发布时间 : 星期二 文章化工原理指导书（章节知识梳理）更新完毕开始阅读9b9c2e6852ea551810a687ed
NB?JB?NxB xB?cB cNA与JA单位相同，但意义不同。JA是由于单纯分子扩散引起的A组分的传递速率；而NA包含了主题流动的因素。 （3）分子扩散的两种基本情况
分子扩散的两种基本情况的比较见表2。其适用条件为双组分均相一维定常分子扩散，总浓度不变。
表2 分子扩散的两种基本情况的比较
等摩尔反向扩散 特征 通过任一扩散截面的A组分的通量与反向通过该截面的B组分的通量相等。 特点 无主体流动N=0 净传质速率： N′=NA+NB=0 任一截面上 NA=JA=常数 即dCA=常数 dZ单向扩散 组分A 通过“停滞组分”B的单向分子扩散，特征是某截面（如相截面）只允许分子A通过，不允许分子B通过。 主体流动速率N 净传质速率： N′=NA+NB=N 任一截面上 NA=JA+NxA=N=常数 NB=JB+NxB=0 即dCA≠常数 dZ计算 气相 DNA=（PA1-PA2） RTZ液相 DNA=（CA1-CA2） Z气相 NA=DP （PA1-PA2） RTZPBm液相 NA=DC（CA1-CA2） ZCBm应用 某些精馏过程 单组分吸收过程 由传质速率的计算公式知，主体流动的影响使A组分的传质速率有所增大，其值可用漂流因子
CP或来表示。或者说，漂流因子反映了主体流动使单向CmPBm扩散中A的传质速率较等摩尔反向扩散时增大的倍数，P/PBm?1。 （4）分子扩散系数D
分子扩散系数D：是单位浓度梯度下的分子扩散速率，是物质的物性参数，表
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征物质（一组分在另一组分中）扩散能力的大小。
a、由于液体内部分子比较密集，组分在液体中的扩散系数比在气体中要小的多。数量级为
在气体中 D 10-4～10-5 ㎡/s； 在液体中 D 10-9～10-10 ㎡/s。 b、影响因素
在气体中，温度升高，D增大（D∝T1.5）；
压强升高，D减小（D∝1/P）。
在液体中，温度升高，D增大（D∝T）； 粘度增大，D下降（D∝1/μ）。
压强对液体扩散系数影响很小；溶质在溶液中的浓度也影响扩散系数的数值，但在溶液很稀时可认为与浓度无关。 2.对流传质
（1）对流传质的基本概念
对流传质是指流动流体与某一界面（如气液相界面）之间的传质，是分
子扩散与涡流扩散共同作用的结果。 JA=-（D+De）
dCA dZ涡流扩散系数De不仅与物性有关，还与流体的流动状态有关，也与流体与界面的距离有关。
由于涡流扩散的作用，对流扩散系数（D+De）大于分子扩散系数，所以说流动强化了传质。但是，由于De及其分布难以求出，使对流传质速率不能象分子扩散时用理论解出，而依赖实验结果。 （2）对流传质速率方程 NA=
?相内传质推动力= R相内传质阻力当流动主体浓度CA大于相界面Ci时，Δ=CA-Ci，反之，则Δ= Ci- CA
相内传质阻力的倒数称为相内传质系数，用kc表示，单位为kmol/(m2·s·ΔC),由实验测定。
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所以 NA=相内传质系数×相内传质推动力 相内传质系数也称传质分系数或传质膜系数。 （3）对流传质速率方程的其他表达式
由于相组成的表示方法有多种，所以传质速率的表达式也有多种。在书写传质速率表达式注意以下问题。
a、传质系数与推动力之间的匹配关系，
NA=kg(PA-Pi)=ky(y-yi)=kY(Y-Yi)
b、熟悉各种传质分系数之间的换算关系。 ky=Pkg (三)相际传质 1.相际传质过程
物质从一相到另一相的传递，称为相际传质或相间传质。以吸收为例，它涉及到气液两相间的物质传递，分为以下三步：即溶质由气相主体传递至相界面（相内传质），溶质在相界面上的溶解，溶质由相界面液相侧传递至液相主体，（相内传质）。
2. 相际传质模型（双膜理论）理论要点
相界面两侧各存在一层很薄的虚拟膜层，全部传质阻力集中在两虚拟膜内，膜内传质为分子扩散，膜外流体充分湍动，传质组分浓度均匀，相界面上达到平衡，即相界面上无传质阻力。
虚拟膜理论将涡流扩散和分子扩散并存的对流传质转化为流体主体到相界面间通过停滞膜的分子扩散。
流体主体湍动越剧烈，虚拟膜厚度越薄，则传质阻力越小，传质分系数越大。双膜理论提出的串联双阻力的概念是吸收速率计算的基础。 三、吸收过程的气液相平衡关系
（一）亨利定律
总压不高时（P≤500kPa），稀溶液吸收过程中的相平衡关系近似为一条直线，服从亨利定律
PA*=Ex
PA*=CA/H y*=mx Y*≈mx
且有：E = m p=C/H
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式中p--总压强，kPa；C—溶液的总摩尔浓度，对于稀溶液，C≈溶剂计算。
1、亨利系数E随物系而变，也随系统的温度变化。
?sMs，可按纯
2、亨利系数E愈小，溶解度系数H愈大或相平衡常数m愈小，表明溶质的溶解度愈大，吸收愈易进行。 3、温度、压强的影响
温度升高，气体的溶解度下降，H↓，E↑，m↑。
总压P不太高，并不改变分压与溶解度的关系。例如：P↑时，E、H不变，但m=E/P下降。
（二）气液相平衡与相际传质（以吸收为例） 1、判断相际传质的方向
气液两相接触时，若PA>PA*（PA*=Ex），为吸收；PA=PA*，达到相平衡；PA 气液两相间传质推动力为实际浓度与平衡浓度的偏离程度，可用气相或液相浓度表示。Y为气相实际摩尔比，Y*=mX为与液相实际摩尔比X相平衡的气相浓度，则Y-Y*为以气相摩尔比差表示的相际传质推动力。 3、相际传质的极限 相际传质的极限是达到相平衡。例如：无论吸收塔有多高，总有Y2≥Y2*（Y2*=mX2），X1≤X1*（X1*=Y1/m）。 注意：相组成的其他表示方式的应用。 4、计算相际传质速率（详见下节） 四、吸收速率 相际传质速率= 相际传质推动力 相际传质阻力对吸收过程，相际传质速率即吸收速率。相际传质速率方程式有多种表示形式。总的可以分为两类： 1.用分推动力表示的传质速率方程 48