7-3学时(精简)汇编.ppt

1、总传质速率方程的各种表达形式 （1）用气相组成表示吸收推动力时，总传质速率方程表达式 7.3.3 总吸收速率方程 （2）用液相组成表示吸收推动力时，总传质速率方程表达式 2、总传质系数与单相传质系数之间的关系 前已推得： 用类似的方法可推得： 7.3.3 总吸收速率方程 液相总传质推动力 气相总传质推动力 气相分传质推动力 液相分传质推动力 7.3.3 总吸收速率方程 【结论】总传质阻力等于两相传质阻力之和，即： 总传质阻力＝液膜阻力＋气膜阻力 （2）总传质阻力的构成 7.3.3 总吸收速率方程 气膜控制过程 对于H值较大的易溶气体，有： 【结论】传质阻力主要集中在气相，此吸收过程由气相阻力控制（气膜控制），总传质速率取决于气相传质速率的大小。 【例如】用水吸收氯化氢、氨气等过程。 （3）气膜控制与液膜控制 7.3.3 总吸收速率方程 气膜控制过程 【说明】 气膜推动力越大，其阻力亦越大，此时应增加气相流率, kG 提高, 加快吸收过程。 ci c c pi p* p 0 气膜推动力 液膜推动力 7.3.3 总吸收速率方程 液膜控制过程 对于H值较小的难溶气体，有： 【结论】传质阻力主要集中在液相，此吸收过程由液相阻力控制（液膜控制），总传质速率取决于液相传质速率的大小。 【例如】用水吸收二氧化碳、氧气等过程。 7.3.3 总吸收速率方程 液膜控制过程 c* ci c c pi p p* 0 【说明】 液膜推动力越，阻力越大。应增加液相流率, 提高kL, 加快吸收过程。 气膜推动力 液膜推动力 7.3.3 总吸收速率方程 双膜控制： 气膜阻力和液膜阻力均不可忽略，称其为双膜控制。 7.3.3 总吸收速率方程 【例】在总压为100kPa、温度为30℃时，用清水吸收混合气体中的氨，气相传质系数kG=3.86×10-6 kmol/（m2·s·kPa），液相传质系数kL=1.83×10-4 m/s，假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律，测得液相溶质摩尔分率为0.05，其气相平衡分压为6.7kPa。求当塔内某截面上气、液组成分别为y=0.05，x=0.01时： （1）以pA－pA*、cA*－cA表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数； （2）分析该过程的控制因素。 7.3.3 总吸收速率方程 解：（1）根据亨利定律 相平衡常数 溶解度常数 7.3.3 总吸收速率方程 7.3.3 总吸收速率方程 与pA－pA*表示的传质总推动力相应的总传质阻力为： 其中气相阻力为 液相阻力为： 可以看出：KG ? kG 气相阻力占总阻力的百分数为： 故该传质过程为气膜控制过程。 7.3.3 总吸收速率方程 7.1 概述 7.2 吸收过程的气液相平衡 7.3 吸收过程的传质速率 第七章 吸 收 7.4 吸收塔的计算 7.5 填料塔 7.3 吸收过程的传质速率 第七章 吸 收 7.3.1分子扩散与费克定律 7.3.2 涡流扩散与对流传质 7.3.3 吸收速率方程 吸收过程包括以下三个步骤： （1）溶质由气相主体向相界面传递，即在单一相（气相）内传递物质； （2）溶质在气液相界面上的溶解，由气相转入液相，即在相界面上发生溶解过程； （3）溶质自气液相界面向液相主体传递，即在单一相（液相）内传递物质。 吸收过程分析 7.3.1分子扩散与费克定律 （1）什么是分子扩散？ 由于分子的无规则热运动而使组分从高浓度向低浓度扩散的物质传递现象—分子扩散。 不论溶质在气相或液相，它在单一相里的传递有两种基本形式： （1）分子扩散； （2）对流传质。 7.3.1分子扩散与费克定律 分子扩散现象 描述分子扩散过程的基本定律: 费克定律。 7.3.1分子扩散与费克定律 【费克定律的数学表达式】 式中 JA——组分A在扩散方向z上的扩散通量，kmol/ m2·s dcA/dz——组分A在扩散方向z上的浓度梯度，kmol/m4； DAB——组分A在组分B中的扩散系数，m2/s。 【说明】负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反，扩散沿着浓度降低的方向进行。 相界面 pG pi ci 传质方向 7.3.1分子扩散与费克定律 费克定律的其它表达形式： 下面分两种情况讨论分子扩散 （1）等摩尔反向扩散 （2）单向扩散 7.3.1分子扩散与费克定律 2、单向扩散及速率方程 【例如】在气体吸收中，A为被吸收组分，B为惰性组分，液相不存在组分B，不可能向界面提供组分B。因此，吸收过程所发生的是组分A通过“静止”组分B的单方向扩散，而不是等分子反向扩散。 （1）什么是单向扩散 【特点】一种组分扩散，