分子扩散与费克定律>扩散与相内传质>分子扩散与费克定律>等分子反向扩散>总体流动及对传质的影响>单向扩散>漂流因子（漂流因数）>扩散系数
分子扩散与费克定律 扩散与相内传质 分子扩散与费克定律 等分子反向扩散 总体流动及对传质的影响 单向扩散 漂流因子（漂流因数） 扩散系数
扩散与相内传质吸收过程是溶质由气相向液相转移的相际传质过程，经过以下三步完成：①溶质由气相主体扩散至两相界面气相侧（气相内传质）：②溶质在界面上溶解（通过相界面的传质）；③溶质由相界面液相侧扩散至液相主体（液相内传质）。相界面气相主体液相主体溶解气相内传递液相内传递GLL
相界面 气相主体 液相主体 气相内传递 液相内传递 溶 解 A A 扩散与相内传质 吸收过程是溶质由气相向液相转移的相际传质过程，经过 以下三步完成： ①溶质由气相主体扩散至两相界面气相侧(气相内传质)； ②溶质在界面上溶解(通过相界面的传质)； ③溶质由相界面液相侧扩散至液相主体(液相内传质)。 GLL
相内物质的分子扩散分子扩散：当流体内部存在着某一组分的浓度差，则因分子的热运动使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处此现象称为分子扩散。如香水的气味扩散。分子扩散也可由温度梯度、压力梯度产生。在此，仅讨论因浓度梯度产生的分子扩散。分子扩散与传热中由于温度差而引起的热传导相似。对流扩散：在流动的流体中的传质不仅会有分子扩散而且有流体的宏观运动也将导致物质的传递，这种现象称为对流传质。对流传质与对流传热类似，且通常是指流体与某一界面之间的传质。GLL
相内物质的分子扩散 分子扩散：当流体内部存在着某一组分的浓度差，则因 分子的热运动使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处， 此现象称为分子扩散。如香水的气味扩散。 分子扩散也可由温度梯度、压力梯度产生。在此，仅讨 论因浓度梯度产生的分子扩散。 分子扩散与传热中由于温度差而引起的热传导相似。 对流扩散：在流动的流体中的传质不仅会有分子扩散， 而且有流体的宏观运动也将导致物质的传递，这种现象 称为对流传质。 对流传质与对流传热类似，且通常是指流体与某一界面 之间的传质。 GLL
双组分混合物中的分子扩散费克定律：T、P一定时，一维定态的分子扩散速率与浓度梯度成正比&CA广-ABdzJA一组分A的扩散通量，kmol/m2sDAB一组分A在A、B双组分混合物中的扩散系数，m2/sdc/dz一浓度梯度，kmol/m4负号表示扩散由高浓度向低浓度区域进行。就有物质的扩散流费克定律表明只要混合物中有浓度梯度，GLL
双组分混合物中的分子扩散 JA—组分A的扩散通量，kmol/m2 s DAB— 组分A在A、B双组分混合物中的扩散系数，m2 /s dcA /dz— 浓度梯度，kmol/m4 负号表示扩散由高浓度向低浓度区域进行。 费克定律表明只要混合物中有浓度梯度，就有物质的扩散流。 费克定律 ： T、P一定时，一维定态的分子扩散速率与浓度梯度成正比 GLL
等分子反向扩散a浓度由于cA>CA2必产生J.扩散流，方向向右。DA对于定态过程，界面处不存在物质的积累。组分A必在界面上以同样的速率溶解并传递CA2到液相主体中。与此同时，由于cB2>CB1组分的浓度差必导致一反向的扩散流，组分QB将以同样的速率J由界面向气相主体扩散扩散距离Z如果液体能以同一速率向界面输送组分B则界面的浓度Cr保持不变，使扩散过程保持稳态。任一截面PQ上，J=-J或J+JB=0，即扩散方向上没有流体的宏观运动，通过PQ面的净物质量为零。此现象即为等分子反向扩散。前提：界面可以等速率地向气相提供组分B。应用于：两组分混合物的蒸馏操作GLL
等分子反向扩散 由于cA1>cA2必产生JA扩散流，方向向右。 对于定态过程，界面处不存在物质的积累。 组分A必在界面上以同样的速率溶解并传递 到液相主体中。与此同时，由于cB2>cB1 , 组分的浓度差必导致一反向的扩散流，组分 B将以同样的速率JB由界面向气相主体扩散。 如果液体能以同一速率向界面输送组分B， 则界面的浓度CBi保持不变，使扩散过程保持稳态。 任一截面PQ上，JA =-JB或JA+JB=0，即扩散方向上没有流体的 宏观运动，通过PQ面的净物质量为零。 此现象即为等分子反向扩散。 前提：界面可以等速率地向气相提供组分B。 应用于：两组分混合物的蒸馏操作。 δ 浓度 扩散距离 z cA1 cA2 P Q GLL
总体流动及对传质的影响在气体吸收过程中，由于液相中不存在物质B，故不可能向界面输送组分B，而是组分A的单相扩散0对于定态的吸收过程，溶质A在气相静浓度止层因存在浓度差产生扩散流J，到CAI达相界面的A分子溶解于液相中；另一方面因B分子在界面处与气相主体中存在的浓度差必导致B分子的扩散流，BCA2分子的扩散方向与A分子的相反，并Js--JA，这二方面的作用使相界面处产生了较多的分子空穴（即原A、B分子扩散距离Z占据的位置），导致气相主体与界面间产生微小压差。这一压差促使混合气体整体向界面流动，称为总体流动
总体流动及对传质的影响 在气体吸收过程中，由于液相中不存在物质B，故不可能向 界面输送组分B，而是组分A的单相扩散。 对于定态的吸收过程，溶质A在气相静 止层因存在浓度差产生扩散流JA，到 达相界面的A分子溶解于液相中；另一 方面因B分子在界面处与气相主体中存 在的浓度差必导致B分子的扩散流，B 分子的扩散方向与A分子的相反，并 JB=-JA，这二方面的作用使相界面处产 生了较多的分子空穴（即原A、B分子 占据的位置），导致气相主体与界面 间产生微小压差。这一压差促使混合 气体整体向界面流动，称为总体流动。 δ 浓度 扩散距离 z cA1 cA2
稳定分子扩散的计算等分子反向扩散Na=-NBN=0 净物流为零dc扩散通量表达式N.=J.=-DdzD4148PA对于理想气体CRTDNRTS
稳定分子扩散的计算 等分子反向扩散 N=0 净物流为零 dz dc N J D A A A A A A A c c D N J 0 对于理想气体 RT p c A A A pA pA RT D N 0 NA NB 扩散通量表达式
单向扩散：组分A通过停滞组分B的分子扩散CBSDDnCBCmCASCBONDdcdz=2o8CBOCAO-CASJCAOC-CACB8InDLRsn-CAS)-(Cm-CA0)InSnsDCBO8CBS-CBODCm对于理想气体C41CBmPPCMRTRTB组分浓度的对数平均值DPNp47RTSPBmXBSCBSS-XBOCBOPBs-PBOxCBmPBmBmCBSXBSIn PBoInlnCBoXBOPBoGLL
单向扩散：组分A通过停滞组分B的分子扩散 A c c m A m A dc c c c N dz D A A 0 0 A A B m m A A B B c c m m A m A c c m A A A A c c m A A B B A m c c c D c c c c c c D c c c c c c c D c c c c c D c c c D N B B B B B B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 l n l n l n l n 对于理想气体 RT p c A A RT P c M A1 A2 Bm A p p p P RT D N B组分浓度的对数平均值 B B0 B B B0 ln m x x x x x B B0 B B B0 ln m p p p p p B B0 B B B0 ln m c c c c c GLL
与等摩尔反方向的扩散传质通量式进行比较CmNEJADBBBn（数）漂流因子反映总体流动对传质速率的增强因为P>PBm（cm>CBm），所以P/pBm或cm/CBm恒大于1GLL
漂流因子（数） ——反映总体流动对传质速率的增强 因为P>pBm（cm >cBm），所以P/pBm 或cm/cBm恒大于1 m A A A A B B B 1 m m m c p N J J J c x p 与等摩尔反方向的扩散传质通量式进行比较 GLL
小结组分A通过停滞组分B的分子扩散等物质的量反方向分子扩散DABCmDABCnN(XAO-XAS)NXAO-XASsXBm8DDABCmARNNvsCS8CBmDDABpABNN(PAo-PA)-PASpARTSRTSPBmXBS-XBOCBS-CBOPBs-PBo?XBmCBmPBmXBSCBoIn PBaInlnXBOCBOPBoBn漂流因子>1：c/ CBm漂流因子反映总体流动对传质通量的增强作用p
漂流因子>1: 反映总体流动对传质通量的增强作用 1 Bm x Bm c c Bm p p 漂流因子 组分A通过停滞组分B的分子扩散 等物质的量反方向分子扩散 AB m A A0 A AB A A0 A A 0 ( ) AB A A D c N x x D N c c D N p p RT ＝ AB m A A0 A B AB m A A0 A B AB A A0 A B 1 ( ) ( ) m m m D c N x x x D c N c c c D p N p p RT p B B0 B B B0 ln m c c c c c B B0 B B B0 ln m x x x x x B B0 B B B0 ln m p p p p p 小结 VS