第二节质量传递的基本原理在一维稳态情况下,单位时间通过垂直于方向的单位面积扩散的组分A的量为组分A的物质的dcA量浓度,kmol/m3N4- =-D以摩尔浓度为基准dz(5.2.1)单位时间在z方向上经单位组分A在z方向上的浓面积扩散的A组分的量,即度梯度,kmol/m3·m扩散通量,也称为扩散速率,kmol/ (m2·s)组分A在组分B中进行扩散的分子扩散系数,m2/s负号表示组分A向浓度减小的方向传递费克定律一一由浓度梯度引起的扩散通量与浓度梯度成正比
A Az AB dc N D dz = − 在一维稳态情况下,单位时间通过垂直于z方向的单位 面积扩散的组分A的量为 单位时间在z方向上经单位 面积扩散的A组分的量,即 扩散通量,也称为扩散速 率,kmol/(m2·s) 组分A的物质的 量浓度,kmol/m3 组分A在组分B中 进行扩散的分子 扩散系数,m2 /s 组分A在z方向上的浓 度梯度,kmol/m3·m ——由浓度梯度引起的扩散通量与浓度梯度成正比 负号表示组分A向浓度减小的方向传递 以摩尔浓度为基准 费克定律 (5.2.1) 第二节 质量传递的基本原理
第二节质量传递的基本原理(二)分子扩散系数NAzD(5.2.5)ABdcAdz分子扩散系数物质分子扩散能力。扩散系数大,表示分子扩散快。分子扩散系数是物理常数,其数值受体系温度、压力和混合物浓度等因素的影响
(二)分子扩散系数 分子扩散系数物质分子扩散能力。扩散系数大,表示分子扩散 快。 分子扩散系数是物理常数,其数值受体系温度、压 力和混合物浓度等因素的影响 Az AB A N D dc dz = − (5.2.5) 第二节 质量传递的基本原理
第二节质量传递的基本原理(二)分子扩散系数(1)非理想气体及浓溶液,DAB是浓度的函数(2) 溶质在液体中的扩散系数远比在气体中的小,在固体中的扩散系数更小。气体、液体、固体扩散系数的数量级分别为10-5~10-4、10-9~10-10、10-9~10-14m2/s。(3)低密度气体、液体和固体的扩散系数随温度的升高而增大,随压力的增加而降低
(2)溶质在液体中的扩散系数远比在气体中的小,在固体中 的扩散系数更小。气体、液体、固体扩散系数的数量级 分别为10-5~10-4 、10-9~10-10 、10-9~10-14 m2 /s。 (3)低密度气体、液体和固体的扩散系数随温度的升高 而增大,随压力的增加而降低。 , (1)非理想气体及浓溶液, DAB 是浓度的函数 (二)分子扩散系数 第二节 质量传递的基本原理
第二节质量传递的基本原理三、涡流扩散涡流扩散:由流体质点强烈掺混所导致的物质扩散dcAN=-SD定义涡流质量扩散系数1rAcdz有效质量扩散系数涡流扩散系数不是物理常数,它取决于流体动程度和扩散部位等复杂因素的影响dcAdcNAt = -(DAB +&D-DABeffdzdz工程中大部分流体流动为瑞流状态,在充分发展的湍流中,涡流扩散系数往往比分子扩散系数大得多。DABefr ~ &D
涡流扩散系数不是物理常数,它取决于流体流动的特性,受 湍动程度和扩散部位等复杂因素的影响。 工程中大部分流体流动为湍流状态,在充分发展的 湍流中,涡流扩散系数往往比分子扩散系数大得多。 涡流扩散 :由流体质点强烈掺混所导致的物质扩散 三、涡流扩散 第二节 质量传递的基本原理 D 定义涡流质量扩散系数 A A D dc N dz = − ( ) A A At AB D ABeff dc dc N D D dz dz = − + = − 有效质量扩散系数 DABeff D