《化工原理》(下)第二章吸收第三次课课件

2-2-3涡流扩散与对流传质1.涡流扩散：湍流流体中出现质点脉动和大量旋涡，造成组分扩散。借助于费克定律形式:De为涡流扩散系数，不仅和物性有关，而且与流动状况有关2.对流扩散速率:

即有分子扩散又有涡流扩散12-2-3涡流扩散与对流传质1.涡流扩散：湍流流体中湍流区，气液相在主体涡流扩散》分子扩散

浓度梯度＝0过渡区，有涡流扩散D，De两者均不可忽略

浓度梯度减小层流区,靠近界面分子扩散》涡流扩散

浓度梯度大2湍流区，气液相在主体过渡区，有涡流扩散层流区,靠近界面2涡流扩散系数De规律复杂，难以用式子表达。可把涡流扩散阻力当作相当于某个厚度的滞流膜内的分子扩散阻力处理。即认为总传质阻力当作厚度为δe的滞流膜的分子扩散阻力，膜外阻力为0，则对流扩散速率可通过距离为δe的分子扩散计算。气相扩散速率液相扩散速率3涡流扩散系数De规律复杂，难以用式子表达。气相扩散速率液相扩令其中，kg：气相对流传质系数，kmol·m-2·s-1·Pa-1;

kl：液相对流传质系数，m·s-1。气液相对流传质速率方程：4令其中，kg：气相对流传质系数，kmol·m-2·s-1·P吸收过程-相际间传质：气相主体-相界面-液相主体

2-2-4吸收过程（相际传质）的双膜模型

（有效膜模型）5吸收过程-相际间传质：气相主体-相界面-液相主体2-2-4有效膜模型要点：

a.气液相间有稳定的相界面，在界面处气液浓度成平衡，可用相平衡关系描述pi=f(ci)b.相界面两侧各有一停滞膜（虚拟膜或者有效膜）（气膜和液膜），膜内传质以分子扩散方式进行c.传质阻力全部集中在虚拟膜内，

膜外主体高度湍流，传质阻力为0。6有效膜模型要点：

62.2.5吸收过程传质速率方程式传质阻力全部折算到虚拟膜内，则吸收过程的传质速率方程可表示为以分子扩散形式表示的传质速率在稳态的条件下，

N气相主体与界面=N界面=N界面至液相主体72.2.5吸收过程传质速率方程式传质阻力全部折算到虚拟1.膜内传质速率方程

气膜内传质速率方程：81.膜内传质速率方程气膜内传质速率方程：8液膜内传质速率方程

c—液相主体溶质组分的摩尔浓度；ci—界面上溶质组分摩尔浓度；c0-液相的总摩尔浓度，即溶剂浓度+溶质浓度。kg,kl－气液相膜传质系数。x－液相主体溶质组分的摩尔分率；xi－界面上溶质组分的摩尔分率。kx,ky－以摩尔分率差为推动力时的气液相膜传质系数，kmol/m2.s。9液膜内传质速率方程c—液相主体溶质组分的摩尔浓度；ci—2.总传质速率方程Kg，Ky，Kl，Kx—气、液相总传质系数；

pe，ce—分别为气液相的平衡分压及平衡摩尔浓度。102.总传质速率方程Kg，Ky，Kl，Kx—气、液相总传质系数3.气液相总传质系数之间的关系稳态吸收由亨利定律（1）（2）Kg=H×Kl113.气液相总传质系数之间的关系稳态吸收由亨利定律（1）（2）由亨利定律（3）（4）Kx=Ky×m12由亨利定律（3）（4）Kx=Ky×m124.气相总传质系数之间的关系5.液相总传质系数之间的关系134.气相总传质系数之间的关系5.液相总传质系数之间的关系136.总传质系数与膜传质系数的关系稳态吸收推出即146.总传质系数与膜传质系数的关系稳态吸收推出即14或者根据：总阻力=气膜阻力+液膜阻力气膜阻力：液膜阻力：15或者根据：总阻力=气膜阻力+液膜阻力气膜阻力：液膜阻力：15液膜推出即16液膜推出即16以摩尔分数差为推动力的总传质系数推出即17以摩尔分数差为推动力的总传质系数推出即17同理可推出液相总传质系数18同理可推出液相总传质系数18膜传质速率方程：7.吸收过程传质速率方程总结kx=ky×mkg=H×kl19膜传质速率方程：7.吸收过程传质速率方程总结kx=ky×m

总传质速率方程:Kg=H×KlKx=Ky×m20总传质速率方程:Kg=H×KlKx=Ky×m20总传质系数与膜传质系数的关系21总传质系数与膜传质系数的关系212-2-3涡流扩散与对流传质1.涡流扩散：湍流流体中出现质点脉动和大量旋涡，造成组分扩散。借助于费克定律形式:De为涡流扩散系数，不仅和物性有关，而且与流动状况有关2.对流扩散速率:

即有分子扩散又有涡流扩散222-2-3涡流扩散与对流传质1.涡流扩散：湍流流体中湍流区，气液相在主体涡流扩散》分子扩散

浓度梯度＝0过渡区，有涡流扩散D，De两者均不可忽略

浓度梯度减小层流区,靠近界面分子扩散》涡流扩散

浓度梯度大23湍流区，气液相在主体过渡区，有涡流扩散层流区,靠近界面2涡流扩散系数De规律复杂，难以用式子表达。可把涡流扩散阻力当作相当于某个厚度的滞流膜内的分子扩散阻力处理。即认为总传质阻力当作厚度为δe的滞流膜的分子扩散阻力，膜外阻力为0，则对流扩散速率可通过距离为δe的分子扩散计算。气相扩散速率液相扩散速率24涡流扩散系数De规律复杂，难以用式子表达。气相扩散速率液相扩令其中，kg：气相对流传质系数，kmol·m-2·s-1·Pa-1;

kl：液相对流传质系数，m·s-1。气液相对流传质速率方程：25令其中，kg：气相对流传质系数，kmol·m-2·s-1·P吸收过程-相际间传质：气相主体-相界面-液相主体

2-2-4吸收过程（相际传质）的双膜模型

（有效膜模型）26吸收过程-相际间传质：气相主体-相界面-液相主体2-2-4有效膜模型要点：

a.气液相间有稳定的相界面，在界面处气液浓度成平衡，可用相平衡关系描述pi=f(ci)b.相界面两侧各有一停滞膜（虚拟膜或者有效膜）（气膜和液膜），膜内传质以分子扩散方式进行c.传质阻力全部集中在虚拟膜内，

膜外主体高度湍流，传质阻力为0。27有效膜模型要点：

62.2.5吸收过程传质速率方程式传质阻力全部折算到虚拟膜内，则吸收过程的传质速率方程可表示为以分子扩散形式表示的传质速率在稳态的条件下，

N气相主体与界面=N界面=N界面至液相主体282.2.5吸收过程传质速率方程式传质阻力全部折算到虚拟1.膜内传质速率方程

气膜内传质速率方程：291.膜内传质速率方程气膜内传质速率方程：8液膜内传质速率方程

c—液相主体溶质组分的摩尔浓度；ci—界面上溶质组分摩尔浓度；c0-液相的总摩尔浓度，即溶剂浓度+溶质浓度。kg,kl－气液相膜传质系数。x－液相主体溶质组分的摩尔分率；xi－界面上溶质组分的摩尔分率。kx,ky－以摩尔分率差为推动力时的气液相膜传质系数，kmol/m2.s。30液膜内传质速率方程c—液相主体溶质组分的摩尔浓度；ci—2.总传质速率方程Kg，Ky，Kl，Kx—气、液相总传质系数；

pe，ce—分别为气液相的平衡分压及平衡摩尔浓度。312.总传质速率方程Kg，Ky，Kl，Kx—气、液相总传质系数3.气液相总传质系数之间的关系稳态吸收由亨利定律（1）（2）Kg=H×Kl323.气液相总传质系数之间的关系稳态吸收由亨利定律（1）（2）由亨利定律（3）（4）Kx=Ky×m33由亨利定律（3）（4）Kx=Ky×m124.气相总传质系数之间的关系5.液相总传质系数之间的关系344.气相总传质系数之间的关系5.液相总传质系数之间的关系136.总传质系数与膜传质系数的关系稳态吸收推出即356.总传质系数与膜传质系数的关系稳态吸收推出即14或者根据：总阻力=气膜阻力+液膜阻力气膜阻力：液膜阻力：36或者根据：总阻力=气膜阻力+液膜阻力气膜阻力：液膜阻力：15液膜推出即37液膜推出即16以摩尔分数差为推动力的总传质系数推出即38以摩尔分数差为推动力的总传质系数推出即17同理可推出液相总传质系数