分子對(duì)稱面從兩側(cè)擴(kuò)散通過該截面的分子數(shù)相等的面§8.2擴(kuò)散原理11（2）DA,B是物性之一DA,B（氣）10-5m2/sDA,B（液）10-9m2/sDA,B（固）<10-10m2/s§8.2擴(kuò)散原理分子密集12二、一維穩(wěn)定分子擴(kuò)散（一）等分子（摩爾）相互擴(kuò)散JA=-JB對(duì)A、B二元物系，P=pA+pB=Const.DAB=DBA§8.2擴(kuò)散原理又=D如精餾13傳質(zhì)速率（或傳質(zhì)通量）NA：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過單位固定空間傳質(zhì)面積的物質(zhì)量，單位kmol/(m2?s)；等分子反方向擴(kuò)散中積分得：同理，組分B有若為液相，則有§8.2擴(kuò)散原理14分壓pA、pB

沿?cái)U(kuò)散路徑z的變化為直線函數(shù)§8.2擴(kuò)散原理15（二）一組分通過另一停滯組分的擴(kuò)散溶質(zhì)A相界面溶劑S同時(shí)S不逆向通過（汽化）如吸收：通過B（單向擴(kuò)散）對(duì)于截面F-F’：傳質(zhì)通量擴(kuò)散通量總體流動(dòng)造成的傳質(zhì)通量§8.2擴(kuò)散原理(bulkflow)164.總體流動(dòng)與B的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向相反Nb2.A、B做等分子反方向擴(kuò)散的傳遞運(yùn)動(dòng)3.總體流動(dòng)加快了A的傳遞速度1.總體流動(dòng)即JA=-JBNA=JA+Nb(cA/c)NB=JB+Nb(cB/c)=0B為停滯組分。

即有§8.2擴(kuò)散原理Nb(cA/c)Nb(cB/c)17積分得：§8.2擴(kuò)散原理18由于B組分在界面與主體間的對(duì)數(shù)平均分壓§8.2擴(kuò)散原理19與等摩爾相互擴(kuò)散相比多了一個(gè)因子p/pBm——漂流因數(shù)。漂流因數(shù)反映總體流動(dòng)對(duì)傳質(zhì)速率的影響。

p/pBm>1傳質(zhì)速率較大。若pA

p/pBm；反之pAp/pBm≈1§8.2擴(kuò)散原理20三、擴(kuò)散系數(shù)（一）氣體中的D計(jì)算：半經(jīng)驗(yàn)公式，福勒（Fuller）提出§8.2擴(kuò)散原理21（二）液體中的D計(jì)算：經(jīng)驗(yàn)公式

固體中的擴(kuò)散系數(shù)需靠實(shí)驗(yàn)確定。對(duì)于很稀的非電解質(zhì)溶液（溶質(zhì)A+溶劑S），其擴(kuò)散系數(shù)常用Wilke-Chang公式估算：p11式(8-23)§8.2擴(kuò)散原理22DE——渦流擴(kuò)散系數(shù)。非物性常數(shù)，與湍動(dòng)程度有關(guān)，且與流體質(zhì)點(diǎn)所處位置有關(guān)，很難測(cè)定。湍流流體中進(jìn)行渦流擴(kuò)散的同時(shí)，也存在著分子擴(kuò)散。湍流：DE占主要地位。一、渦流擴(kuò)散§8.3流體與界面間的傳質(zhì)層流：D占主要地位；D——擴(kuò)散系數(shù)。在溫度壓力不變時(shí)為Const.23TTWtWt熱流體冷流體pApAicAicA氣相液相TtGLE二、有效膜模型（1）單相內(nèi)對(duì)流傳質(zhì)過程§8.3流體與界面間的傳質(zhì)241）靠近相界面處層流內(nèi)層：傳質(zhì)機(jī)理僅為分子擴(kuò)散，溶質(zhì)A的濃度梯度較大，pA隨z的變化較陡。2）湍流主體：渦流擴(kuò)散遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子擴(kuò)散，溶質(zhì)濃度均一化，pA隨z的變化近似為水平線。3）過渡區(qū)：分子擴(kuò)散+渦流擴(kuò)散，

pA隨z的變化逐漸平緩?！?.3流體與界面間的傳質(zhì)25（2）有效膜模型

單相對(duì)流傳質(zhì)的傳質(zhì)阻力全部集中在一層虛擬的膜層內(nèi)，膜層內(nèi)的傳質(zhì)形式僅為分子擴(kuò)散。3．單相對(duì)流傳質(zhì)速率方程（1）氣相對(duì)流傳質(zhì)速率方程

有效膜厚δG----E到相界面的垂直距離§8.3流體與界面間的傳質(zhì)26——以分壓差表示推動(dòng)力的氣相傳質(zhì)分系數(shù)（給質(zhì)系數(shù)），

kmol/（m2·s·kPa）。=傳質(zhì)系數(shù)×吸收的推動(dòng)力若推動(dòng)力以氣相摩爾分率表示：§8.3流體與界面間的傳質(zhì)27——以氣相摩爾分率表示推動(dòng)力的氣相給質(zhì)系數(shù)，

kmol/（m2·s）；∵（2）液相對(duì)流傳質(zhì)速率方程§8.3流體與界面間的傳