第十五章對(duì)流傳質(zhì)關(guān)系式

第十五章

對(duì)流傳質(zhì)關(guān)系式15-1平板、圓柱和球體的傳質(zhì)

(一)平板向流體的傳質(zhì)適用范圍：0.6<Sc<2500,0<Pr<100

距離平板起點(diǎn)為x處的層流邊界層的精確解為：

從以上的結(jié)果來看，其實(shí)對(duì)流換熱和對(duì)流傳質(zhì)的關(guān)系式是很相似的。主要是因?yàn)閭鬟f機(jī)理類似的原因。

流體繞過顆粒時(shí)，在表面形成邊界層(速度邊界層和濃度邊界層)。表面上各點(diǎn)的傳質(zhì)膜系數(shù)是不同的，在前駐點(diǎn)其值最大，離開前駐點(diǎn)80°處(即分離點(diǎn))達(dá)到最小值。(二)球體向流體的傳質(zhì)球體向流體的傳質(zhì)關(guān)系式(受迫對(duì)流）在低雷諾數(shù)下Sh0≈2.0，表示流體靜止時(shí)分子擴(kuò)散所導(dǎo)致的傳質(zhì)。因此，上式可寫為對(duì)于液體，當(dāng)Re＝100～700，Sc＝1200～1525時(shí)，推薦應(yīng)用下列關(guān)系式對(duì)于氣體，當(dāng)Re＝２～800，Sc＝0.6～2.7時(shí)，推薦應(yīng)用下列關(guān)系式球體向流體的傳質(zhì)關(guān)系式(自然/混合對(duì)流）(三)圓柱體向流體的傳質(zhì)

對(duì)于圓柱向流體的傳質(zhì)問題由特倫鮑爾(Treybal)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果示于圖15-2中。表15-1列出了圖15-2中各圖線的適用范圍。

15-2管內(nèi)紊流傳質(zhì)

蓋利蘭(Gilliand)等人在內(nèi)徑為2.54cm，長(zhǎng)為117cm的濕壁塔內(nèi)對(duì)管內(nèi)氣體進(jìn)行紊流傳質(zhì)的測(cè)定，他們?cè)谒袑⑺捌渌朔N不同的有機(jī)液體蒸發(fā)到氣流中去，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成下列關(guān)系式：對(duì)流換熱：Ｎuf＝0.023Ｒef０.８Ｐrf

n林托恩(Linton)和舍伍德［Sherwood］在研究苯甲酸和β-萘酚的擴(kuò)散時(shí)，整理得下列關(guān)系式：15-3濕壁柱體中的傳質(zhì)

濕壁塔（柱體）實(shí)際上是一根垂直圓管，氣體在管內(nèi)由下而上，液體在管內(nèi)表面自上而下地流動(dòng)，并蒸發(fā)到氣流中去。由于濕壁塔的界面面積較容易確定，所以經(jīng)常被用來測(cè)定傳質(zhì)膜系數(shù)。塔中氣體流動(dòng)可以是層流或紊流，但進(jìn)行傳質(zhì)理論研究時(shí)，必須防止氣液界面上形成波紋，否則難以確定它的界面面積。

對(duì)于降落液膜的傳質(zhì)問題，可推薦應(yīng)用維維安(Vivian)和皮塞曼(Peaceman)的關(guān)系式：

Re=4Γ/μΓ=(ρAu