化工原理09-传质概论.ppt

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1、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

2、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

3、、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

4、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

5、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+

6、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,第五节 传质设备简介,传质设备要求能为传质的两相提供良好的接触机会；两相接触后能完全分离。,通用的两类塔为：填料塔和板式塔,填料塔：,填料层,液气,气,液,板式塔,气体出,气体进,液体进,液体出,