冶金动力学基础.pptVIP

2.2.2.2传质系数β2.2分子扩散及对流传质2.2.2对流扩散2）量纲分析法流经平板固体表面：流过球形物体：雷诺准数：施密特准数：通过实验测定Re和Sc，确定sh的值，已知D，则可以计算β。求解方法谢伍德准数：在冶金反应过程中：反应物由相内传输到界面，往往是先发生吸附，再进行界面反应及生成物的脱附离开反应界面等等环节。因此反应物的吸附和产物的脱附对化学反应速率的影响也很大，在一些情况下，吸附和脱附亦可能成为限制环节。2.3吸附化学反应的速率物理吸附：范德华力作用。吸附力较弱，随温度升高吸附量减少；吸附一般都是多分子层吸附，无选择性。化学吸附：化学键力，单分子层吸附，有选择性。主要发生在固体表面的所谓活性点位上，生成所谓的表面复合物。（有时把化学吸附作为化学反应处理）两类吸附2.3吸附化学反应的速率内容大纲2.1化学反应的速率2.2分子扩散及对流传质2.3吸附化学反应的速率2.4反应过程动力学方程的建立2.5新相形成的动力学HebeiPolytechnicUniversity2.4反应过程动力学方程的建立2.4.1建立动力学方程的原则热力学根据反应过程中的平衡态，建立温度、压力及浓度之间的数学关系式；而动力学则根据反应过程中出现的稳定态或准稳定态，导出动力学方程。双膜模型未反应核模型物质和能量的交换2.4反应过程动力学方程的建立何为稳定态或准稳定态？2.4.1建立动力学方程的原则敞开体系敞开体系内各组分的质量变化是由组分之间的化学反应和各组分经体系—界面发生转移而引起的。2.4反应过程动力学方程的建立何为稳定态或准稳定态？2.4.1建立动力学方程的原则敞开体系物质和能量的交换当进入该体系的物质的量与消耗的量达到相等时，就可以建立过程的稳定状态。2.4反应过程动力学方程的建立何为稳定态或准稳定态？2.4.1建立动力学方程的原则炼钢过程中，钢液中[O]不断进入熔池，而熔池中的[O]又不断被其它元素的氧化所消耗，转化为产物而从钢液中排出。当进入的氧与消耗的氧相等时，就可以建立熔池内元素氧化的稳定状态。转炉煤气转炉氧气反应过程动力学方程的建立何为稳定态或准稳定态？2.4.1建立动力学方程的原则稳定态是自然界发生过程的普遍现象；对于敞开体系来说，引入反应物和排走产物的连续过程是达到稳定态的必要条件。01022.4反应过程动力学方程的建立何为稳定态或准稳定态？2.4.1建立动力学方程的原则热量的传递过程也是一样！如果化学反应存在热量的吸收和释放，反应区域的温度也会发生变化。例如：吸热反应进行后，反应区温度下降，使反应速率下降，能量消耗的速率随之下降；此时由于反应区温度低，将导致反应区外热量向该反应区传递，使该反应区温度又重新升高。因此反应过程中，反应区的温度是热的供给和消耗相互趋于稳定的结果。2.4反应过程动力学方程的建立何为稳定态或准稳定态？2.4.1建立动力学方程的原则由物质、能量传递及化学反应过程可见，整个反应个环节相互制约、相互促进、相互调整，整个过程就处于所谓的稳定态或准稳定态。稳定态：稳定态是指反应速率不随时间而变化的状态。2.4反应过程动力学方程的建立何为稳定态或准稳定态？2.4.1建立动力学方程的原则如果反应的各个环节速率不随时间而变化，则总反应就是稳定的，而各环节的速率彼此相等。对于反应过程：则有：双膜模型是最佳的动力学模型，适用于气－液和液－液两相间的反应。2.4.2液液两相反应动力学模型——双膜模型2.4反应过程动力学方程的建立2.4反应过程动力学方程的建立2.4.2液液两相反应动力学模型——双膜模型2.4.2.1双膜模型的要点（假说）（1）在相界面两侧各有一层薄膜，膜厚分别为δ1和δ2，传质阻力集中在这两层膜内；（2）相界面处的物质处于平衡态，反应物的界面浓度cI*=CI平（反应平衡时反应物浓度）；生成物的界面浓度cII*=CII平（反应平衡时生成物浓度）；2.4反应过程动力学方程的建立2.4.2液液两相反应动力学模型——双膜模型2.4.2.1双膜模型的要点（假说）（3）两膜内的传质各自独立、互不干涉（计算时按单膜——边界层理论计算）（4）传质可达稳态，dc/dt=0（由于是稳定态扩散，可用菲克第一定律描述I、II相内的扩散）。2.