液相传质步骤动力学幻灯片.ppt

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1、液相传质步骤动力学第1页，共15页，编辑于2022年，星期日三种传质方式的比较三种传质方式的比较 传质方式传质方式 区别区别电迁移电迁移对流对流扩散扩散动力动力电场力电场力重力差重力差 外力外力 化学位梯度化学位梯度 传输的物质传输的物质带电粒子带电粒子任何微粒任何微粒任何微粒任何微粒传质区域传质区域lxlxl速度速度第2页，共15页，编辑于2022年，星期日5.2 稳态扩散过程理想条件下的稳态扩散 大量局外大量局外 电解质电解质 强烈搅拌强烈搅拌 管径极小管径极小 第3页，共15页，编辑于2022年，星期日真实条件下的稳态扩散过程（对真实条件下的稳态扩散过程（对流扩散）流扩散）对流扩散理论的

2、前提条件：对流扩散理论的前提条件：v对流是平行于电极表面的层流；对流是平行于电极表面的层流；v忽略电迁移作用。忽略电迁移作用。注：稳态扩散的必要条件：一定强度的对流注：稳态扩散的必要条件：一定强度的对流的存在。的存在。第4页，共15页，编辑于2022年，星期日电极表面附近的液流现象及传质作用电极表面附近的液流现象及传质作用 v边界层：按流体力学边界层：按流体力学定义定义 的液层。的液层。动力粘滞系数动力粘滞系数 第5页，共15页，编辑于2022年，星期日v扩散层扩散层：根据扩散传：根据扩散传质理论，紧靠电极表质理论，紧靠电极表面附近，有一薄层，面附近，有一薄层，此层内存在反应粒子此层内存在反应

3、粒子的浓度梯度，这层叫的浓度梯度，这层叫做扩散层。做扩散层。第6页，共15页，编辑于2022年，星期日扩散层的有效厚度扩散层的有效厚度第7页，共15页，编辑于2022年，星期日对流扩散过程的动力学规律对流扩散过程的动力学规律第8页，共15页，编辑于2022年，星期日对流扩散过程特征对流扩散过程特征 v由于扩散层中有一定强度对流存在，扩散由于扩散层中有一定强度对流存在，扩散特性的影响相对减小特性的影响相对减小；v改变搅拌速度和溶液粘度均可影响改变搅拌速度和溶液粘度均可影响 i；v电极表面各处对流影响不同电极表面各处对流影响不同，i 和和 分布分布不均匀。不均匀。第9页，共15页，编辑于2022年

4、，星期日旋转圆盘电极（旋转圆盘电极（RDE）第10页，共15页，编辑于2022年，星期日旋转圆盘电极的主要应用旋转圆盘电极的主要应用 v通过控制转速来控制扩散步骤控制的电极通过控制转速来控制扩散步骤控制的电极过程的速度；过程的速度；v通过控制转速，获得不同控制步骤的电极过通过控制转速，获得不同控制步骤的电极过程，便于研究无扩散影响的单纯电化学步骤；程，便于研究无扩散影响的单纯电化学步骤；v通过控制转速，模拟不同通过控制转速，模拟不同 值的扩散控制的值的扩散控制的电极过程电极过程。第11页，共15页，编辑于2022年，星期日电迁移对稳态扩散的影响电迁移对稳态扩散的影响以以 溶液为例溶液为例第12页，共15页，编辑于2022年，星期日当完全没有局外电解质存在时，由于电迁移作用的影当完全没有局外电解质存在时，由于电迁移作用的影响，可使电极反应速度比单纯扩散作用下的扩散电流响，可使电极反应速度比单纯扩散作用下的扩散电流密度增大一倍。密度增大一倍。第13页，共15页，编辑于2022年，星期日产物不溶时浓差极化动力学方程第14页，共15页，编辑于2022年，星期日非稳态扩散规律非稳态扩散规律 a.b.处处 c.d.扩散层的有效厚度扩散层的真实厚度第15页，共15页，编辑于2022年，星期日