《化工原理》课程教学资源（讲稿）第二章吸收2

回顾 1.吸收操作的依据？ 2.写出Henry定律的四种表达形式？ 3.怎样判断传质方向？传质的推动力？气，p2mm 液，2 4.传质进行的极限？ P2.min =E.X2 吸收塔 混合气体，P1 液，X1,max 1 Xi.lnax XI.max E m

回顾 1. 吸收操作的依据？ 2. 写出Henry定律的四种表达形式？ 3. 怎样判断传质方向？传质的推动力？ 4. 传质进行的极限？ P2,min =E· x2 吸 收 塔 混合气体, p1 气, p2,min 液, x2 液, x1,max 1

2.2 传质机理与吸收速率 2.2.1 分子扩散与菲克定律 2.2.2. 气相中的定态分子扩散 2.2.3. 液相中的定态分子扩散 2.2.4 扩散系数 2.2.5. 对流传质 2.2.6 吸收过程机理 2.2.7 吸收速率方程式 2

2.2.1 分子扩散与菲克定律 2.2.2. 气相中的定态分子扩散 2.2.3. 液相中的定态分子扩散 2.2.4 扩散系数 2.2.5. 对流传质 2.2.6 吸收过程机理 2.2.7 吸收速率方程式 2.2 传质机理与吸收速率 2

吸收过程涉及两相间的物质传递，包括三个步骤： ·溶质由气相主体传递到两相界面，即气相内的物质传递； 溶质在相界面上的溶解，由气相转入液相，即界面上发生的 溶解过程； ·溶质自界面被传递至液相主体，即液相内的物质传递。 分子扩散 单相内物质传递的机理 对流传质 3

吸收过程涉及两相间的物质传递，包括三个步骤： • 溶质由气相主体传递到两相界面，即气相内的物质传递； • 溶质在相界面上的溶解，由气相转入液相，即界面上发生的 溶解过程； • 溶质自界面被传递至液相主体，即液相内的物质传递。 单相内物质传递的机理 分子扩散 对流传质 3

2.2.1分子扩散与菲克定律 一、分子扩散现象 由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象一一分子 传质（分子扩散） 分子扩散在气相、液相、固相中均能发生。 A B 4

2.2.1 分子扩散与菲克定律 一、分子扩散现象 由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象－－分子 传质（分子扩散） 分子扩散在气相、液相、固相中均能发生。 A B 4 4

分子扩散现象： 5

分子扩散现象： 5 5

分子扩散： 在静止或滞流流体内部，若某一组分存在浓度差， 则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递 至浓度较低处，这种现象称为分子扩散。 扩散通量： 单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积扩 散的物质量，J表示，kmol/(m2s)。表征扩散过程进行 的快慢 菲克定律： 温度、总压一定，组分A在扩散方向上任一点处 的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比。 6

在静止或滞流流体内部，若某一组分存在浓度差， 则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递 至浓度较低处，这种现象称为分子扩散。 单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积扩 散的物质量，J表示， kmol/(m2 ·s)。表征扩散过程进行 的快慢 温度、总压一定，组分A在扩散方向上任一 点处 的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比。 分子扩散： 扩散通量： 菲克定律： 6 6

du JA□□DAB dc dy dz 9 dt A dx 组分A单位时间单位面积上的扩散速率（扩散通量），kmo/ (m2s); dcA一组分A在扩散方向z上的浓度梯度(kmol/m3)m; dz DAB— 组分A在B组分中的扩散系数，ms。 负号：表示扩散方向与浓度梯度方向相反，扩散沿着浓度降低 的方向进行

JA——组分A单位时间单位面积上的扩散速率（扩散通量）， kmol/ （m2 ·s）； —组分A在扩散方向z上的浓度梯度（kmol/m3）/m； DAB——组分A在B组分中的扩散系数，m2 /s。 负号：表示扩散方向与浓度梯度方向相反，扩散沿着浓度降低 的方向进行 7 7

当两组分为理想气体： PA口常数： RT dc 1 dpa DAB dpa dz RT dz DAB与DBA? RT dz C4十CB=c=常数 dz dz 而且组分A沿z方向的扩通量等于B沿-z的扩通量 \J4=J8 de;J Dus dz JA DAW dcs DAB=DBA 8结论：在由A、B两种气体所构成的混合物中，A和B的扩散系数相等

当两组分为理想气体： 结论：在由A、B两种气体所构成的混合物中，A和B的扩散系数相等 8 8 DAB与DBA?

注意：有时物质传递通量也可表示为该物质的浓度与其传递速度 的乘积。对于任一点处物质A的扩散通量： 9

注意：有时物质传递通量也可表示为该物质的浓度与其传递速度 的乘积。对于任一点处物质A的扩散通量： 9

2.2.2.气相中的稳态分子扩散 分子扩散两种形式：等分子反向扩散，单向扩散。 1.等分子反向扩散及速率方程 (1)等分子反向扩散 TP TP PAL PA2 PBI D PB2 10

2.2.2. 气相中的稳态分子扩散 分子扩散两种形式：等分子反向扩散，单向扩散。 1．等分子反向扩散及速率方程 (1)等分子反向扩散 JA JB T P pA2 pB2 T P pA1 pB1 1 2 10 10