双膜理论-邓修第二版

3.4.1双膜论1.理论要点①流动状态气液接触界面两侧有一层稳定的滞流膜，它不同于流体力学的滞流边界层。②传递方式在膜两侧的主体流动区内物质的浓度趋于一致，滞流膜内的传质方式以分子扩散来实现，传质阻力由气相主体、气膜、界面、液膜和液相主体的阻力叠加而成，但主要集中在气膜和液膜层。③界面状况界面无阻力，气液两相在界面立即达到平衡。一、分子扩散：1.分子扩散定义：单相内部有组成差异的条件下，由于分子的无规则热运动而引起组分从浓度较高处传递至浓度较低处，直至各处浓度相同为止。通常发生在：①静止流体内部；②层流流体经过的垂直方向上存在浓度差。二、菲克定律：描述物质分子扩散现象的基本规律zc-DNAABANA——单位时间内物质A扩散通过单位面积的物质量，kmol/（m2·s），物质A在z向上的分子扩散通量；DAB——物质A在介质B中的分子扩散系数，m2/s；——组分A的浓度梯度，即cA在z向上的变化率，kmol/m4；四、总传质系数与膜传质系数的关系：1、以（pA-pA*）表示时：总阻力=气膜阻力+液膜阻力讨论：对于易溶气体，H值大（溶解度系数），所以→0，故KG≈kG，意味着液膜阻力很小，传质阻力几乎全部集中于气膜中——“气膜控制”；LGHkk11K1G气膜液膜pGpi传质方向Ci气相主体液相主体CLGLz距离双膜模型组成LGGHkkK111气膜控制----如图，气膜较厚，液膜较薄，即阻力主要由气膜决定。易溶体系属于这种情况。2、以(cA*-cA）表示时：讨论：对于难溶气体，H值小，→0，故KL≈kL，意味着气膜阻力很小，传质阻力几乎全部集中于液膜中——“液膜控制”；LGkk1HK1LGkH----如图，液膜较厚，气膜较薄，即阻力主要由液膜决定。气膜液膜pGpi传质方向Ci气相主体液相主体CLLGz距离双膜模型组成LGLkkHK11难溶体系属于这种情况。2.存在的问题①往往传质设备的内构件已不能使气液相接触形成相对固定的相界面。如喷射式、鼓泡型。②无法形成稳定的膜，也就无法建立稳定的浓度梯度。③即使存在相对稳定的膜，但膜厚度也是无法测量和猜测。④界面阻力通常很难小到可以忽略的程度，除非界面非常清洁。请老师同学批评与指正