2.3传质机理与气体吸收速率方程式 2.3.1传质的速度与通量 （不讲)加 1.传质的速度 多组分的传质过程中，各组分均以不同的速度运动。设系统 由A、B两组分组成，组分A、B通过系统内任一静止平面的速度 为uA、uB,该二元混合物通过此平面的速度为u,它们之间的差 值为ua-u、uBu。 在上述的各速度中，UA、uB代表组分A、B的实际移动速度， 称为绝对速度。u代表混合物的移动速度，称为主体流动速度或平 均速度；u-u及uBu代表相对于主体流动速度的移动速度，称为 扩散速度。 因uA=U+(uA-U) uB=U+(uB-U)故： 绝对速度=主体流动速度+扩散速度
2.3.1传质的速度与通量 （不讲)! 1.传质的速度 多组分的传质过程中，各组分均以不同的速度运动。设系统 由A、B两组分组成，组分A、B通过系统内任一静止平面的速度 为uA、uB，该二元混合物通过此平面的速度为u，它们之间的差 值为uA-u、uB-u。 在上述的各速度中，uA、uB代表组分A、B的实际移动速度， 称为绝对速度。u代表混合物的移动速度，称为主体流动速度或平 均速度；uA-u及uB-u代表相对于主体流动速度的移动速度，称为 扩散速度。 因 uA=u+(uA-u) uB=u+(uB-u) 故： 绝对速度＝主体流动速度＋扩散速度 2.3 传质机理与气体吸收速率方程式
2.传质的通量 传质通量：单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质量。 传质通量等于传质速度与浓度的乘积。传质通量常用质量通量、摩尔通 量表示。 (1)以绝对速度表示的传质通量。 质量通量：jA=PAuA jB=Peug 混合物的总质量通量：j=jA+jB=PAuA+PBuB=pu 质量平均速度的定义 式 .u=PauA +PauB kg/(m·) p 摩尔通量：NA=CAUA NB=CBuB 混合物的总摩尔通量：N=Na+NB=CaUA+CguB=CU .um= CAUA +CBUB kmol /(m2.s) 摩尔平均速度的定义式
2.传质的通量 传质通量：单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质量。 传质通量等于传质速度与浓度的乘积。传质通量常用质量通量、摩尔通 量表示。 (1)以绝对速度表示的传质通量。 质量通量：jA=ρAuA jB=ρBuB 混合物的总质量通量： j=jA+jB =ρAuA +ρBuB =ρu 质量平均速度的定义 式 摩尔通量：NA=cAuA NB=cBuB 混合物的总摩尔通量：N=NA+NB=cAuA +cBuB =cu 摩尔平均速度的定义式 kg /(m s) u u u A A B B 2 + = kmol /(m s) c c u c u u A A B B 2 m + =
(2)以扩散速度表示的传质通量。 质量通量：jA=Pa(uA-U) JB=Pe(ug-u) 摩尔通量：Ja=CA(ua-Um) JB=CB(UB-Um) 混合物：j=ja+jB J=JA+JB (3)以主体流动速度表示的传质通量。 质量通量：A组分：Pu=PAPA“+P=aA(A+n) B组分：PBu=aB(nA+ng) 摩尔通量：A组分：c,n=CC+cE=X(NA+N) C B组分：cBum=Xg(NA+NB)
(2)以扩散速度表示的传质通量。 质量通量：jA=ρA(uA-u) jB=ρB(uB-u) 摩尔通量：JA=cA(uA-um) JB=cB(uB-um) 混合物：j=jA+jB J=JA+JB (3)以主体流动速度表示的传质通量。 B c u x (N N ) x (N N ) c c u c u : A c u c B u a (n n ) a (n n ) u u : A u B m B A B A A B A A B B A m A B B A B A A B A A B B A A = + = + + = = + = + + = 组分： 摩尔通量 组分： 组分： 质量通量 组分：
2.3.2质量传递的基本方式 分为分子传质和对流传质 1.分子扩散（传质) (1)分子扩散现象 左室A分子向右运动，右室B分子向左运动。左右两室交换的 分子数虽相等，但因左室A浓度高，故在同一时间内A分子进入右 室较多而返回左室较少，其净结果是物质A自左向右传递。同理， 物质B自右向左传递。两种物质各自沿其浓度降低的方向传递。 上述扩散过程将一直进行到整个容器中A、B两种物质的浓度 完全均匀为止，此时，通过任一截面物质A、B的净的扩散通量为 零，但扩散仍在进行，只是左、右两方向物质的扩散通量相等， 系统处于扩散的动态平衡中。 当流体内部存在某一组分的浓度（或分压）差时，凭借分子的无 规则热运动使该组分由高浓处向低浓处迁移的过程，称为分子扩 散或分子传质，简称扩散。 分子扩散发生在固体、静止或层流流动的流体中
2.3.2 质量传递的基本方式 分为分子传质和对流传质 1.分子扩散（传质） (1)分子扩散现象 左室A分子向右运动，右室B分子向左运动。左右两室交换的 分子数虽相等，但因左室A浓度高，故在同一时间内A分子进入右 室较多而返回左室较少，其净结果是物质A自左向右传递。同理， 物质B自右向左传递。两种物质各自沿其浓度降低的方向传递。 上述扩散过程将一直进行到整个容器中A、B两种物质的浓度 完全均匀为止，此时，通过任一截面物质A、B的净的扩散通量为 零，但扩散仍在进行，只是左、右两方向物质的扩散通量相等， 系统处于扩散的动态平衡中。 当流体内部存在某一组分的浓度(或分压)差时，凭借分子的无 规则热运动使该组分由高浓处向低浓处迁移的过程，称为分子扩 散或分子传质，简称扩散。 分子扩散发生在固体、静止或层流流动的流体中
(2)费克(Fick)第一定律 描述分子扩散的通量或速率的方程。 de jA=-DAB dz. dPB jB =-DBA dz. JA =-DAB dc dcB dz JB=-DBA dz 式中：jA~组分A的质量通量，kg/(m2.s) dp/dz-组分在传质方向上的质量浓度梯度，(kg/m3)/m DAB-组分A在B中的扩散系数，m2/S JA-组分A的摩尔通量，kmol/(m2.s) dc/dz·组分在传质方向上的摩尔浓度梯度， (kmol/m3)/m
(2)费克（Fick）第一定律 描述分子扩散的通量或速率的方程。 式中：jA－组分A的质量通量，kg/(m2 .s) dρA/dz－组分在传质方向上的质量浓度梯度，(kg/m3 )/m DAB－组分A在B中的扩散系数，m2/s JA－组分A的摩尔通量，kmol/(m2 .s) dcA/dz －组分在传质方向上的摩尔浓度梯度 ， (kmol/m3 )/m dz dc ; J D dz dc J D dz d ; j D dz d j D B B BA A A A B B B BA A A A B = − = − = − = −