《食品工程原理》课程教学资源（课件讲稿）第五章 气体吸收（打印版）

华中农业大学《食品工程原理》教研室PodteamFoodreanFondteamoodteamFoodtean第七章气体吸收odteam重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方程难点：双膜理论FoodteamPondfeam Food teantFood teFOFood teamFond teamFoodteamFood tem Fondten《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室第一节物质传递原理Foodtear传质分离操作在生产中的应用oodteam分离过程包括机械分离和传质分离。Foodtean机械分离：过滤、沉降等传质分离：吸收、蒸馏、干燥、萃取、膜分离等在含有两个或两个以上组分的混合体系中，如果存在浓度梯度，某一组分（或某些组分）将有高浓度区向低浓度区移动的趋势，该移动过程称为传质过程e《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室物质在两相间从一相转移到另一相的传递过程一般要经过三个步骤：1、扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的传质）2、在界面上的扩散物质从一相进入另一相（相际间传质）；3、进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散（单相中的传质）；000界面Foodteam组分组分气相oodteam液相ndte主体主体letodte《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室Poodtea物质在单相中的扩散物质在单相中的传递靠扩散，发生在流体中的扩散有分子扩散和涡流扩散两种。00分子扩散：依靠分子的无规则热运动，主要发生在静止或层流流体中。涡流扩散：依靠流体质点的端动和旋涡而传递物质，主要发生在瑞流流体中。FondFo00Foodteamondteamoodtea《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室一、分子扩散与菲克定律1、分子扩散100小分子扩散：在一相内部存在浓度差或浓度梯度的情况下，由于分子的无规则运动而导致的物质传递现象。分子扩散是物质分子微观运动的结果。扩散通量：单位时间内单位面积上扩散传递的物质量，其单位为kmol/(ms)。《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室2、菲克（Fick）定律当物质A在介质B中发生扩散时，任一点处物质A的扩散通量与该位置上A的浓度梯度成正比，即：oodte38dc=-DABdz式中JA物质A在z方向上的分子扩散通量，kmol/(m2s)物质A的浓度梯度，kmol/m4dC/dz-物质A在介质B中的分子扩散系数，m2/sDAB负号一一表示扩散是沿着物质A浓度降低的方向进行的。《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室Poedteauy二、气相中的稳定分子扩散dtean1、等分子反向扩散Foote假定：PA1>PA2PA2PA1ABPB2PB1<PB2PB120PPA1+ PB1= PA2 + PB2 =P在总压相同的情况下，联通管内任一截面上单位时间单位面积上向右传递的A分子的数量与向左传递的B分子的数量必定相等，此现象称为等分子反向扩散。《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室J= - JB对于等分子反向扩散在任一固定的空间位置垂直于扩散方向的截面上，单位时间通过单位面积的A物质的量，称为A的传递速率，以N表示。对于单纯的等分子反向扩散，物质A的传递速率应等于A的扩散通量。D dpAacNA=J,=-DRT dzdz注意：在上述条件下，扩散为稳定过程，N为常数；PA一z呈线性关系。tet《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室te3PPoodteaFoodteanPAIPB2PB1PA2oodteamZ2Z1Food team上式分离变量并积分，积分条件为：Zi=0，PA=PA1；Z2=Z，PA=PA2FoodteamDFoodteamFondtemN二(PA1 -PA2)ARTzFondtean《食品工程原理》第七章气体吸收

华中农业大学《食品工程原理》教研室Food reanoedtea2、单向扩散界面在气体吸收中溶质A溶总压pp解于溶剂中，惰性气体B不PB,i溶解于溶剂中，则液相中PB不存在组分B，此过程为组pA分A通过另一“静止”组分B的单向扩散。PA,i气NBMJB相主体分子扩散；JANAM液相ondtea总体流动：0zoodteamondteam0《食品工程原理》第七章气体吸收