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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,1,2-2-3 涡流扩散与对流传质1.涡流扩散：湍流流体中,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,湍流区，气液相在主体过渡区，有涡流扩散层流区,靠近界面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,涡流扩散系数De规律复杂，难以用式子表达。气相扩散速率液相扩,令,其中，,k,g,：气相对流传质系数，kmolm,-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,令其中，kg：气相对流传质系数，kmolm-2s-1P,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,吸收过程-相际间传质：气相主体-相界面-液相主体 2-2-4,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,有效膜模型要点：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,7,2.2.5 吸收过程传质速率方程式传质阻力全部折算到虚拟,1.膜内传质速率方程,气膜内传质速率方程：,8,1.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,液膜内传质速率方程 c液相主体溶质组分的摩尔浓度；ci,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,。,10,2.总传质速率方程Kg，Ky，Kl，Kx气、液相总传质系数,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,11,3.气液相总传质系数之间的关系稳态吸收由亨利定律（1）（2）,由亨利定律,（3）,（4）,K,x,=K,y,m,12,由亨利定律（3）（4）Kx=Kym12,4.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,13,4.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,14,6.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,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,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,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,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,膜传质速率方程：7.吸收过程传质速率方程总结kx=kym,总传质速率方程:,K,g,=HK,l,K,x,=K,y,m,20,总传质速率方程:Kg=HKlKx=Kym20,总传质系数与膜传质系数的关系,21,总传质系数与膜传质系数的关系21,
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