環(huán)境工程原理第05章_質(zhì)量傳遞

1、第五章第五章質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞第五章 質(zhì)量傳遞 第一節(jié) 環(huán)境工程中的傳質(zhì)過(guò)程第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理第三節(jié) 分子傳質(zhì)第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì)本章主要內(nèi)容氣體混合物中組分分離吹脫去除揮發(fā)性組分汽提液體混合物中組分分離染料廢水處理樣品石油烴分離測(cè)定氣體或液體混合物中組分分離活性炭吸附水中有機(jī)物去除水中陰陽(yáng)離子制作純水去除水中重金屬高分子薄膜為分離介質(zhì)，組分選擇性地透過(guò)膜制作純水海水淡化截留某些組分去除水、氣體和固體中污染物的過(guò)程吸收萃取吸附膜分離離子交換 傳質(zhì)過(guò)程：分離中的傳質(zhì)過(guò)程：第一節(jié) 環(huán)境工程中的傳質(zhì)過(guò)程反應(yīng)中的傳質(zhì)過(guò)程：石灰/石灰水洗滌煙氣脫硫第一節(jié) 環(huán)境工程中的傳質(zhì)過(guò)程一個(gè)含有兩種或兩種以上組分

2、的體系組分A的濃度分布不均勻組分A由濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域的轉(zhuǎn)移物質(zhì)傳遞現(xiàn)象傳質(zhì)過(guò)程質(zhì)量傳遞過(guò)程需要解決兩個(gè)基本問(wèn)題：過(guò)程的極限:過(guò)程的速率:相平衡關(guān)系以濃度差為推動(dòng)力的傳質(zhì)過(guò)程：以濃度差為推動(dòng)力的傳質(zhì)過(guò)程：質(zhì)量傳遞研究?jī)?nèi)容！第一節(jié) 環(huán)境工程中的傳質(zhì)過(guò)程一、傳質(zhì)機(jī)理二、分子擴(kuò)散三、渦流擴(kuò)散本節(jié)的主要內(nèi)容第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理 藍(lán)色由最初的位置慢慢散開(kāi)，即藍(lán)墨水的分子由高濃度處藍(lán)色由最初的位置慢慢散開(kāi)，即藍(lán)墨水的分子由高濃度處向低濃度處移動(dòng)向低濃度處移動(dòng)向一杯水中加入一滴藍(lán)墨水向一杯水中加入一滴藍(lán)墨水質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞靜止靜止藍(lán)色由最初的位置慢慢散開(kāi)，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段藍(lán)色由最初的位置慢慢散開(kāi)，

3、經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間后，杯中水的顏色趨于一致時(shí)間后，杯中水的顏色趨于一致攪拌一下攪拌一下？由分子的微觀運(yùn)動(dòng)引起由分子的微觀運(yùn)動(dòng)引起工程上為了加速傳質(zhì)，通常使流體介質(zhì)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)湍流狀態(tài)，渦流擴(kuò)散的效果占主要地位 慢慢由流體微團(tuán)的宏觀運(yùn)動(dòng)引起由流體微團(tuán)的宏觀運(yùn)動(dòng)引起分子擴(kuò)散分子擴(kuò)散快快渦流擴(kuò)散渦流擴(kuò)散第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理 一、傳質(zhì)機(jī)理氣體約為每分鐘10cm，對(duì)于液體約為0.05cm，固體中僅為0.00001cm。 分子擴(kuò)散過(guò)程只有在固體、靜止流體或?qū)恿髁鲃?dòng)的流體中才會(huì)單獨(dú)發(fā)生。 由分子的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的傳遞（一）費(fèi)克定律在某一空間充滿A、B組分組成的混合物，無(wú)總體流動(dòng)或處于靜止?fàn)顟B(tài) 21A

4、Acc 分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果將導(dǎo)致A分子由濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域凈擴(kuò)散，即發(fā)生由高濃度處向低濃度處的分子擴(kuò)散 分子擴(kuò)散的速率？第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理 二、分子擴(kuò)散AAzABdcNDdz 在一維穩(wěn)態(tài)情況下，單位時(shí)間通過(guò)垂直于z方向的單位面積擴(kuò)散的組分A的量為單位時(shí)間在z方向上經(jīng)單位面積擴(kuò)散的A組分的量，即擴(kuò)散通量，也稱為擴(kuò)散速率，kmol/（m2s）組分A的物質(zhì)的量濃度，kmol/m3組分A在組分B中進(jìn)行擴(kuò)散的分子擴(kuò)散系數(shù)，m2/s組分A在z方向上的濃度梯度，kmol/m3m由濃度梯度引起的擴(kuò)散通量與濃度梯度成正比負(fù)號(hào)表示組分A向濃度減小的方向傳遞以物質(zhì)的量濃度為基準(zhǔn) 費(fèi)克定律第二節(jié) 質(zhì)量傳

5、遞的基本原理 (5.2.1)mAAzABdxNDdz c設(shè)混合物的物質(zhì)的量濃度為 （kmol/m3），組分A的摩爾分?jǐn)?shù)為Axc當(dāng) 為常數(shù)時(shí)AAcc x以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為基準(zhǔn)以摩爾分?jǐn)?shù)為基準(zhǔn)混合物質(zhì)量濃度(密度)，kg /m3組分A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)當(dāng)混合物的密度為常數(shù)時(shí)AmAx組分A的質(zhì)量濃度，kg /m3以質(zhì)量濃度為基準(zhǔn)kg/（m2s） kg/（m2s） AAzABdxNc Ddz AAzABdNDdz AAzABdcNDdz kmol/（m2s）第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理 (5.2.2)(5.2.3)（一）費(fèi)克定律 （二）分子擴(kuò)散系數(shù) 擴(kuò)散物質(zhì)在單位濃度梯度下的擴(kuò)散速率，表征物質(zhì)分子擴(kuò)散能力。擴(kuò)散系數(shù)大

6、，表示分子擴(kuò)散快。 分子擴(kuò)散系數(shù)是物理常數(shù)，其數(shù)值受體系溫度、壓力和混合物濃度等因素的影響AzABANDdcdz 第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理 (5.2.5) D定義渦流質(zhì)量擴(kuò)散系數(shù) 渦流擴(kuò)散系數(shù)不是物理常數(shù)，它取決于流體流動(dòng)的特性，受湍動(dòng)程度和擴(kuò)散部位等復(fù)雜因素的影響 工程中大部分流體流動(dòng)為湍流狀態(tài)，同時(shí)存在分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散，因此組分A總的質(zhì)量擴(kuò)散通量DABeffD有效質(zhì)量擴(kuò)散系數(shù)在充分發(fā)展的湍流中，渦流擴(kuò)散系數(shù)往往比分子擴(kuò)散系數(shù)大得多，因而有組分A的平均物質(zhì)的量濃度 AADdcNdz ()AAAtABDABeffdcdcNDDdzdz 三、渦流擴(kuò)散 第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理 傳質(zhì)的機(jī)理分

7、子擴(kuò)散渦流擴(kuò)散實(shí)際傳質(zhì)過(guò)程中的速率？費(fèi)克定律受流動(dòng)影響靜止介質(zhì)中的擴(kuò)散流體中的擴(kuò)散分子傳質(zhì)對(duì)流傳質(zhì)一、單向擴(kuò)散 擴(kuò)散通量、濃度分布二、等分子反向擴(kuò)散 擴(kuò)散通量、濃度分布三、界面上有化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)（略）本節(jié)的主要內(nèi)容第三節(jié) 分子傳質(zhì)在靜止流體中由于分子擴(kuò)散所引起的質(zhì)量傳遞問(wèn)題 靜止流體相界面組分A通過(guò)氣相主體向相界面擴(kuò)散 依靠分子擴(kuò)散,AA icc,0AAccNA在相界面附近，組分A沿?cái)U(kuò)散的方向?qū)⒔⒁欢ǖ臐舛确植?第三節(jié) 分子傳質(zhì)單向擴(kuò)散等分子反向擴(kuò)散等分子反向擴(kuò)散 水含有氨的廢氣苯甲苯體系苯NB第三節(jié) 分子傳質(zhì)兩種情況空氣與氨的混合氣體 （靜止）氨空氣氨的分壓 p減小流體自氣相主體向相界

8、面流動(dòng) 空氣分壓增大反向擴(kuò)散 可視為空氣處于沒(méi)有流動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)相界面氨的擴(kuò)散量增加相界面上，氨溶解于水氣相總壓減小第三節(jié) 分子傳質(zhì)一、單向擴(kuò)散 氨傳質(zhì)過(guò)程：氨溶解于水氨分壓降低相界面處的氣相總壓降低流體主體與相界面之間形成總壓梯度流體主體向相界面處流動(dòng)氨的擴(kuò)散量增加流動(dòng)氨空氣相界面上空氣的濃度增加空氣應(yīng)從相界面向混合氣體主體作反方向擴(kuò)散相界面處空氣的濃度（或分壓）恒定可視為空氣處于沒(méi)有流動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)空氣氨溶解于水第三節(jié) 分子傳質(zhì)一、單向擴(kuò)散 組分在雙組分混合氣體中的分子擴(kuò)散擴(kuò)散系數(shù)在低壓下與濃度無(wú)關(guān) 總通量流動(dòng)所造成的傳質(zhì)通量疊加于流動(dòng)之上的分子擴(kuò)散通量總通量？第三節(jié) 分子傳質(zhì)一、單向擴(kuò)散 (

9、一)擴(kuò)散通量MuAABBMc uc uucAuBu傳質(zhì)時(shí)流體混合物內(nèi)各組分的運(yùn)動(dòng)速度是不同的為了表達(dá)混合物總體流動(dòng)的情況組分A的宏觀運(yùn)動(dòng)速度組分B的宏觀運(yùn)動(dòng)速度引入平均速度流體混合物的流動(dòng)是以平均速度流動(dòng)的，稱為總體流動(dòng) 第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.1)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系Mu得到相對(duì)速度DAu,DBu,MADAuuu,MBDBuuu,即為擴(kuò)散速度，表明組分因分子擴(kuò)散引起的運(yùn)動(dòng)速度由通量的定義，可得AAANc uBBBNc uMMABNcuNN第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.3b)(5.3.3c)(5.3.3a)(5.3.2b)(5.3.2a)DAu,DBu,d()dAAAABABccNDNNzc 費(fèi)克定

10、律的普通表達(dá)形式而相對(duì)于平均速度的組分A的通量即為分子擴(kuò)散通量，即,A DAA DNc u,()AA DAABcNNNNc第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.4)MADAuuu,AABBMc uc uucMMABNcuNN(5.3.2a)(5.3.1)(5.3.3c)(5.3.5)單向擴(kuò)散，由于BN=0ddAAABAccNDccz 組分B在單向擴(kuò)散中沒(méi)有凈流動(dòng)，所以單向擴(kuò)散也稱為停滯介質(zhì)中的擴(kuò)散在穩(wěn)態(tài)情況下 為定值A(chǔ)N,AA icc,0AAcc,0,0dAA iLcABAAcAD cNdzccc 在恒溫恒壓條件下，式中 為常數(shù)，所以ABDc氣相主體: 相界面:z=0z=L第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.6),

11、0,lnAABAA iccD cNLcc,A iB iccc,0,0AA iB iBcccc,0,0,0,()ln()A iABABABB iB icccD cNLccc,0,0,lnBB iB mBB iccccc,0,()ABAA iAB mD cNccLc惰性組分在相界面和氣相主體間的對(duì)數(shù)平均濃度,0,0ABccc擴(kuò)散推動(dòng)力第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.7)(5.3.8)(5.3.9)(5.3.10)若靜止流體為理想氣體，則根據(jù)pcRT)(0,AiAmBABAppRTLppDNiBBiBBmBppppp,0,0,ln,0,()ABAA iAB mD cNccLc總壓強(qiáng)惰性組分在相界面和氣相主

12、體間的對(duì)數(shù)平均分壓組分A在相界面的分壓組分A在相主體的分壓第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.11)(5.3.10)0ddzNAdd0d1dABAAD cyzyz在恒溫恒壓下， 均為常數(shù),ABDc0dd11ddzyyzAA(二)濃度分布AN對(duì)于穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程， 為常數(shù)，即對(duì)于氣體組分A，濃度用分壓表示ddAAABAccNDccz 第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.13)(5.3.6)()dzdpp-pRTpD=NAAABAppyyziAiAA, 0ppyyLzAAA0,0,Lzi ,A0,Ai ,AAy1y1=y1y1LziBBiBByyyy,0,上式經(jīng)兩次積分，代入邊界條件氣相主體: 相界面:組分A通過(guò)停滯組分

13、B擴(kuò)散時(shí)，濃度分布為對(duì)數(shù)型第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.15b)(5.3.15a)【例題】用溫克爾曼方法測(cè)定氣體在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)，測(cè)定裝置如圖所示。在1.013105Pa下，將此裝置放在328K的恒溫箱內(nèi)，立管中盛水，最初水面離上端管口的距離為0.125m，迅速向上部橫管中通入干燥的空氣，使水蒸氣在管口的分壓接近于零。實(shí)驗(yàn)測(cè)得經(jīng)1.044106s后，管中的水面離上端管口距離為0.15m。求水蒸氣在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)。解：水面與上端管口距離為z，水蒸氣擴(kuò)散的傳質(zhì)通量為 單向擴(kuò)散)(0,AiAmBABAppRTzppDN傳質(zhì)通量：ddAAczNt可用管中水面的下降速度表示,0,d()dAABA iAB

14、 mczDppptRTzp,0,d()dABA iAAB mDpz zpptc RTpiAp,=15.73kPa（328K下水的飽和蒸氣壓）0,Ap02 .9357.853 .101ln57.853 .101ln,0,0,iBBiBBmBpppppkPa328K下，水的密度為985.6kg/m3，故kPa57.8573.153 .101kPa,3 .101,0,0,iAiBABpppppp985.654.718Ac kmol/m3,0,d()dABA iAAB mDpz zpptc RTp邊界條件： t=0, z=0.125m t=1.044106s, z=0.150m60.151.044 1

15、0,0.1250,ddABA iAB mDpz zptc RTp2 .93328314. 87 .5410044. 173.153 .1012)125. 015. 0(622ABD51087. 2ABDm2/s 在一些雙組分混合體系的傳質(zhì)過(guò)程中，當(dāng)體系總濃度保持均勻不變時(shí)，組分A在分子擴(kuò)散的同時(shí)必然伴有組分B向相反方向的分子擴(kuò)散，且組分B擴(kuò)散的量與組分A相等，這種傳質(zhì)過(guò)程稱為等分子反向擴(kuò)散。(一)擴(kuò)散通量0ABNN沒(méi)有流體的總體流動(dòng)，因此特征二、等分子反向擴(kuò)散 第三節(jié) 分子傳質(zhì)(5.3.16)AAABdcNDdz 在穩(wěn)態(tài)情況下 為定值A(chǔ)N,AA icc,0AAcc在等溫等壓條件下，式中 為常數(shù)

16、，所以ABD氣相主體: 相界面:z=0z=L,0,0AA iLcAABAcNdzD dc ,0()ABAA iADNccL第三節(jié) 分子傳質(zhì)(二)濃度分布第三節(jié) 分子傳質(zhì)上式經(jīng)兩次積分，代入邊界條件相界面:0ddzNAAN對(duì)于穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程， 為常數(shù)，即AAABdcNDdz 22d0dAcz,0,AA izcc,0,AAzL cc氣相主體：,0,AA iAA iccczcL組分A和B的濃度分布為直線分子傳質(zhì)小結(jié),0()ABAA iADNccL,0,()ABAA iAB mD cNccLc,B mcc單向擴(kuò)散等分子反向擴(kuò)散漂移因子（一）擴(kuò)散通量（二）濃度分布,0,AA iAA iccczcLLziA

17、AiAAyyyy,0,1111d()dAAAABABccNDNNzc 費(fèi)克定律的普通表達(dá)形式一、對(duì)流傳質(zhì)過(guò)程的機(jī)理及傳質(zhì)邊界層二、對(duì)流傳質(zhì)速率方程三、典型情況下的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)本節(jié)的主要內(nèi)容第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) 對(duì)流傳質(zhì)：運(yùn)動(dòng)著的流體與相界面之間發(fā)生的傳質(zhì)過(guò)程 不互溶的兩種運(yùn)動(dòng)流體之間的界面 流動(dòng)的流體與固體壁面p 氣體的吸收：在氣相與液相之間傳質(zhì)p 流體流過(guò)可溶性固體表面p 流體中某組分在固體表面反應(yīng)p 萃取。第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) 分子擴(kuò)散流體各部分之間的宏觀位移引起的擴(kuò)散 質(zhì)量傳遞將受到流體性質(zhì)、流動(dòng)狀態(tài)以及流場(chǎng)幾何特性等的影響。(一)對(duì)流傳質(zhì)過(guò)程的機(jī)理層流區(qū)湍流區(qū),0Ac,A ic質(zhì)量傳遞固體壁面

18、附近形成濃度分布？傳質(zhì)的機(jī)理,0Ac,A ic第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) 一、對(duì)流傳質(zhì)過(guò)程的機(jī)理及傳質(zhì)邊界層 層流流動(dòng)時(shí)的擴(kuò)散通量明顯大于靜止時(shí)的傳質(zhì)。這是因?yàn)榱鲃?dòng)加大了壁面處的濃度梯度，從而使壁面上的擴(kuò)散通量增大。 層流邊界層：分子擴(kuò)散擴(kuò)散通量：第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) 傳質(zhì)機(jī)理：依據(jù)費(fèi)克定律擴(kuò)散通量與靜止時(shí)相同嗎：湍流邊界層：層流底層：物質(zhì)依靠分子擴(kuò)散傳遞，濃度梯度較大，傳質(zhì)速率可用費(fèi)克第一定律描述，其濃度分布曲線很陡，近似為直線； 湍流核心區(qū)：有大量的旋渦存在，物質(zhì)的傳遞主要依靠渦流擴(kuò)散，由于強(qiáng)烈混合，濃度梯度幾乎消失，組分在該區(qū)域內(nèi)的濃度基本均勻，其分布曲線較為平坦，近似為一垂直直線層流底層湍流核心區(qū)過(guò)

19、渡區(qū)過(guò)渡區(qū)：分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散同時(shí)存在除了分子擴(kuò)散外，更重要的是渦流擴(kuò)散。湍流區(qū)第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) (二)傳質(zhì)邊界層可以認(rèn)為質(zhì)量傳遞的全部阻力都集中在傳質(zhì)邊界層內(nèi)c傳質(zhì)邊界層的名義厚度定義為Sc1c時(shí)0.99u00.99C0具有濃度梯度的流體層傳質(zhì)邊界層,0Ac,A iccc,0,()0.99()AA iAA icccc(cA-cA,i)0.99(cA,0-cA,i)第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) 二、對(duì)流傳質(zhì)速率方程 流動(dòng)處于湍流狀態(tài)時(shí)，物質(zhì)的傳遞包括了分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散，渦流擴(kuò)散系數(shù)難以測(cè)定和計(jì)算將過(guò)渡層內(nèi)的渦流擴(kuò)散折合為通過(guò)某一定厚度的層流膜層的分子擴(kuò)散 G,0,()AA icc有效膜層或虛擬膜層 Gl

20、簡(jiǎn)化計(jì)算,0Ac,A ic由流體主體到界面的擴(kuò)散通過(guò)有效膜層的分子擴(kuò)散整個(gè)有效膜層的傳質(zhì)推動(dòng)力為濃度分布全部傳質(zhì)阻力集中在有效膜層第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) (一)對(duì)流傳質(zhì)速率方程的一般形式組分A的對(duì)流傳質(zhì)速率，kmol/（m2s）流體主體中組分A的濃度，kmol/m3界面上組分A的濃度，kmol/m3對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)，也稱傳質(zhì)分系數(shù)，下標(biāo)“c”表示組分濃度以物質(zhì)的量濃度表示，m/s對(duì)流傳質(zhì)速率方程傳質(zhì)系數(shù)體現(xiàn)了傳質(zhì)能力的大小，與流體的物理性質(zhì)、界面的幾何形狀以及流體流動(dòng)狀況等因素有關(guān)。 用分子擴(kuò)散速率方程去描述對(duì)流擴(kuò)散。由壁面至流體主體的對(duì)流傳質(zhì)速率為,0()AcA iANk cc第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) (5.

21、4.4)組分濃度常用分壓表示界面上組分A的分壓，N/m2氣相主體中組分A的分壓氣相傳質(zhì)分系數(shù)，kmol/（m2sPa）液相傳質(zhì)分系數(shù)，m/ s氣相與界面的傳質(zhì)液相與界面的傳質(zhì))(0,AiAGAppkN,0()ALA iANkcc第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) (5.4.5)(5.4.6)若組分用摩爾分?jǐn)?shù)表示，對(duì)于氣相中的傳質(zhì)，摩爾分?jǐn)?shù)為y，則)(0,AiAyAyykNAApyppkkGy)(0,AiAxAxxkNAAcxcxLkk c 用組分A的摩爾分?jǐn)?shù)差表示推動(dòng)力的氣相傳質(zhì)分系數(shù)對(duì)于液相中的傳質(zhì)，若摩爾分?jǐn)?shù)為x，則用組分A的摩爾分?jǐn)?shù)差表示推動(dòng)力的液相傳質(zhì)分系數(shù)第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) (5.4.8)(5.4.10

22、)(5.4.9)第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) 兩種典型情況其對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的表達(dá)形式不同單向擴(kuò)散等分子反向擴(kuò)散對(duì)流傳質(zhì)單相中在虛擬膜層內(nèi)的分子擴(kuò)散(二)單相傳質(zhì)中對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的表達(dá)形式雙組分系統(tǒng)中，A和B兩組分作等分子反向擴(kuò)散時(shí)，BANN對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)用 表示，則0Ck0,0()AcA iANkcc相應(yīng)的分子擴(kuò)散速率為,0()ABAA iAGDNccl0ABcGDkl虛擬膜層的厚度第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) 1.等分子反向擴(kuò)散時(shí)的傳質(zhì)系數(shù)(5.4.11)(5.4.12)2.單向擴(kuò)散時(shí)的傳質(zhì)系數(shù)雙組分系統(tǒng)中，組分A通過(guò)停滯組分B作單向擴(kuò)散時(shí)，0BN對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)用 表示。則ck,0()AcA iANk cc相應(yīng)的分子擴(kuò)散通

23、量為故 組分B的對(duì)數(shù)平均摩爾分?jǐn)?shù),0,()ABAA iAGB mD cNccl c,ABABcB m GB m GcDDkclxl0,ccB mkkx第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) (5.4.13)(5.4.14)、【例題】在總壓為2atm下，組分A由一濕表面向大量的、流動(dòng)的不擴(kuò)散氣體B中進(jìn)行質(zhì)量傳遞。已知界面上A的分壓為0.20atm，在傳質(zhì)方向上一定距離處可近似地認(rèn)為A的分壓為零。已測(cè)得A和B在等分子反向擴(kuò)散時(shí)的傳質(zhì)系數(shù) 為6.7810-5kmol/（m2s）。試求傳質(zhì)系數(shù) 及傳質(zhì)通量0ykykGkAN解：此題為組分A的單向擴(kuò)散傳質(zhì)1 . 022 . 0,ppyiAiA00,Ayp2atm，,Aip0.

24、2atm，,0Ap0 mByyykk,0pkkyG51057.14 103.52 102 1.013 10yGkkp kmol/（m2sPa）650,1014. 7)01 . 0(1014. 7)(AiAyAyykN傳質(zhì)通量為 kmol/（m2s）mByyykk,0949. 011 . 01ln11 . 01ln,0,0,iBBiBBmBpyyyy551014. 7949. 01078. 6ykkmol/（m2s）,0,()ABAA iAB mD cNccLc單向擴(kuò)散)(0,AiAmBABAppRTLppDN傳質(zhì)通量的計(jì)算分子傳質(zhì)等分子反向擴(kuò)散,0()ABAA iADNccL,0()ABAA

25、iADNppRTL對(duì)流傳質(zhì),0()AcA iANk cc)(0,AiAGAppkN,0()ALA iANkcc)(0,AiAyAyykN)(0,AiAxAxxkN,0()AA iANk cc第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) ,00d()dAABcA iAzcDk ccz,00ddABAcA iAzDckccz 在穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)下，組分A通過(guò)有效膜層的傳質(zhì)速率應(yīng)等于對(duì)流傳質(zhì)速率，即0ddAzcz關(guān)鍵在于求壁面濃度梯度 工程中常見(jiàn)的湍流傳質(zhì)問(wèn)題，基于機(jī)理的復(fù)雜性，不能采用分析方法求解)Sc(Re,ShfSh/kd D施伍德數(shù)傳質(zhì)設(shè)備的特征尺寸 對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)一般采用類比法或量綱分析法確定。三、典型情況下的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù) 第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) (5.4.15)(5.4.16)(一)平板壁面上的層流傳質(zhì)3121ScRe332. 0Shxx0Shcxxk xD局部傳質(zhì)系數(shù)以x為特征尺寸的雷諾數(shù)x距離平板前緣距離 ScD施密特?cái)?shù)第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) 三、典型情況下的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù) (5.4.17)3121ScRe664. 0ShLm0Shcmmk LDSc0cmcmkk0cmk對(duì)于長(zhǎng)度為L(zhǎng)的整個(gè)板面，其平均傳質(zhì)系數(shù)以板長(zhǎng)L為特征尺寸的雷諾數(shù)適用范圍