相際傳質
正文
兩相接觸時,由於某物質在兩相中的化學位不同,引起該物質由一相向另一相的質量傳遞，這是化工生產中最常見的對流傳質方式。如在精餾和吸收過程中，物質在汽（氣）相與液相之間傳遞；在萃取過程中，物質在兩液相之間傳遞。吸收過程中,組分由氣(y)相主體傳遞到與之接觸的液(x)相主體的歷程分為三步(見圖):①組分由氣相主體傳遞到氣相邊界；②組分穿過界面從氣相進入液相；③組分由液相邊界傳遞到液相主體。相際傳質機理至今未能完全闡明。已提出的幾種理論，主要有雙膜理論、溶質滲透理論和表面更新理論。
相際傳質雙膜理論簡單、直觀，曾廣泛用於傳質過程分析。但這種理論將複雜的相際傳質過於簡單化。隨著傳質過程的強化和對傳質現象的深入研究，發現雙膜理論關於兩相界面狀態和定態分子擴散的假設都與實際情況有明顯差別；但總傳質阻力為兩相阻力之和以及界面上不存在傳質阻力的論點，仍被廣泛採用。
溶質滲透理論 1935年由R.希格比提出。他將相際傳質過程構想為：工業吸收設備中氣液接觸、溶質從液面滲入液內而形成濃度梯度、混合、消失濃度梯度的交替過程。由於接觸時間很短，擴散過程難以發展到定態，因此傳質是靠非定態的分子擴散。根據這種理論導得的液相傳質分係數kL的計算式為：
表面更新理論 1951年英國人P.V.丹克沃茨提出這一理論。他超脫了前兩理論關於在界面兩側是兩層無湍流鏇渦的層流膜概念。兩相的流體鏇渦在界面上接觸一定的時間進行傳質後，又由於湍流的作用分別被帶回各自的流體主流中去。這樣就使兩相的接觸界面不斷更新。湍流愈激烈，表面更新也愈頻繁。鏇渦在界面上的停留時間可長可短，有一年齡分布，但是它們被新的鏇渦置換的機率都一樣。這樣由非定態傳質的概念出發，並從統計上考慮表面更新的時間因素，導得公式如下：
隨著相際傳質機理研究的逐步深化，還提出了一些新的傳質理論：如 Β.Γ.列維奇提出的擴散邊界層理論；也有一些是由前述幾種理論加以組合和改進的理論，如膜滲透理論、滲透表面更新理論、無規則鏇渦的表面更新理論以及表面拉伸理論等。這些理論各有特點，都能說明一定的問題，但都包含了一些難以求得的參數。相際傳質機理和自由相界面的湍流運動密切相關，而目前對此研究得還很不充分。此外，伴隨著相際傳質，常引起界面湍流，這對相際傳質有著重要的影響。只有在湍流基本理論，特別是兩相湍流理論的研究，取得更多的實質性進展時，相際傳質理論的研究才能取得新的突破。
