考研 化工原理 必備課件第五章 吸收

1、考研化工原理必備課件第五章吸收.txt我不奢望什么，只希望你以后的女人一個(gè)不如一個(gè)。真懷念小時(shí)候啊，天熱的時(shí)候我也可以像男人一樣光膀子！本文由821240550貢獻(xiàn)ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。第五章吸收5.1氣液平衡5.2傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率5.3吸收塔的計(jì)算5.4吸收系數(shù)5.1氣液相平衡吸收（傳質(zhì)）與傳熱兩個(gè)過程的相似處：傳熱與吸收過程均由三步構(gòu)成（解釋三步相似），但兩個(gè)過程也有不

2、同處：傳熱的推動(dòng)力是兩流體的溫度差，過程的極限是兩流體的溫度相等；吸收的推動(dòng)力不是兩相的濃度差，過程的極限也不是兩相的濃度相等。這是由于氣液之間的相平衡不同于冷熱流體之間的熱平衡，氣液相平衡關(guān)系是吸收過程的重要基礎(chǔ)，我們將詳細(xì)討論它。1亨利定律吸收操作最常用于分離低濃度的氣體混合物，此時(shí)液相的濃度通常比較低，即常在稀溶液范圍內(nèi)。稀溶液的溶解度曲線通常近似地為一過原點(diǎn)的直線，即氣液兩相的濃度成正比，這一關(guān)系稱為亨利定律。氣液組成用不同的單

3、位表示時(shí)，亨利定律有以下3種形式：p=ExApe=ExA解題指南pe=HC解題指南解題指南CA=HpA或pACA=Hye=mxy=mx2計(jì)算過程的推動(dòng)力推動(dòng)力(yye)或(xex)注意推動(dòng)力≠(yx)!5.2傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率在分析任一化工過程時(shí)都需要解決兩個(gè)基本問題：過程的極限和過程的數(shù)率。吸收過程涉及兩相間的物質(zhì)傳遞，它包括三個(gè)步驟：①溶質(zhì)由氣相主體傳遞到兩相界面，即氣相內(nèi)的物質(zhì)傳遞；②溶質(zhì)在相界面上的溶解，由氣相轉(zhuǎn)入液相，即界面上

4、發(fā)生的溶解過程③溶質(zhì)自界面被傳遞至液相主體，即液相內(nèi)的物質(zhì)傳遞。通常，第②步即界面上發(fā)生的溶解過程很容易進(jìn)行，其阻力很小(傳質(zhì)推動(dòng)力)故認(rèn)為相界面上的溶解推動(dòng)力亦很小傳質(zhì)速率=傳質(zhì)阻力5.2.1雙組分混合物中的分子擴(kuò)散⑴費(fèi)克定律只要流體內(nèi)部有濃度梯度，就會(huì)產(chǎn)生分子擴(kuò)散，在恒溫恒壓下，一維分子擴(kuò)散速率可用費(fèi)克定律表達(dá)如下：JA=DABKmolm2sm2sdCAdδKmolm4dCA濃度梯度指向濃度增加的方向，而擴(kuò)散向濃度降低的方dδ向進(jìn)行

5、，故式中加－負(fù)號(hào)。為組分A在雙組分混合物A、B中的擴(kuò)散系數(shù)。ρL=1540Kgm3MA=154KgKmol5.2.2擴(kuò)散系數(shù)所以ρLdzDppB2=lnMAdτRTzpB1∫zz0zdz=MADppB2lnρLRTpB1∫τ0dτ1(z2z02)=MADPlnpB2τρLRTpB125.2.3對(duì)流傳質(zhì)（1）對(duì)流傳質(zhì)的貢獻(xiàn)通常傳質(zhì)設(shè)備中的流體都是流動(dòng)的，流動(dòng)流體與相界面之間的物質(zhì)傳遞稱為對(duì)流傳質(zhì)（如前述溶質(zhì)由氣相主體傳到相界面及由相界面?zhèn)?/p>

6、到液相主體）。流體的流動(dòng)加快了相內(nèi)的物質(zhì)傳遞，層流及湍流兩種流動(dòng)加快傳質(zhì)的原因如下：①層流流動(dòng)此時(shí)溶質(zhì)A組分再垂直于流動(dòng)方向上的傳質(zhì)機(jī)理仍為分子擴(kuò)散，但流動(dòng)改變了橫截面MN上的濃度分布，以氣相于相界面的傳質(zhì)為例，組分A的濃度分布由靜止氣體的直線1變?yōu)榍€2，根據(jù)分子擴(kuò)散速率方程式:dcJA=DAdzWJ由于相界面出濃度梯度(dcAdz)W變大，A↑NA↑強(qiáng)化了傳質(zhì)。5.2.3對(duì)流傳質(zhì)②湍流流動(dòng)大多數(shù)傳質(zhì)設(shè)備中流體的流動(dòng)都屬于湍流。湍流主

7、體中流體產(chǎn)生大量的漩渦，引起流體質(zhì)點(diǎn)間的劇烈混合，促進(jìn)了橫向（傳質(zhì)方向）的物質(zhì)傳遞，流體主體的濃度分布被均化，濃度分布如曲線3所示。界面處的濃度梯度進(jìn)一步變大，在主體濃度與界面濃度差相等的情況下，傳質(zhì)速率得到進(jìn)一步的提高。（2）傳質(zhì)速率對(duì)流傳質(zhì)現(xiàn)象極為復(fù)雜，以湍流流動(dòng)為例：在湍流主體中存在大量漩渦，傳質(zhì)只要靠渦流擴(kuò)散；靠近界面附近有一層很薄的層流底層，傳質(zhì)主要靠分子擴(kuò)散；在湍流主體和層流底層之間的過渡區(qū)漩渦擴(kuò)散和分子擴(kuò)散都存在。對(duì)流擴(kuò)散

8、速率可仿照分子擴(kuò)散的速率寫成：JAT=(DDE)dcAdz5.2.3對(duì)流傳質(zhì)DE不像D那樣是物性參數(shù)，它與流體的湍動(dòng)程度有關(guān)，也與流體質(zhì)點(diǎn)的位置有關(guān)，難于用試驗(yàn)的方法測(cè)定，故的表達(dá)式形式好看但不好用，因而不能將代入的表達(dá)式中積分求出對(duì)流傳質(zhì)速率、怎么辦？目前一般是仿照對(duì)流給熱，將對(duì)流傳質(zhì)速率方程寫成類似于牛頓冷卻定律[Q=αA(TTW)或q=α(TTW)]的形式，即認(rèn)為NA正比于流體主體濃度與界面濃度之差，但與對(duì)流傳熱不同的是氣液兩相的