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5.4相际对流传质及总传质速率方程
5.4. 相际对流传质及总传质速率方程 5.4.1. 两相对流传质模型 5.4.2. 吸收过程总传质速率方程 5.4.3. 传质阻力与传质速率的控制 5.4.1. 两相对流传质模型 相际对流传质三大模型:双膜模型 溶质渗透模型 表面更新模型 1.双膜模型 pA pAi cAi cA 气相 液相 ?G ?L E 2.双膜模型的基本论点(假设) (1)气液两相存在一个稳定的相界面,界面两侧存 在稳定的气膜和液膜。膜内为层流,A以分子扩 散方式通过气膜和液膜。 (2)相界面处两相达平衡,无扩散阻力。 (3)有效膜以外主体中,充分湍动,溶质主要以 涡流扩散的形式传质。 双膜模型也称为双膜阻力模型 5.4.2. 吸收过程总传质速率方程 1. 气相总传质速率方程 ——以气相分压差表示推动力的气相总传质 系数,kmol/(m2·s·kPa); ——以气相摩尔分率差表示推动力的气相 总传质系数,kmol/(m2·s); ——以气相摩尔比差表示推动力的气相 总传质系数,kmol/(m2·s); 2. 液相总传质速率方程 ——以液相浓度差表示推动力的液相总传 质系数,kmol/m2·s·kmol/m3); ——以液相摩尔分率差表示推动力的液相 总传质系数,kmol/(m2·s); ——以液相摩尔比差表示推动力的液相 总传质系数,kmol/(m2·s); 根据双膜理论 3. 总传质系数与单相传质分系数之间的关系 系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线 4. 总传质系数之间的关系 5.4.3. 传质阻力与传质速率的控制 1.传质阻力 相间传质总阻力 = 液相(膜)阻力 +气相(膜)阻力 注意:传质系数、传质阻力 与推动力一一对应。 2.传质速率的控制步骤 (1)气膜控制 气膜控制:传质阻力主要集中在气相,此吸收过程 为气相阻力控制(气膜控制)。 H 较大易溶气体 气膜控制的特点: . pA I pAi cA cAi 提高传质速率的措施:提高气体流速; 加强气相湍流程度。 (2)液膜控制 液膜控制:传质阻力主要集中在液相,此吸收过程 为液相阻力控制(液膜控制) 液膜控制的特点: H较小难溶气体 . 提高传质速率的措施:提高液体流速; 加强液相湍流程度。 同理: 气膜控制: 液膜控制: m小易溶气体 m大难溶气体
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