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单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2-2-3,涡流扩散与对流传质,1,.,涡流扩散：,湍流流体中出现质点脉动和大量旋涡，造成组分扩散。,借助于费克定律形式,:,De,为涡流扩散系数， 不仅和物性有关，而且与流动状况有关,2.,对流扩散速率,:,即有,分子扩散,又有,涡流扩散,1,湍流区,，,气液相在主体,涡流扩散,分子扩散,浓度梯度 ,0,过渡区,，,有涡流扩散,D,，,De,两者均不可忽略,浓度梯度减小,层流区,靠近界面,分子扩散,涡流扩散,浓度梯度大,2,涡流扩散系数,De,规律复杂，难以用式子表达。,可把,涡流扩散阻力,当作相当于某个厚度的滞流膜内的,分子扩散阻力,处理。,即认为,总传质阻力,当作,厚度为,e,的滞流膜的分子扩散阻力,，膜外阻力为,0,，则对流扩散速率可通过距离为,e,的分子扩散计算。,气相扩散速率,液相扩散速率,3,令,其中，,k,g,：气相对流传质系数，,kmol,m,-2,s,-1,Pa,-1,;,k,l,：液相对流传质系数，,ms,-1,。,气液相对流传质速率方程：,4,吸收过程,-,相际间传质：气相主体,-,相界面,-,液相主体,2-2-4,吸收过程（相际传质）的双膜模型,（有效膜模型）,5,有效膜模型要点：,a.,气液相间有稳定的相界面，在界面处,气液浓度成平衡,，可用相平衡关系描述,p,i,=,f(c,i,),b.,相界面两侧各有一,停滞膜,（虚拟膜或者有效膜）（气膜和液膜），膜内传质以,分子扩散,方式进行,c.,传质阻力,全部集中在,虚拟膜,内，,膜外主体高度湍流，传质阻力为,0,。,6,2.2.5,吸收过程传质速率方程式,传质阻力全部折算到虚拟膜内，则吸收过程的传质速率方程可表示为以,分子扩散形式,表示的传质速率,在稳态的条件下，,N,气相主体与界面,=N,界面,=N,界面至液相主体,7,1.,膜内传质速率方程,气膜内传质速率方程：,8,液膜内传质速率方程,c,液相主体溶质组分的摩尔浓度；,c,i,界面上溶质组分摩尔浓度；,c,0,-,液相的,总摩尔浓度,，即,溶剂浓度,+,溶质浓度,。,k,g,k,l,气液相膜传质系数。,x,液相主体溶质组分的摩尔分率；,x,i,界面上溶质组分的摩尔分率。,k,x,k,y,以摩尔分率差为推动力时的气液相膜传质系数，,kmol/m,2,.s,。,9,2.,总传质速率方程,K,g,，,K,y,，,K,l,，,K,x,气、液相总传质系数；,p,e,，,c,e,分别为气液相的,平衡,分压,及,平衡,摩尔浓度,。,10,3.,气液相总传质系数之间的关系,稳态吸收,由亨利定律,（,1,）,（,2,）,K,g,=HK,l,11,由亨利定律,（,3,）,（,4,）,K,x,=K,y,m,12,4.,气相总传质系数之间的关系,5.,液相总传质系数之间的关系,13,6.,总传质系数与膜传质系数的关系,稳态吸收,推出,即,14,或者根据,：,总阻力,=,气膜阻力,+,液膜阻力,气膜阻力：,液膜阻力：,15,液膜,推出,即,16,以摩尔分数差为推动力的总传质系数,推出,即,17,同理可推出,液相总传质系数,18,膜传质速率方程：,7.,吸收过程传质速率方程总结,k,x,=k,y,m,k,g,=Hk,l,19,总传质速率方程,:,K,g,=HK,l,K,x,=K,y,m,20,总传质系数与膜传质系数的关系,21,
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