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不如一個。真懷念小時候啊，天熱的時候我也可以像男人一樣光膀子！本文由821240550貢獻ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。第五章吸收5.1氣液平衡5.2傳質(zhì)機理與吸收速率5.3吸收塔的計算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），但兩個過程也有不

2、同處：傳熱的推動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，氣液相平衡關系是吸收過程的重要基礎，我們將詳細討論它。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的直線，即氣液兩相的濃度成正比，這一關系稱為亨利定律。氣液組成用不同的單

3、位表示時，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計算過程的推動力推動力(yye)或(xex)注意推動力≠(yx)!5.2傳質(zhì)機理與吸收速率在分析任一化工過程時都需要解決兩個基本問題：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行，其阻力很小(傳質(zhì)推動力)故認為相界面上的溶解推動力亦很小傳質(zhì)速率=傳質(zhì)阻力5.2.1雙組分混合物中的分子擴散⑴費克定律只要流體內(nèi)部有濃度梯度，就會產(chǎn)生分子擴散，在恒溫恒壓下，一維分子擴散速率可用費克定律表達如下：JA=DABKmolm2sm2sdCAdδKmolm4dCA濃度梯度指向濃度增加的方向，而擴散向濃度降低的方dδ向進行

5、，故式中加－負號。為組分A在雙組分混合物A、B中的擴散系數(shù)。ρL=1540Kgm3MA=154KgKmol5.2.2擴散系數(shù)所以ρLdzDppB2=lnMAdτRTzpB1∫zz0zdz=MADppB2lnρLRTpB1∫τ0dτ1(z2z02)=MADPlnpB2τρLRTpB125.2.3對流傳質(zhì)（1）對流傳質(zhì)的貢獻通常傳質(zhì)設備中的流體都是流動的，流動流體與相界面之間的物質(zhì)傳遞稱為對流傳質(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）。流體的流動加快了相內(nèi)的物質(zhì)傳遞，層流及湍流兩種流動加快傳質(zhì)的原因如下：①層流流動此時溶質(zhì)A組分再垂直于流動方向上的傳質(zhì)機理仍為分子擴散，但流動改變了橫截面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↑強化了傳質(zhì)。5.2.3對流傳質(zhì)②湍流流動大多數(shù)傳質(zhì)設備中流體的流動都屬于湍流。湍流主

7、體中流體產(chǎn)生大量的漩渦，引起流體質(zhì)點間的劇烈混合，促進了橫向（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)速率得到進一步的提高。（2）傳質(zhì)速率對流傳質(zhì)現(xiàn)象極為復雜，以湍流流動為例：在湍流主體中存在大量漩渦，傳質(zhì)只要靠渦流擴散；靠近界面附近有一層很薄的層流底層，傳質(zhì)主要靠分子擴散；在湍流主體和層流底層之間的過渡區(qū)漩渦擴散和分子擴散都存在。對流擴散

8、速率可仿照分子擴散的速率寫成：JAT=(DDE)dcAdz5.2.3對流傳質(zhì)DE不像D那樣是物性參數(shù)，它與流體的湍動程度有關，也與流體質(zhì)點的位置有關，難于用試驗的方法測定，故的表達式形式好看但不好用，因而不能將代入的表達式中積分求出對流傳質(zhì)速率、怎么辦？目前一般是仿照對流給熱，將對流傳質(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，即認為NA正比于流體主體濃度與界面濃度之差，但與對流傳熱不同的是氣液兩相的