福州大学化工原理电子教案 气体吸收 界面附近有一层很薄的层流底层,传质主要靠分子扩散:在湍流主体和层流底层之间的过渡区漩涡扩散和 分子扩散都存在。对流扩散速率可仿照分子扩散的速率写成: JAT =-(D+DE) d D不像D那样是物性参数,它与流体的湍动程度有关,也与流体质点的位置有关,难于用试验的方法测 定,故JAr的表达式形式好看但不好用,因而不能将JT代入NA的表达式中积分求出对流传质速率N 怎么办?目前一般是仿照对流给热,将对流传质速率方程写成类似于牛顿冷却定律Q=aA(T-7w)或 =a(T-Tw)的形式,即认为NA正比于流体主体浓度与界面浓度之差,但与对流传热不同的是气液两 相的浓度都可用不同的单位表示,所以NA可写成多种形式 气相与界面间的NA KG (PA-PAi) 式中:k。-m2,s+kgan 以分压差表示推动力的气相传质系数或NA=k(y-y) kmol 式中:k 以摩尔分数差表示推动力的气相传质系数 界面与液相间的NA NA=KCA -CA) 式中:k1--如m-=m以浓度差表示推动力的液相传质系数 或 Na=k(x-x 式中:k-m 以摩尔分数差表示推动力的液相传质系数 注意:ka,k,k,k各有与相应的推动力一一对应,他们的单位是什么? 比较以上各式可得出: ky=pk k=CMK, 上述处理方法实际上是将一组流体主体浓度和界面浓度之差作为对流传质的推动力,而将影响对流传 质的众多因素包括到气相(或液相)传质系数中。现在问题归结到如何得到各种具体条件下的传质系数(用 试验测定的方法),对这么复杂的问题,具体用何种试验研究方法比较适宜?(因次分析法) (3)传质系数的无因次关联式 ①找出影响传质系数k的因素k=f(P,,L,d,D),式中d为定性尺寸,D为扩散系数 ②对各变量的因次进行分析,得出无因次数群的函数表达式: Sh=f(Re, Sc) 式中:Sh,Re,SC准数定义见p19 ③由试验测定函数的定量关系福州大学化工原理电子教案 气体吸收 - 6 - 界面附近有一层很薄的层流底层，传质主要靠分子扩散；在湍流主体和层流底层之间的过渡区漩涡扩散和 分子扩散都存在。对流扩散速率可仿照分子扩散的速率写成： ( ) A AT E d d c J D D z = − + DE 不像 D 那样是物性参数，它与流体的湍动程度有关，也与流体质点的位置有关，难于用试验的方法测 定，故 AT J 的表达式形式好看但不好用，因而不能将 AT J 代入 NA 的表达式中积分求出对流传质速率 NA 、 怎么办？目前一般是仿照对流给热，将对流传质速率方程写成类似于牛顿冷却定律 Q A T T = −  ( ) W 或 q T T = − ( ) W  的形式，即认为 NA 正比于流体主体浓度与界面浓度之差，但与对流传热不同的是气液两 相的浓度都可用不同的单位表示，所以 NA 可写成多种形式： 气相与界面间的 NA A G A A ( ) N k p p = − i 式中： G 2 kmol k m s kpa −   以分压差表示推动力的气相传质系数或 A y ( ) N k y y = − i 式中： y 2 kmol k m s −  以摩尔分数差表示推动力的气相传质系数 界面与液相间的 NA A L A A ( ) N k c c = − i 式中： L 2 kmol m k m s kpa s − =   以浓度差表示推动力的液相传质系数 或 A x ( ) N k x x = − i 式中： x 2 kmol k m s −  以摩尔分数差表示推动力的液相传质系数 注意： G y L x k k k k , , , 各有与相应的推动力一一对应，他们的单位是什么？ 比较以上各式可得出： y G k pk = x M L k c k = 上述处理方法实际上是将一组流体主体浓度和界面浓度之差作为对流传质的推动力，而将影响对流传 质的众多因素包括到气相（或液相）传质系数中。现在问题归结到如何得到各种具体条件下的传质系数（用 试验测定的方法），对这么复杂的问题，具体用何种试验研究方法比较适宜？（因次分析法） （3）传质系数的无因次关联式 ① 找出影响传质系数 k 的因素 k f u d D = ( , , , , )   ，式中 d 为定性尺寸，D 为扩散系数 ② 对各变量的因次进行分析，得出无因次数群的函数表达式： Sh f Sc = (Re, ) 式中： Sh Sc , Re, 准数定义见 p19 ③ 由试验测定函数的定量关系 0.67 ,Re , , kd du Sh Sc k D D D     = = = 