质量传递二)1、主流传递:物质随水流(体)主体而移动称主流传递。+特点:与流体的流速有关,与液体中物质浓度分布无关。传递速度与流速相等,方向与水流方向一致。例如:在平流池中(如果作为理想推流型反应器),物质将随水流作水平迁移。物质在水平方向的浓度变化,是由主流迁移和化学反应引起的
(二)质量传递 1、主流传递:物质随水流(体)主体而移动, 称主流传递。 特点:与流体的流速有关,与液体中物质浓度 分布无关。传递速度与流速相等,方向与水流 方向一致。 例如:在平流池中(如果作为理想推流型反应 器) ,物质将随水流作水平迁移。物质在水平 方向的浓度变化,是由主流迁移和化学反应引 起的。 `
2、分子扩散传递:(在静止或作层流运动的液体中),如果某物料组分分布不均匀,即存在浓度梯度,由于分子无规则运动,高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移,最终趋于均匀分布状态,使浓度梯度消失(1)分子扩散动力:浓度梯度。颗粒(包括:分子,离子,小颗粒。)由热动(布朗运动)而作运动,使分布趋于均匀的过程
2、分子扩散传递:(在静止或作层流运 动的液体中),如果某物料组分i分布不 均匀,即存在浓度梯度,由于分子无规 则运动,高浓度区内的i组分总是向低浓 度区迁移,最终趋于均匀分布状态,使 浓度梯度消失。 (1)分子扩散动力:浓度梯度。颗粒 (包括:分子,离子,小颗粒。)由热 动(布朗运动)而作运动,使分布趋于 均匀的过程。 `
(2)Fick第一扩散定律:dc=-D.dx式中:J一物质扩散通量。即单位时间内,通过单位面积的物质量。单位:摩尔/(面积时间);或质量单位/(面积时间):Dβ一分子扩散系数。单位:面积/时间;组分的浓度。单位::摩尔/体积:或质量单位/体积;x一浓度梯度方向的坐标
(2) Fick第一扩散定律: 式中: J—物质扩散通量。即单位时间内,通过单位 面积的物质量。单位:摩尔/(面积时间);或 质量单位/(面积时间); DB—分子扩散系数。单位:面积/时间; Ci——组分i的浓度。单位: 摩尔/体积;或 质量单位/体积; x—浓度梯度方向的坐标。 dx dC J D i B = − • `
式中dC,/dx为浓度梯度。是导致分子扩散的推动力,如果状态稳定,则扩散不断进行,而浓度梯度保持不变公式适用于稀溶液。水处理的问题,多属于稀溶液。在稀溶液中,扩散系数DB约在0.5×10-5~5X10-5cm2/s之间。3、紊(对)流扩散传递:许多反应器中的液体是处在紊(对)流状态下,液体质点不仅具有随水流前进的运动,还具有上、下、左、右的脉动,涡漩等传递过程。紊(对)流扩散传质速度也与浓度梯度成正比。紊(对)流扩散通量可写成类似于分子扩散通量式。.dcJc=-Dcdx
式中dCi / dx为浓度梯度。是导致分子扩散的推 动力,如果状态稳定,则扩散不断进行,而浓 度梯度保持不变。 公式适用于稀溶液。水处理的问题,多属于稀 溶液。在稀溶液中,扩散系数DB 约在 0.5 X 10-5~5 X 10-5cm2 /s之间。 3、紊(对)流扩散传递: 许多反应器中的液体是处在紊(对)流状态下,液体质 点不仅具有随水流前进的运动,还具有上、下、左、右 的脉动,涡漩等传递过程。紊(对)流扩散传质速度也 与浓度梯度成正比。紊(对)流扩散通量可写成类似于 分子扩散通量式。 dx dC J D i C C = − • `
示中:D一紊(对)流扩散系数。DE一涡流扩散系数。Dc =DB+D=而:De >>DB 常将DB忽略不计。4、稳定扩散:反应器中空间各点浓度分布保持不变的扩散过程称为稳定扩散。(实际上是脉动的)稳定扩散是动平衡,变化过程中的平衡。这种稳定扩散,在化工过程和水处理中都是常见的现象
示中:Dc—紊(对)流扩散系数。 Dc =DB+DE DE —涡流扩散系数。 而:DE >>DB 常将DB忽略不计。 4、稳定扩散:反应器中空间各点浓度分布保持 不变的扩散过程称为稳定扩散。(实际上是脉 动的) 稳定扩散是动平衡,变化过程中的平衡。 这种稳定扩散,在化工过程和水处理中都是常 见的现象。 `