质量传递的基本原理.ppt

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1、质量传递的基本原理传质机理分子扩散涡流扩散分子扩散涡流扩散传质机理传质可以由分子的微观运动引起,也可以由流体质点的掺混引起。因此,传质的机理包括分子扩散和涡流扩散,又称分子传质和涡流传质。welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperience由分子的微观运动引起的物质扩散称为分子扩散。物质在静止流体及固体中的传递依靠分子扩散。分子扩散的速率很慢,对于气体约为0.1m/min,对于液体约为5×10-4m/min,固体中约为10-7m/min。分子扩散扩散运动的例子气1、在屋角喷洒香水,整间屋子

2、都会有香味液2、清水中滴入红钢笔水,整杯水都会变成红色。固3、煤炭放在一角过一段时间墙角就会变黑。(一)费克定律NAZ:单位时间在z方向上经单位面积扩散的A组分的量,即扩散通量,也称为扩散速率,kmol/(m2·s)DAB:组分A在组分B中进行扩散的分子扩散系数,m2/sdcA:组分A的物质的量浓度,kmol/m3dz:组分A在z方向上的浓度梯度。kmol/m3以摩尔分数为基准设混合物的物质的量浓度为(kmol/m3),组分A的摩尔分数为以质量浓度为基准以质量分数为基准当混合物的密度为常数时混合物质量浓度,kg/m3(二)分子扩散系数扩散物质在单位浓度梯度下的扩散速率,表征物质

3、分子扩散能力。扩散系数大,表示分子扩散快。分子扩散系数是物理常数,其数值受体系温度、压力和混合物浓度等因素的影响涡流扩散当流体处于湍流状态时,在垂直于主流方向上,除了分子扩散外,更重要的是由流体质点强烈掺混所导致的物质扩散,称为涡流扩散。虽然在湍流流动中分子扩散与涡流扩散同时发挥作用,但宏观流体微团的传递规模和速率远远大于单个分子,因此涡流扩散占主要地位,即物质在湍流流体中的传递主要是依靠流体微团的不规则运动。两种扩散方式的区别扩散方式分子扩散涡流扩散作用物流体分子流体质点作用方式热运动湍流和旋涡作用对象静止、层流湍流扩散快慢慢快三传的类似性质量传递、热量传递和动量传递都牵涉到

4、流体质点交换(涡流传递)和分子交换(分子传递),三种传递之间必然存在一定的内在联系。在湍流流动中,上述三种传递同时发生时,湍流流体质点和分子之间的交换不同程度地影响着三种传递,使三种传递的机理和计算方法具有相似性。动量传递(扩散)牛顿粘性定律热量传递(扩散)傅立叶导热定律质量传递(扩散)费克扩散定律扩散并不单独占有任何空间扩散占据一定空间通量=-(扩散系数)×(梯度)Thankyou!

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