双膜理论 双膜理论将两流体相际传质过程简化为经两膜层的稳定分 子扩散的串联过程。对吸收过程则为溶质通过气膜和液膜 的分子扩散过程。 两相相内传质速率可用下面的形式表达为 D Na=k(p-p RTSp B N=k Bm D、D 溶质组分在气膜与液膜中的分子扩散系数; P Bm 气相扩散漂流因子 Bm 液相扩散漂流因子 界面两侧气液相等效膜层厚度,待定参数
双膜理论 两相相内传质速率可用下面的形式表达为： ( ) A g p pi N = k − N k (c c) A = c i − = Bm G g p P RT D k 1 = Bm L m c c D c k 2 DG、DL —— 溶质组分在气膜与液膜中的分子扩散系数； P/pBm —— 气相扩散漂流因子； cm /cBm —— 液相扩散漂流因子； 1、 2 —— 界面两侧气液相等效膜层厚度，待定参数。 双膜理论将两流体相际传质过程简化为经两膜层的稳定分 子扩散的串联过程。对吸收过程则为溶质通过气膜和液膜 的分子扩散过程
双膜理论 按双膜理论,传质系数与扩散系数成正比,这与实验所 得的关联式地结果相差较大; 由此理论所得的传质系数计算式形式简单,但等效膜层 厚度和62以及界面上浓度P和c都难以确定 双膜理论存在着很大的局限性,例如对具有自由相界面 或高度湍动的两流体间的传质体系,相界面是不稳定的 因此界面两侧存在稳定的等效膜层以及物质以分子扩散 方式通过此两膜层的假设都难以成立; 该理论提出的双阻力概念,即认为传质阻力集中在相接 感触的两流体相中,而界面阻力可忽略不计的概念,在传 质过程的计算中得到了广泛承认,仍是传质过程及设备 设计的依据 本书后续部分也将以该理论为讨论问题的基础
双膜理论 ➢ 按双膜理论，传质系数与扩散系数成正比，这与实验所 得的关联式地结果相差较大； ➢ 由此理论所得的传质系数计算式形式简单，但等效膜层 厚度 1 和 2 以及界面上浓度 pi和 ci都难以确定； ➢ 双膜理论存在着很大的局限性，例如对具有自由相界面 或高度湍动的两流体间的传质体系，相界面是不稳定的， 因此界面两侧存在稳定的等效膜层以及物质以分子扩散 方式通过此两膜层的假设都难以成立； ➢ 该理论提出的双阻力概念，即认为传质阻力集中在相接 触的两流体相中，而界面阻力可忽略不计的概念，在传 质过程的计算中得到了广泛承认，仍是传质过程及设备 设计的依据； ➢ 本书后续部分也将以该理论为讨论问题的基础
溶质渗透理论 工业设备中进行的气液传质过程,相界面上的流体总是不断 地与主流混合而暴露出新的接触表面。赫格比( Higbie)认 为流体在相界面上暴露的时间很短,溶质不可能在膜内建立 起如双膜理论假设的那种稳定的浓度分布。 溶质通过分子扩散由表面 不断地向主体渗透,每 6→ 瞬时均有不同的瞬时浓度 A i 份分布和与之对应的界面瞬 时扩散速率(与界面上的烧 增加 浓度梯度成正比) 事流体表面暴露的时间越长 A0- 膜内浓度分布曲线就越平 缓,界面上溶质扩散速率 界面 距相界面的距离 随之下降
溶质渗透理论 工业设备中进行的气液传质过程，相界面上的流体总是不断 地与主流混合而暴露出新的接触表面。赫格比（Higbie）认 为流体在相界面上暴露的时间很短，溶质不可能在膜内建立 起如双膜理论假设的那种稳定的浓度分布。 溶质通过分子扩散由表面 不断地向主体渗透，每一 瞬时均有不同的瞬时浓度 分布和与之对应的界面瞬 时扩散速率（与界面上的 浓度梯度成正比）。 流体表面暴露的时间越长， 膜内浓度分布曲线就越平 缓，界面上溶质扩散速率 随之下降。 界面 cAi cA0 距相界面的距离 液相浓度 cA 增加
溶质渗透理论 直到时间为2时,膜内流体与主流发生一次完全混合而使 浓度重新均匀后发生下一轮的表面暴露和膜内扩散。O称 为汽、液接触时间或溶质渗透时间,是溶质渗透理论的模 型参数,气、液界面上的传质速率应是该时段内的平均值。 由该理论解析求得液相传质系数 AB 该理论指出传质系数与扩散系数DB的05次方成正比,比 双膜理论更加接近于实验值,表明其对传质机理分析更加接 近实际
溶质渗透理论 直到时间为c 时，膜内流体与主流发生一次完全混合而使 浓度重新均匀后发生下一轮的表面暴露和膜内扩散。c 称 为汽、液接触时间或溶质渗透时间，是溶质渗透理论的模 型参数，气、液界面上的传质速率应是该时段内的平均值。 由该理论解析求得液相传质系数 c AB c D k = 2 该理论指出传质系数与扩散系数 DAB 的 0.5 次方成正比，比 双膜理论更加接近于实验值，表明其对传质机理分析更加接 近实际
表面更新理论 丹克瓦茨( Danckwerts)认为气液接触表面是在连续不断地 更新,而不是每隔一定的周期才发生一次。 处于表面的流体单元随时都有可能被更新,无论其在表面停 留时间(龄期)的长短,被更新的机率相等。 引入一个模型参数S来表达任何龄期的流体表面单元在单位 时间内被更新的机率(更新频率)。 由于不同龄期的流体单元其表面瞬时传质速率不一样,将龄 囫期为0→∞的全部单元的瞬时传质速率进行加权平均,解析 每求得传质系数为 k SD AB
表面更新理论 丹克瓦茨（Danckwerts）认为气液接触表面是在连续不断地 更新，而不是每隔一定的周期 c才发生一次。 处于表面的流体单元随时都有可能被更新，无论其在表面停 留时间（龄期）的长短，被更新的机率相等。 引入一个模型参数 S 来表达任何龄期的流体表面单元在单位 时间内被更新的机率（更新频率）。 由于不同龄期的流体单元其表面瞬时传质速率不一样，将龄 期为 0→∞ 的全部单元的瞬时传质速率进行加权平均，解析 求得传质系数为 c SDAB k =