化工原理09-传质概论.ppt

化 工 原 理,（下册）,第八章：传质过 程导论,化工原理下册传质过程导论,第八章 传 质 过 程 导 论,第一节 概述,一、传质过程（Mass transfer process),物质从一相,另一相的传递过程,（转移到）,化工原理下册传质概论,液,乙醇,水,乙醇,水,汽,固体的干燥(drying):,固气,固,聚丙烯湿饼（含水35%）,聚丙烯产品（含水0.1%）,化工原理下册传质概论,萃取（extraction)：液液（固）系统(图8-1:c、d） 吸附（adsorption)：液（气）固系统(图8-1:f） 气体增(减)湿： 液-气 (图8-1:b） 结晶： 液-固 (图8-1:e）,化工原理下册传质概论,本课程的传质学习中一般考虑双组分：A、B 以吸收为例：,气相,A：可溶气体、溶质气体（solute gas)氨气,B：惰性气体、难溶气体（inert gas) 空气,二、浓度常用的表示方法及其换算,化工原理下册传质概论,化工原理下册传质概论,浓 度 换 算,4、质量分率aA与摩尔浓度cA,1、质量分率aA与摩尔分率xA,3、摩尔分率xA与摩尔浓度cA,例：81（P4）,化工原理下册传质概论,传热两流体不必直接接触,传热不必有介质，如辐射,推动力,化工原理下册传质概论,1-1 分子扩散流体无任何质点的宏观运动，无旋涡运动，扩散只靠微观的分子运动进行。,定量规律：费克定律（Fick定律） 在一定的T、P及CM下，均相混合物的分子扩散通量为：,JA A组分的扩散通量， kmol/m2.s； dCA /dZ 浓度梯度， kmol/m4 ； DAB A组分在A、B混合物中的扩散系数，m2/s； 负号 扩散沿浓度降低的方向进行。,化工原理下册传质概论,注意：D不绝对是物性常数 对气体：D = f ( 一对组分，T，P），D是物性常数； 对液体： D = f ( 一对组分，T，C），D不是物性常数； 对稀溶液： D f ( 一对组分，T），D可近似视为物性常数。,1-2、涡流扩散：,De涡流扩散系数（eddy diffusivity coefficient) De = f（流体流动状态），绝非物性常数,1-3、对流扩散：对流扩散=分子扩散+涡流扩散,+,）,气体扩散系数,液体的扩散系数： 对于很稀的非电解质溶液,NA = - NB,化工原理下册传质概论,2、两种基本的传质过程（ Two basic diffusion processes),2-1、等摩尔反向传质 (equimolar counter transfer) 等摩尔反向扩散 ( equimolar counter diffusion),总体流动,整个相沿着扩散方向宏观的定向运动。,等摩尔反向传质没有总体流动，传质由分子扩散引起。,总摩尔浓度Cm为定值：,NA 、NB ： A、B组分的传质通量，kmol/m 2.s,化工原理下册传质概论,稳定的分子扩散：,NA =,稳定传质为常数,物料、体系定， D确定,P7 例8-2,化工原理下册传质概论,2、通过停滞的B组分层的传质（单相扩散） ( diffusion of A through a stagnant B),特点：有总体流动,总体流动通量Nb: kmol/m2.s,A组分的总体流动通量NAb: NAb = xANb,B组分的总体流动通量NBb: NBb = xBNb,化工原理下册传质概论, A组分的传质通量 NA = JA + NAb = JA + xANb B组分的传质通量 NB = JB + NBb = JB + xBNb,由于 Cm 一定， JA = -JB 仍然存在， 则 NA + NB = JA + JB + xANb + xBNb = Nb 又 JB = -NBb NB = 0 NA=Nb NA = JA + xANb = JA + xANA,化工原理下册传质概论,化工原理下册传质概论,NA=D (P / PBm ) /RTd (PA1-PA2) = kg(PA1-PA2),p9,化工原理下册传质概论,三、两相间物质运动过程,以吸收为例：空气氨气混合气体中的氨如何到液相的,三者串联过程。,化工原理下册传质概论,复 习,一、扩散 JA,三、相内传质速率方程式,等摩尔反向传质,单相传质,NA = - NB =JA,NB = 0 ; NB = -JA,NA = JA / xB = D/d (CA1-CA2)CM / CmB,化工原理下册传质概论,第