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第11篇 传质(主稿、编写人 时钧 中国科学院 院士 南京化工学院 教授 编写人 肖人卓 南京化工学院 教授)2

1 概论2

1.1 传质与扩散2

1.2 传质过程的分类2

1.2.1 互不相溶的两相直接接触2

1.2.2 膜过程3

1.2.3 互溶两相的直接接触3

1.2.4 利用表面张力的变化而产生的传质分离4

1.3 传质过程的操作方法4

1.3.1 稳态操作4

1.3.2 非稳态操作4

1.3.3 级式操作4

1.3.4 连续接触操作4

1.3.5 流动方向4

参考文献5

2 分子扩散5

2.1 浓度、速度和通量5

2.2 Fick扩散定律6

2.3 微分质量衡算方程7

2.4 扩散方程7

2.5 稳态分子扩散8

2.5.1 一维无化学反应的稳态传质8

2.5.2 具有化学反应的一维扩散9

2.6 非稳态扩散12

2.6.1 半无限大静止介质中的一维非稳态扩散12

2.6.2 大平板内的一维非稳态扩散12

2.6.3 一些简单形体的浓度-时间图12

2.7 分子扩散系数14

2.7.1 气体扩散系数14

2.7.2 液体扩散系数16

2.8 多孔固体中的扩散19

2.8.1 符合Fick定律的微孔扩散19

2.8.2 Knudsen扩散19

2.8.3 过渡型扩散19

2.8.4 表面扩散20

2.9 高分子膜中的扩散20

参考文献21

3 对流传质系数22

3.1 对流传质的机理22

3.1.1 层流中的扩散22

3.1.2 湍流中的传质22

3.2 传质系数及其定义22

3.3 传质系数的不同表示方法23

3.4 流体界面上的传质理论模型24

3.4.1 膜理论24

3.4.2 渗透理论25

3.4.3 表面更新模型26

3.5 对流传质分析中的无因次数群26

3.6 质量、热量和动量传递的类比27

3.6.1 混合长理论27

3.6.2 质量、热量和动量传递的相似性27

3.6.3 Reynolds类比28

3.6.4 Prandtl类比28

3.6.5 von Karman类比29

3.6.6 Chilton-Colburn j因子类比29

3.7 对流传质关系式30

3.7.1 平板30

3.7.2 圆球31

3.7.3 圆柱体31

3.7.4 圆管内的传质31

3.7.5 湿壁塔32

3.7.6 对于小颗粒悬浮体的传质33

3.7.7 填充床和流化床内的传质系数33

参考文献34

4 相间传质35

4.1 相平衡35

4.2 界面状态36

4.3 相间扩散传质36

4.3.1 双阻理论36

4.3.2 总传质系数37

4.4 工业装置中的传质41

4.4.1 有效相间传质面积和容量传质系数41

4.4.2 等摩尔相对扩散的传质装置计算41

4.4.3 扩散通过静止膜的传质装置的计算41

4.4.4 传质单元数的计算42

4.4.5 总传质单元高度和单相传质单元高度的关系43

参考文献44