大连理工大学：《化工原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第六章 吸收（6.3）传质机理与吸收速率

、分子扩散与菲克定律 第六章 二、气相中的稳定分子扩散 吸收 三、扩散系数 四、对流传质 第三节 五、吸收机理——双膜理论 传质机理与吸收速率 六、吸收速率方程式 下页 國国 2021/2/24

2021/2/24 第六章 吸收 一、分子扩散与菲克定律 二、气相中的稳定分子扩散 三、扩散系数 四、对流传质 五、吸收机理——双膜理论 六、吸收速率方程式 第三节 传质机理与吸收速率

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 2021/2/24 上页下及

2021/2/24 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

、分子扩散与菲克定律 分子扩散:一相内部有浓度差异的条件下,由于分子 的无规则热运动而造成的物质传递现象。 A B 2.菲克定律 1)扩散通量:单位面积上单位时间内扩散传递的物质量, 单位:kmol(m2sy) 2021/2/24 上页下及

2021/2/24 一、分子扩散与菲克定律 1、分子扩散：一相内部有浓度差异的条件下，由于分子 的无规则热运动而造成的物质传递现象。 A B 2．菲克定律 1）扩散通量：单位面积上单位时间内扩散传递的物质量 ， 单位：kmol/(m2 .s)

2)菲克定律 AB 试分析与傅立叶定律以及牛顿粘性定律的区别及 联系。 3)分子扩散系数间的关系 对于双组分物系:cr=CA+cB=常数=P RT 2021/2/24 上页下及

2021/2/24 2）菲克定律 dz dC J D A A = − AB 试分析与傅立叶定律以及牛顿粘性定律的区别及 联系。 3）分子扩散系数间的关系 对于双组分物系： RT P c c c T = A + B = 常数 =

B dz B 根据菲克定律: A dcB AB BA dz DR=DBA 由A、B两种气体所构成的混合物中,A与B的扩散系数相等。 2021/2/24 上页返回

2021/2/24 dz dc dz dcA B  = − A B J = −J 根据菲克定律： dz dc J D A A = − AB dz dc D B = BA DAB = DBA 由A、B两种气体所构成的混合物中，A与B的扩散系数相等

、气相中的稳定分子扩散 1.等摩尔反向扩散 1)等摩尔反向扩散 PBI LB-A Ex 1 B2 B1 例如精馏过程 2021/2/24 上页返回

2021/2/24 二、气相中的稳定分子扩散 1．等摩尔反向扩散 1）等摩尔反向扩散 例如精馏过程

2)传递速率 在任一固定的空间位置上,单位时间通过单位面积的A 物质量,称为A的传递速率,以N表示。 C M=J D D dz rtdz 分离变量并进行积分,积分限为: 0 PA=p 2 PA=p 2021/2/24 上页下及

2021/2/24 2）传递速率 在任一固定的空间位置上，单位时间通过单位面积的A 物质量，称为A的传递速率，以NA表示。 dz dc N J D A A = A = − dz dp RT D A = − 分离变量并进行积分，积分限为： 1 1 0 pA pA z = = 2 2 pA pA z = z =

ned- d A2 RT PAI PA D (p42-p41) rT 传质速率为: D N (p42-Pa) ZRT 2、一组分通过另一停滞组分的扩散 )一组分通过另一停滞组分的扩散 2021/2/24 上页下及

2021/2/24  = −  2 1 0 A A P p A z A dp RT D N dz ( ) A A2 A1 p p RT D N z = − − 传质速率为： ( ) A A2 A1 p p zRT D N = − 2、一组分通过另一停滞组分的扩散 1）一组分通过另一停滞组分的扩散

例如吸收 A P B1 k I-R A2 2 2)传递速率 设总体流动通量为N,其中物质A的通量为: 2021/2/24 上页下及

2021/2/24 例如吸收 2）传递速率 设总体流动通量为N，其中物质A的通量为：

NyA=N 总体流动中物质B向右传递的通量为 Nvp=N-B B N=+na No=J+w N=O Ja=NB即JA=N B 2021/2/24 上页返回

2021/2/24 C c Ny N A A = 总体流动中物质B向右传递的通量为 C c Ny N B B = C c N J N A  A = A + C c N J N B B = B + 而 NB = 0 C c J N B − B = C c J N B 即 A =