正文
在彼此分隔的兩相界面上,物質從一個相傳到另一個相的過程。這種傳遞是吸收、萃取、氣-液相反應和液-液相反應等過程的基礎。
界面傳質理論 闡明物質通過兩相界面傳遞的機理的理論。主要有下列幾種:
①雙膜理論 構想在兩相(例如氣-液)界面兩側分別存在著一層氣膜和液膜,膜內沒有法向流動,只有擴散。傳遞。又假設膜外的流體主體中因湍流的擴散作用而不存在濃度梯度,傳質阻力完全集中於膜內(圖1)。在界面上,組分在氣相中的分壓pi與它在液相中的濃度Ci成正比,即pi=HCi,式中H 稱分配係數或亨利係數。在穩態下,單位時間、單位相界面上傳遞物質的摩爾分子數N可表示為:N=kg(p-pi)=k1(Ci-C),
式中下標i系指相界面上的值;kg和 k1分別為氣膜和液膜傳質係數;(p-pi)和(Ci-C)分別為氣相和液相中的傳質推動力,p為氣相主體中的分壓;C為液相主體中的濃度。上式也可用總括的推動力表示,以避免不易測得界面上值的困難。於是,
③表面更新理論 這一理論是以相界面在不斷變化、不斷更新為依據的。因而引出了“表面年齡”的概念,算得的結果與雙膜理論的結果相差很小。擴散邊界層 緊靠兩相界面、濃度起激烈變化的流體薄層稱為擴散邊界層或傳質邊界層。 表征物質對流傳遞和擴散傳遞的一個重要參數是佩克立數Pe。它是雷諾數Re與施密特數Sc的乘積:
,
擴散邊界層厚度δ、速度邊界層厚度δ0(圖2)可表為: 式中 ν=μ/ρ為流體運動粘性係數;x為離物體前緣駐點(流體速度為零之點)的距離。對 層內濃度的迅速變化,在一級近似中可當作是線性的。
擴散邊界層不具有明顯的界線。物質的擴散係數不同,擴散邊界層也就不同。在給定攪拌條件下,幾種物質同時擴散時,可同時存在幾個擴散邊界層。 參考書目
天津大學等合編:《化工傳遞過程》,化學工業出版社,北京,1980。
配圖
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