第十二篇 对流传质.pdf

第十二章对流传质(Convective Mass Transfer) Describe the process of mass transfer between a surface and a moving fluid or between two relative immiscible moving fluids. falling water film in an air humidifier coke particle in a gasifier Dependent both on the transport properties and on the dynamic characteristics of the flowing fluids forced or natural internal or external laminar or turbulent Determining convective mass transfer coefficient is the key to the study of convective mass transfer rate Transport Phenomena, Xu Jian, 2009 12.1 Convective Mass Transfer Coefficient 流动对扩散通量的影响： 静止流体中：浓度呈线性分布 流动：浓度呈非线性分布，对于不同的流动状 态，扩散通量不同，湍流层流静止 静止 层流 湍流 Transport Phenomena, Xu Jian, 2009 流体强制湍流流过固体壁面的传质过程 流体微团的脉动垂直于主流方向上的 强烈混合湍流（涡流）扩散 粘 缓 湍 性 冲 流 流体湍流流过壁面，形成3个区域的流动 底 层 核 层 心 边界层，流动不同，传递机理不同： 壁 层 流 面 体 粘性底层：层流，垂直于流动方向以分子扩 散为主，费克第一定律适用，浓度梯度大； 过渡层：层流+涡流，分子扩散＋涡流传质 湍流核心区：涡流传质为主，浓度梯度很小 Transport Phenomena, Xu Jian, 2009 对流传递的简化处理 浓度梯度只存在于壁面附近。因此，流体与壁面或 界面的传递可简化为： 流体与壁面通过一层虚拟膜进行传递，传质通量与膜两 侧的浓度差成正比。 描述对流传质的基本方程 N k Δc A c A 2 NA －组分A 的对流传质的摩尔通量, kmol/(m .s) ΔcA ―组分A在界面处的浓度与流体主体平均浓度之差 k ―对流传质系数 c