华北理工环境工程原理课件05质量传递.pptVIP

二、对流传质速率方程 G 有效膜层或虚拟膜层 整个有效膜层的传质推动力为 浓度分布 全部传质阻力集中在有效膜层 第四节 对流传质 对流传质系数，也称传质分系数，下标“c”表示组分浓度以物质的量浓度表示，m/s 对流传质速率方程 传质系数体现了传质能力的大小，与流体的物理性质、界面的几何形状以及流体流动状况等因素有关。 组分浓度常用分压表示 界面上组分A的分压，N/m2 气相主体中组分A的分压 气相传质分系数，kmol/（m2·s·Pa） 液相传质分系数，m/ s 气相与界面的传质 液相与界面的传质 第四节 对流传质 (5.4.5) (5.4.6) 两种典型情况 其对流传质系数的表达形式不同 单向扩散 等摩尔反向扩散 对流传质 单相中 在虚拟膜层内的分子扩散 第四节 对流传质 双组分系统中，A和B两组分作等分子反向扩散时， 对流传质系数用 表示，则 相应的分子扩散速率为 虚拟膜层的厚度 第四节 对流传质 1.等分子反向扩散时的传质系数 (5.4.11) (5.4.12) 2.单向扩散时的传质系数 双组分系统中，组分A通过停滞组分B作单向扩散时， 对流传质系数用 表示。则 相应的分子扩散通量为 故 组分B的对数平均摩尔分数 第四节 对流传质 (5.4.13) (5.4.14) 组分A的对流传质速率，kmol/（m2·s） ——传质通量 对流传质速率方程 第四节 对流传质 (5.4.4) 【例题5.4.2】填料床内装填直径为0.2cm的苯酚粒子，纯水以表观速度5cm/s流过床层，通过100cm床层高度后，水中苯酚浓度为饱和浓度的62％，已知单位床层体积的苯酚表面积为23cm2，试求该系统的传质系数。 解：在填料床中取微元段 ,微元体积为 ， 为填料床横截面积 在微元段内对苯酚作质量衡算，稳态情况下， 流出量－流入量－溶解量＝0 溶解量: 为单位床层体积的苯酚表面积 流入量 流出量 饱和浓度 第四节 对流传质 分离变量，并在z=0，CA=0和 z=1m，CA=0.62CA,s之间积分，得 解得 m/s 第四节 对流传质 动量传递 热量传递 质量传递 强化传递 速率的方法 湍流流动 对流传热 对流传质 边界层 流动边界层 传热边界层 传质边界层 边界层定义 速度梯度 温度梯度 浓度梯度 边界层厚度 流态与 传递机理 层流底层 导热 分子扩散 缓冲区 对流与导热 分子扩散和涡流扩散 湍流中心 对流 涡流扩散 传递阻力 推动力 层流底层 —— 层流底层 温度差 层流底层 浓度差 传递速率 —— u=0.99u0 (T-TW)＝0.99(T0-TW) 第五章 质量传递 第一节 环境工程中的传质过程 第二节 质量传递的基本原理 第三节 分子传质 第四节 对流传质 本章主要内容 单相？两相？ 分子扩散？涡流扩散？ 第五章 质量传递 第五章 质量传递 第一节 环境工程中的传质过程 第二节 质量传递的基本原理 第三节 分子传质 第四节 对流传质 本章主要内容 气体混合物中组分分离 吹脱去除挥发性组分 汽提 液体混合物中组分分离 染料废水处理 样品石油烃分离测定 气体和液体混合物中组分分离 活性炭吸附水中有机物 去除水中阴阳离子 制作纯水 去除水中重金属 高分子薄膜为分离介质，组分选择性地透过膜 制作纯水 截留某些组分 去除水、气体和固体中污染物的过程 吸收 萃取 吸附 膜分离 离子交换 ——传质过程： …… 分离中的传质过程： 第一节 环境工程中的传质过程 反应中的传质过程： 石灰/石灰水洗涤烟气脱硫 催化氧化法净化汽车尾气 第一节 环境工程中的传质过程 质量传递的推动力 温度差 压力差 电场或磁场的场强差 浓度差 第一节 环境工程中的传质过程 一个含有两种或两种以上组分的体系 组分A的浓度分布不均匀 组分A由浓度高的区域向浓度低的区域的转移 物质传递现象 ——传质过程 质量传递过程 需要解决两个基本问题： 过程的极限: 过程的速率: 相平衡关系 以浓度差为推动力的传质过程： 质量传递研究内容！ 第一节 环境工程中的传质过程 环境工程中常遇到的传质过程： 两相间的传质 气体的吸收： 萃取： 吸附、膜分离、生物膜反应： 在气相与液相之间传质 在液－液两相之间传质 在气/液相和固相之间传质 单相中的传质 流体流过可溶性固体表面 溶质在流体中的溶解 气固相催化反应 单相中的传质速率？ 第一节 环境工程中的传质过程 一、传质机理 二、分子扩散 三、涡流扩散 本节的主要内容 第二节 质量传递的基本原理 蓝色由最初的位置慢慢散开，即蓝墨水的分子由高浓度处向低浓度处移动 向一杯水中加入一滴蓝墨水—— ——质量传递 静止——蓝色由最初的位置慢慢散开，经过较长