《化工传质与分离过程》第一章 传质过程基础.ppt

* * 1.1 质量传递概论与传质微分方程 1.1.1 质量传递概论 第一章 传质过程基础 三、传质的速度与通量 1. 传质速率与传质通量 2. 传质速度的表示方法 一、混合物组成的表示方法 二、质量传递的基本方式 三、传质的速度与通量 1 以绝对速度表示的传质通量 组分A的总质量通量 组分B的总质量通量 kg / m2·s kg / m2·s 3.传质通量的表示方法 总传质通量 混合物的总质量通量 由此可得质量平均速度的定义式为 三、传质的速度与通量 组分A的总摩尔通量 组分B的总摩尔通量 kmol/ m2·s kmol/ m2·s 三、传质的速度与通量 混合物的总摩尔通量 由此可得摩尔平均速度的定义式为 三、传质的速度与通量 2 以扩散速度表示的传质通量 扩散速度 udA uA－ uf udB uB－ uf 混合物的主体流动速度即为平均速度 u＝ uf （um＝ uf ） 三、传质的速度与通量 扩散 通量 udA uA－ u 组分A的扩散速度 udA uA－ um udB uB－ u 组分B的扩散速度 udB uB－ um 三、传质的速度与通量 质量基准 摩尔基准 质量基准 摩尔基准 组分A的扩散质量通量 组分B的扩散质量通量 kg / m2·s kg / m2·s 三、传质的速度与通量 组分A的扩散摩尔通量 组分B的扩散摩尔通量 kmol/ m2·s kmol/ m2·s 三、传质的速度与通量 设 组分A通过组分B扩散 三、传质的速度与通量 A、B两组分混合物 组分B通过组分A扩散 由费克第一定律 三、传质的速度与通量 3 以主体流动速度表示的传质通量 组分A的主体流动质量通量 组分B的主体流动质量通量 三、传质的速度与通量 主体流动通量 组分A的主体流动摩尔通量 组分B的主体流动摩尔通量 三、传质的速度与通量 4.各传质通量间的关系 由 故 三、传质的速度与通量 由 故 三、传质的速度与通量 三、传质的速度与通量 费克第一 定律通用 表达式 组分的总传质通量 分子扩 散通量 主体流 动通量 主体流动现象 示例：用水吸收空气 中的氨 相界面 气相（A＋B） 液相 S 主体 流动 在多组分系统中，各组分在进行分子扩散的同时其微团常处于运动状态—主体流动现象。 三、传质的速度与通量 1.1 质量传递概论与传质微分方程 1.1.1 质量传递概论 第一章 传质过程基础 1.1.2 传质微分方程 一、传质微分方程的推导 1.质量守恒定律表达式 微分质量衡算 （x, y, z） 流体 微元 采用欧拉方法推导 边长 、 、 体积 质量 输入流体微元的质量速率 反应生成的质量速率 + 输出流体微元的质量速率 + 流体微元内累积的质量速率 （输出– 输入）＋（累积）–（生成） 0 根据质量守恒定律，可得出以下衡算式 一、传质微分方程的推导 2.各项质量速率的分析 1 输出与输入流体微元的质量流率差 设在点（x、y、z）处 一、传质微分方程的推导 质量通量 流体的质量平均速度 输入的总质量流率 输出的总质量流率 输出与输入流体微元的质量流率差 组分 A 沿 x 方向 一、传质微分方程的推导 y方向的质量流率差 z 方向的质量流率差 一、传质微分方程的推导 三个方向上的总质量流率差 一、传质微分方程的推导 2 流体微元内累积的质量速率 设组分A的质量浓度为ρA 流体微元中任一瞬时组分A的质量为 质量累积速率为 一、传质微分方程的推导 3 反应生成的质量速率 设系统内有化学反应发生，单位体积流体中组分A的生成质量速率为rA kg/ m3·s 反应生成的质量速率 当A为反应物 rA为负 当A为产物 rA为正 一、传质微分方程的推导 3.通用的传质微分方程 将各项质量速率代入质量守恒定律表达式，得 一、传质微分方程的推导 *