(2.3.2)--5-稳态分子扩散.pdf

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1、一、分子扩散与菲克定律二、气相中的稳态分子扩散第二节 传质机理与吸收速率1、等分子反向扩散双向扩散常常数数BAJJ特点：2121BBAApppp ，2121PPTT，二、气相中的稳态分子扩散PA1=常数，PA2=常数http:/ dzdcDJAAAN传质速率：指在任意一固定空间位置上，单 位 时 间 通 过 单 位 面 积 的 物 质 的 量mol/(m2s)。RTpcAAdzdpRTDNAA210AAppAzAdpRTDdzN)(21AAAppRTzDN1、等分子反向扩散BApppANBN1Ap2Ap1Bp2Bp1z2zzp等分子反向扩散 0)(21AAAppRTzDN讨论：)(12BBBp

2、pRTzDN1）对组分B：pA-z成直线关系dzdpRTDNAA2）稳态传质，各截面上NA是常数；1、等分子反向扩散BApppANBN1Ap2Ap1Bp2Bp1z2zzp等分子反向扩散 3）等分子反向扩散体现在蒸馏过程中。1、等分子反向扩散蒸馏操作 难挥发组分 易挥发组分 NANB汽相液相相界面2、一组分通过另一停滞组分的扩散（1）扩散的物理模型组分A溶于液相，组分B不溶于液相（称为停滞组分）。因此，吸收过程是组分A通过停滞组分B的单方向扩散。吸收操作气相(A+B)液相S溶质A吸收剂S惰性组分B相界面NANB=0NANB=0总总体体流流动动现现象象2 2、一一组组分分通通过过另另一一停停滞滞组

3、组分分的的扩扩散散气相(A+B)液相S相界面总体流动AAAcNJNc0BBBcNJNcBBcJNc ccNNBAccNAABJJ ANNccNAccNBNAJBJA A扩扩散散通通量量总总体体流流动动A A的的份份额额B B扩扩散散通通量量总总体体流流动动B B的的份份额额ccNdzcdD-NAAAA dzcdccDcNAAA AAAcNJNc移项、整理pcRTAAAdpDPNRT Ppdz ABpppBABdpDPNRT p dz21lnBABpDPNRTzp积分2 2、一一组组分分通通过过另另一一停停滞滞组组分分的的扩扩散散ANNBAppp1Ap2Ap1Bp2Bp1z2zzp组分A通过停滞

4、组分B的扩散 ANBpAp整理21lnBABpDPNRTzp1122ABABpppp1221AABBpppp)(ln122112BBAABBAppppppRTzDPN)(ln1211212AABBBBAppppppRTzDPN整理)(21AABmApppPRTzDN漂漂流流因因子子，反反映映总总体体流流动动对对传传质质速速率率的的影影响响，其其值值大大于于1。2 2、一一组组分分通通过过另另一一停停滞滞组组分分的的扩扩散散)(21AAABmpppPRTzDN21AAAppRTzDN等等分分子子反反向向扩扩散散3 3、两两种种分分子子扩扩散散形形式式的的比比较较一一组组分分通通过过另另一一停停滞

5、滞组组分分的的扩扩散散等等分分子子反反向向扩扩散散：精精馏馏过过程程一一组组分分通通过过另另一一停停滞滞组组分分的的扩扩散散：吸吸收收和和脱脱吸吸过过程程比较A组份浓度漂流因数总体流动影响NAA组份低低浓度漂流因数1总体流动无无影响NA=JA思考：混合气中A组分的浓度愈高，漂流因数和传质速率如何变化？为什么？一一、分分子子扩扩散散与与菲菲克克定定律律二二、气气相相中中的的稳稳态态分分子子扩扩散散三三、液液相相中中的的稳稳态态分分子子扩扩散散第第二二节节 传传质质机机理理与与吸吸收收速速率率 与气体中稳定的分子扩散是一样的，只是扩散速度慢一点而已。2.液相中的单向扩散三、液相中的稳态分子扩散ht

6、tps:/ S 的对数平均浓度S2S1SmS2S1ln(/)ccccc三、液相中的稳态分子扩散)(21AASmASAcccczDN)(21AAAcczDN等分子反向扩散一组分通过另一停滞组分的扩散溶质A在溶剂S中的扩散系数3、液相中扩散通量表达式一一、分分子子扩扩散散与与菲菲克克定定律律二二、气气相相中中的的稳稳态态分分子子扩扩散散三三、液液相相中中的的稳稳态态分分子子扩扩散散四四、扩扩散散系系数数第第二二节节 传传质质机机理理与与吸吸收收速速率率1.扩散系数的性质：DA,B是物性参数之一。同一物质的 。),(,xTPfDBA DA,B(气)：10-4 10-5 m2/sDA,B(液)：10-9 10-10 m2/s 气体：组成的影响可以忽略，。),(,TPfDBA液体：压强的影响很小，。),(,xTfDBA2.扩散系数获取途径：实验测定手册查得公式估算四、扩散系数 思考题思考题1.何为等分子反方向扩散，扩散通量如何求解？1.何为等分子反方向扩散，扩散通量如何求解？2.何为总体流动现象？2.何为总体流动现象？3.何为一组分通过另一停滞组分的扩散，扩散通3.何为一组分通过另一停滞组分的扩散，扩散通量如何求解？量如何求解？4.何为漂流因数，对传质速率有何影响？4.何为漂流因数，对传质速率有何影响？