第七章扩散与固相反应

1、dxdcDJ7C度度浓浓原原始始状状态态最最终终状状态态x距距离离经经扩扩散散后后原原始始状状态态2CC 1CC 12CC xtAxCm JxCDAdtdm J引引入入扩扩散散通通量量dxdcDJ)( zckycjxciDCDJAdxxJAJJ)(12dxAxJAAJJ21dxAtctdxAc)(dxAxJdxAtcxJtc)(xcDxtcxCDtc22)222222(zCyCxCDtc)4(2rdtdGJr 由菲克第一定律可得出单位时间内氧气的泄漏量： 式中 D 氧分子在球罐壁内的扩散系数； 氧分子在球罐壁内的浓度梯度。积分上式得：drdc式中c1、c2分别为氧气在球罐内外壁表面的溶解浓 度

2、，c1 c2。 )4(2rdtdGJ 根据西弗尔特（Sievert）定律：双原子分子气体在固体中的溶解度通常与压力的平方根成正比。即 c 因此，可得出单位时间内球罐中氧气的泄漏量为：p)2(),(0DtxerfcCtxCdeerfcdeerf002221)( ,2)()4exp(2),(2DtxDtQtxC0iiiidndndGiiiidndndGii261Drf )61D (2rf 代入公式)exp(0RTQDDT()700 600 500 400 35010-910-1110-131.00 1.20 1.40 1.60103/T (K-1)MMOMMVOgOM2)(212 2)exp(21

3、2 2RTGPMVKOMMp)3exp()41(06131 2RTGPVOM3/exp3exp)41(00610312RTHHRSSPvDMMOMexpp0 RTGvVDMMM22)(21eVgOOOO)exp(02212RTGeVPKOOp)3exp()41(061312RTGPVOO3exp3exp)41(06103102RTHHRSSPvDMMO 2OVe在缺氧的氧化物中，扩散与氧分在缺氧的氧化物中，扩散与氧分压、温度的关系压、温度的关系)exp(0RTQDD )()(2)(21SgSMOOMKCVRCCDdxdcDVxD0DRVVVCCDKC0DKCC100011DCKCKCVVR00

4、111DCKCVmax00111RVKCKCVmax0011DVDCDCVmaxmax0011111DRVVDCKCVmaxmax2max11.111nVVVVpCnBmAnBmACCKCdtdCV)exp(0RTGKKR反应物原始量已经反应的反应物量转化率3030303011(RxRxRRG）nGKFdtdG)1( 322020)1(4)(4GRxRF)1(GKFdtdG3513220)1(114GKGGRK)1(1GKdtdGtKGGFtKGGF121321)1ln()(1)1()()()()(232232gCOSiONasSiOsCONatKGGF1321 1)1()(xCDdxdCDdtdm0dxdm xDCdtdx0 KttDCx02211 310GRxKtGRx23120211 tKtRKGGFJJ2023111 3132111GGKdtdGJ )(42设稳定扩散，等量xMrCrDdtdmxRrAdtrCrDdxrdmxRrA2244nxrxRRCrCxRr20)( xRxRKrCDdtdxxRr000 DCK 令tKRxx0223211131GRx tKtnRDMCGGGFKK20032213213131111GGKdtdGK3/13/23/1)1 ()1 ()1 ()()(GGKGKdtdGdtdGQJKJK 32321)