基础化学实验教学示范《化工原理实验》课程教学课件（下册，PPT讲稿）第二章 吸收 2.2 传质机理与吸收速率

一、分子扩散与菲克定律第二章二、单向扩散吸收三、分子扩散系数四、涡流扩散与对流传质第二节五、吸收机理一一双膜理论传质机理与吸收速率六、吸收速率方程式下页帮助诚国2025/11/11

2025/11/11 第二章 吸收 一、分子扩散与菲克定律 二、单向扩散 三、分子扩散系数 四、涡流扩散与对流传质 五、吸收机理——双膜理论 六、吸收速率方程式 第二节 传质机理与吸收速率

包括三个步骤：吸收过程涉及两相间的物质传递，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（涡流扩散）对流传质返下页口2025/11/11

2025/11/11 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（涡流扩散）

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。dC-=-DBABdz2、等分子扩散返下页页回2025/11/11

2025/11/11 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、等分子扩散 dz dC J D A A = − A B

二、单向扩散一组分通过另一停滞组分的扩散NA=jA+Nb,A Nβ=jB+Nb.NAAPb.ANbNβ=0jA=-jB主体流动NBNb,B1BN=N.+Nh4=Nb.B即总体流动速率等于组分A的传质速率下页返页回2025/11/11

2025/11/11 二、单向扩散 一组分通过另一停滞组分的扩散 P Q Nb 主体流动 Nb,A Nb,B jA jB NA NB A A Nb A N j , = + B B Nb B N j , = + A B j = − j = 0 NB NA Nb B Nb A Nb = + = , , 即总体流动速率等于组分A的传质速率

三、分子扩散系数是物质的一种传递属性：?反映物质扩散的难易程度，·随体系温度的增大而增大，随体系压力增大而减小：同一物质在不同物质中的扩散系数也不相同。气体中扩散系数与体系温度和压力的关系：1.75会-())D.液体中的扩散系数较气体中的扩散系数小。下页返页回2025/11/11

2025/11/11 三、分子扩散系数 •反映物质扩散的难易程度，是物质的一种传递属性； •随体系温度的增大而增大，随体系压力增大而减小； •同一物质在不同物质中的扩散系数也不相同。 气体中扩散系数与体系温度和压力的关系： 1.7 5 1 2 2 1 1 2                 = T T P P D D 液体中的扩散系数较气体中的扩散系数小

四、涡流扩散与对流传质1、涡流扩散涡流扩散是指在流主体中通过大量流体质点的脉动与返混实现物质传递的作用：瑞流流体中在进行涡流扩散的同时，也存在着分子扩散。涡流扩散传质速率比分子扩散大得多；对流扩散即是流主体与两相界面间的涡流扩散与分子扩散两种传质作用的总称。返T页回2025/11/11

2025/11/11 四、涡流扩散与对流传质 1、涡流扩散 ◼涡流扩散是指在湍流主体中通过大量流体质点的脉动 与返混实现物质传递的作用； ◼湍流流体中在进行涡流扩散的同时，也存在着分子扩 散。涡流扩散传质速率比分子扩散大得多； ◼对流扩散即是湍流主体与两相界面间的涡流扩散与分 子扩散两种传质作用的总称

2、对流传质流动流体与两相界面之间的传质对流传质速率方程：doN =-(D+ DdzD。：涡流扩散系数，不是物性常数，其值与瑞动程度和流体质点所处的位置有关，且很难直接测定。返下页回页2025/11/11

2025/11/11 2、对流传质 流动流体与两相界面之间的传质 对流传质速率方程： De：涡流扩散系数，不是物性常数，其值与湍动程度和流 体质点所处的位置有关，且很难直接测定。 dz dC N D D A A e = −( + )

里—双膜理论五、吸收机理双膜理论相互接触的气液两相间有一个稳定的界面，界面上没有传质阻力，气液两相处于平衡状态·界面两侧分别存在着两层膜，气膜和液膜。气相一侧叫气膜，液相一侧叫液膜，这两层膜均很薄，膜内的流体是滞流流动，溶质以分子扩散的方式进行传质·膜外的气液相主体中，流体流动的非常剧烈，溶质的浓度很均匀，传质的阻力可以忽略不计，传质阻力集中在两层膜内。返页回贝大2025/11/11

2025/11/11 五、吸收机理——双膜理论 双膜理论 •相互接触的气液两相间有一个稳定的界面，界面上没有 传质阻力，气液两相处于平衡状态。 •界面两侧分别存在着两层膜，气膜和液膜。气相一侧叫 气膜，液相一侧叫液膜 ，这两层膜均很薄，膜内的流体 是滞流流动，溶质以分子扩散的方式进行传质。 •膜外的气液相主体中，流体流动的非常剧烈，溶质的浓 度很均匀，传质的阻力可以忽略不计，传质阻力集中在两 层膜内

液膜气膜传质方向界面气相主体液相主体-E5T返下页回页2025/11/11

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六、口吸收速率方程式吸收速率：单位面积，单位时间内吸收的溶质A的摩尔数，用N.表示，单位通常用kmol/m2.s。吸收传质速率方程吸收速率与吸收推动力之间关系的数学式吸收速率一传质系数×推动力返页回2025/11/11

2025/11/11 六、吸收速率方程式 吸收速率： 单位面积，单位时间内吸收的溶质A的摩尔 数，用NA表示，单位通常用kmol/m2 .s。 吸收传质速率方程： 吸收速率与吸收推动力之间关系的数学式 吸收速率=传质系数×推动力