分子扩散: 在静止或滞流流体内部,若某一组分存在浓度差, 则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递 至浓度较低处,这种现象称为分子扩散。 扩散通量: 单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积扩 散的物质量,J表示,kmol/(m2s)。表征扩散过程进行 的快慢 菲克定律: 温度、总压一定,组分A在扩散方向上任一点处 的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比。 6
在静止或滞流流体内部,若某一组分存在浓度差, 则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递 至浓度较低处,这种现象称为分子扩散。 单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积扩 散的物质量,J表示, kmol/(m2 ·s)。表征扩散过程进行 的快慢 温度、总压一定,组分A在扩散方向上任一 点处 的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比。 分子扩散: 扩散通量: 菲克定律: 6 6
du JA□□DAB dc dy dz 9 dt A dx 组分A单位时间单位面积上的扩散速率(扩散通量),kmo/ (m2s); dcA一组分A在扩散方向z上的浓度梯度(kmol/m3)m; dz DAB— 组分A在B组分中的扩散系数,ms。 负号:表示扩散方向与浓度梯度方向相反,扩散沿着浓度降低 的方向进行
JA——组分A单位时间单位面积上的扩散速率(扩散通量), kmol/ (m2 ·s); —组分A在扩散方向z上的浓度梯度(kmol/m3)/m; DAB——组分A在B组分中的扩散系数,m2 /s。 负号:表示扩散方向与浓度梯度方向相反,扩散沿着浓度降低 的方向进行 7 7
当两组分为理想气体: PA口常数: RT dc 1 dpa DAB dpa dz RT dz DAB与DBA? RT dz C4十CB=c=常数 dz dz 而且组分A沿z方向的扩通量等于B沿-z的扩通量 \J4=J8 de;J Dus dz JA DAW dcs DAB=DBA 8结论:在由A、B两种气体所构成的混合物中,A和B的扩散系数相等
当两组分为理想气体: 结论:在由A、B两种气体所构成的混合物中,A和B的扩散系数相等 8 8 DAB与DBA?
注意:有时物质传递通量也可表示为该物质的浓度与其传递速度 的乘积。对于任一点处物质A的扩散通量: 9
注意:有时物质传递通量也可表示为该物质的浓度与其传递速度 的乘积。对于任一点处物质A的扩散通量: 9
2.2.2.气相中的稳态分子扩散 分子扩散两种形式:等分子反向扩散,单向扩散。 1.等分子反向扩散及速率方程 (1)等分子反向扩散 TP TP PAL PA2 PBI D PB2 10
2.2.2. 气相中的稳态分子扩散 分子扩散两种形式:等分子反向扩散,单向扩散。 1.等分子反向扩散及速率方程 (1)等分子反向扩散 JA JB T P pA2 pB2 T P pA1 pB1 1 2 10 10