浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第七章 质量传递基础 §7.3 对流传质

幻灯片2目录 §73对流传质 、实验关联法 1、传质理论简介 2、对流传质系数的经验关联式 解析法 三.类比法 v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 1/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 1/13 幻灯片2目录 §7.3 对流传质 一、实验关联法 1、传质理论简介 2、对流传质系数的经验关联式 二、解析法 三．类比法

§73对流传质 对流传质通常指运动流体与界面(固体壁面或流 体界面)间由于涡流或脉动作用所造成的质量传递, 是相际间传质的基础。 对流传质方程:N4=k1(C1-C2)=k(n-n2)= 传质系数 实验方法 传质系数的确定:解析法边界层分析解 边界层积分解 类比法 v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 2113

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 2/13 传质系数的确定：           类比法 边界层积分解 边界层分析解 解析法 实验方法 传质系数 §7.3 对流传质 对流传质通常指运动流体与界面（固体壁面或流 体界面）间由于涡流或脉动作用所造成的质量传递， 是相际间传质的基础。 对流传质方程： NA = kL (C1 − C2 ) = kG ( p1 − p2 ) = 

实验关联法 传质理论简介 停滞膜模型双膜模型) 溶质渗透模型 表面更新模型 v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 3/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 3/13      表面更新模型 溶质渗透模型 停滞膜模型(双膜模型） 1、传质理论简介 一、实验关联法

1、传质理论简介 (1)双膜理论模型 气膜液膜 要点: ()相界面两侧流体的对流思 传质阻力全部集中在界面两 侧的两个停滞膜内,膜内传 传质方向 质方式为分子扩散。 气相主体 液相主体 (2)相界面上没有传质阻力, 即可认为所需的传质推动力 为零,或气液两相在相界面 CL 处达到平衡。 8882 距 双膜模型 v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 4/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 4/13 pG pi 传质方向 Ci 气相主体 液相主体 CL G L z 距离 双膜模型 组成 （1）双膜理论模型 要点： (1) 相界面两侧流体的对流 传质阻力全部集中在界面两 侧的两个停滞膜内，膜内传 质方式为分子扩散。 (2)相界面上没有传质阻力， 即可认为所需的传质推动力 为零，或气液两相在相界面 处达到平衡。 1、传质理论简介 气膜 液膜

1、传质理论简介 气膜液膜 若为单向扩散,在液相中有: Pc D, c L 俗 (C4 -CA* L B 传质 对照对流传质方程,可知: 气相主体 液相主 L L B 距离 双膜模型 v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 5/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 5/13 气膜 液膜 pG pi 传质方向 Ci 气相主体 液相主体 CL G L z 距离 双膜模型 组成 若为单向扩散，在液相中有： ( ) A1 A2 L Bm L A C C C D C N =   −  对照对流传质方程，可知： L Bm L L C D C k =   1、传质理论简介

1、传质理论简介 双膜模型缺陷: ①只适用与有固定相界面的情形; ②由kL6CBm 知k∝CDL,与实际不符 ③界面阻力不计,这是一个尚有争议的问题 v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 6/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 6/13 双膜模型缺陷： ①只适用与有固定相界面的情形； ② 由 L Bm L L C D C k =   知k L  DL ，与实际不符 ③界面阻力不计，这是一个尚有争议的问题 1、传质理论简介

1、传质理论简介 (2)溶质渗透模型:希格比( Higbie)1935年提出, 经推导,得k∝VD, 界面 与实验结果相吻合。 Ai 特点:强调形成稳定浓度梯度的过 渡阶段 缺陷:认为各批旋涡与气相接触的 时间相同 相界面40 距界面距离 微团 v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 7/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 7/13 界面 CAi 2 3 4 CA0 1 0 距界面距离 经推导，得 k L  DL ， 与实验结果相吻合。 特点：强调形成稳定浓度梯度的过 渡阶段 缺陷：认为各批旋涡与气相接触的 时间相同 （2）溶质渗透模型：希格比（Higbie）1935年提出， 1、传质理论简介 相界面 微团  c CAi CA0

1、传质理论简介 (3)表面更新模型: 由丹克沃茨( Danckwerts)1951年提出,是溶质渗透 模型的修正。 v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 8/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 8/13 （3）表面更新模型： 由丹克沃茨（Danckwerts）1951年提出，是溶质渗透 模型的修正。 1、传质理论简介

2、对流传质系数的经验关联式 传质过程中的重要准数: 通过因次分析发现,对流传质中涉及的准数共有以下几个: Re-诺数 Sc--0特( Schmidt)准数,Scs、b (与传热中的Pr=Wa相当) AB PD AB Sh 谢伍德( Sherwood)准数, (表示分子扩散阻力与对流传质阻力之比,与对流传 热中的Nu相当) kL Sh= D AB v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 9/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 9/13 2、对流传质系数的经验关联式 传质过程中的重要准数： 通过因次分析发现，对流传质中涉及的准数共有以下几个： Re--------雷诺数 Sc---------施米特（Schmidt）准数， （与传热中的Pr=/a相当） Sh---------谢伍德（Sherwood）准数， （表示分子扩散阻力与对流传质阻力之比，与对流传 热中的Nu相当） DAB DAB   Sc = = DAB kL Sh =

2、对流传质系数的经验关联式 Ep△4Eg△pA Gr AB --格拉晓夫( Grashof)数Gr AB v (表示由于密度差所引起的自然对流流动) 通过无因次分析,可得 强制对流传质:Sh=f(Re,Sc 自然对流传质:Sh=f(Gr1,Se) 对流传质系数的关联式举例: 管内湍流流动传质:见式(7-60 流体平行流过平板时的传质 层流时:见(7-61) 湍流时:见(7-62) v浙江大学本科生课程 化工原理 第七章质量传递基础 10/13

浙江大学本科生课程 化工原理 第七章 质量传递基础 10/13 2 3 2 3 Gr       A A AB L g L g =  Gr = AB--------格拉晓夫（Grashof）数 （表示由于密度差所引起的自然对流流动） 对流传质系数的关联式举例： 管内湍流流动传质：见式 (7-60) 流体平行流过平板时的传质： 层流时：见(7-61) 湍流时：见(7-62) Sh = f (Re,Sc) Sh f (Gr Sc) AB = , 通过无因次分析，可得 强制对流传质： 自然对流传质： 2、对流传质系数的经验关联式