化工原理第七章第二节讲稿
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化工原理教学精第七章-2ppt课件
(10106)230009.81 182.6105
= 6.29103m/s
n =
qv WLut
1=
3 106.29103
1 = 46.69，取47层
隔板间距为
h
=
H n+1
=
2 47 +
1=
0.042m
.
核算气体在多层降尘室内的流型：若忽略隔板厚度所占的空间， 则气体的流速为
②若已知降尘室底面积WL、物性数据及临界粒径dpc，则可
计算气体处理量qv。
③若已知降尘室底面积WL、物性数据及气体处理量qv，则
可计算临界粒径dpc。
.
例：用高2m、宽2.5m、长5m的重力降尘室分离空气中的粉尘。 在操作条件下空气的密度为0.779kg/m3，粘度为2.53105Pa•s， 流量为1.25104m3/h。粉尘的密度为2000kg/m3。试求粉尘的临 界直径。
= 6.91105m
核算沉降流型Re = dpcutc/ =
6.911050.30.75 2.6105
= 0.598<1
假设正确，求得的最小粒径有效。
(2)40m颗粒的回收百分率
假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间 内，颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离 下来的分率。
由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故40m 颗粒的回收率也可用其沉降速.度ut与69.1m颗粒的沉降速度utc
其他条件相同时，密度大的颗粒先沉降。
.
(2)沉降速度计算
① 层流区 Re < 2， = 24/Re
斯托克斯(Stokes)公式：ut = gdp2(p)/18
② 过渡区 2 < Re <500， = 10/ Re;
化工原理7章液液萃取
形成新的混合物mM, ( zA, zB, zs) ：
mM mR mE 物料衡算 mMzA mRxA mE yA
mMzs mRxs mE ys
将方程整理成如下形式：
mE xAzAzSxS mR zAyA ySzS
此式说明，三个组成点M、R、E在一条直线上, 即M点位 于RE 点的连接线上。
m E RM m R ME
理论萃取级：即无论进入该级的两股液流（原料、溶剂或前 一级的萃余相和后一级的萃取相）的组成如何，经过萃取后， 从该级流出的萃取相和萃余相为互成平衡的两个相。
7.3.1 单级萃取计算 (1) 流程
mF, xF mS
混合器
xE, y
mM, z
澄清槽
mR, x
单级萃取流程示意图
（2）特点 ◇ 原料液与溶剂一次性接触。 ◇ 萃取相与萃余相达到平衡。
m E MR
mM
ER
A
mR M E
mM
RE
mE M R
mM
RE
mE M R mR M E
S B
7.2.2 三角形相图 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件，相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 各组分不发生化学反应。 （1）溶解度曲线及平衡联结线
① 相平衡数据的测定：
yB xB
越大，分离效果越 应好 选， 择 1的溶剂
与分k配 A 有系 关 kA 越 数 ， 大 越， 大
kA1 ，则 一定 1 ； 大 kA1 于 ， 可能 1 ， 大也 于可1 。 能
（2）溶剂萃取容量 定义：部分互溶物系的褶点处或第二类物系溶解度最大时，
萃取相中单位溶剂可能达到的最大溶质负荷。
（6）稳定性，腐蚀性，价格 良好的稳定性，腐蚀性小，毒性低，资源充足，价格适宜等。
mM mR mE 物料衡算 mMzA mRxA mE yA
mMzs mRxs mE ys
将方程整理成如下形式：
mE xAzAzSxS mR zAyA ySzS
此式说明，三个组成点M、R、E在一条直线上, 即M点位 于RE 点的连接线上。
m E RM m R ME
理论萃取级：即无论进入该级的两股液流（原料、溶剂或前 一级的萃余相和后一级的萃取相）的组成如何，经过萃取后， 从该级流出的萃取相和萃余相为互成平衡的两个相。
7.3.1 单级萃取计算 (1) 流程
mF, xF mS
混合器
xE, y
mM, z
澄清槽
mR, x
单级萃取流程示意图
（2）特点 ◇ 原料液与溶剂一次性接触。 ◇ 萃取相与萃余相达到平衡。
m E MR
mM
ER
A
mR M E
mM
RE
mE M R
mM
RE
mE M R mR M E
S B
7.2.2 三角形相图 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件，相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 各组分不发生化学反应。 （1）溶解度曲线及平衡联结线
① 相平衡数据的测定：
yB xB
越大，分离效果越 应好 选， 择 1的溶剂
与分k配 A 有系 关 kA 越 数 ， 大 越， 大
kA1 ，则 一定 1 ； 大 kA1 于 ， 可能 1 ， 大也 于可1 。 能
（2）溶剂萃取容量 定义：部分互溶物系的褶点处或第二类物系溶解度最大时，
萃取相中单位溶剂可能达到的最大溶质负荷。
（6）稳定性，腐蚀性，价格 良好的稳定性，腐蚀性小，毒性低，资源充足，价格适宜等。
化工原理 08第七章蒸发与结晶
悬筐式蒸发器的优点是循环速度较高 （约为1～1.5m/s），传热系数较大；由于 与壳体接触的是温度较低的溶液，其热损失 较小；此外，由于悬挂的加热室可以由蒸发 器上方取出，故其清洗和检修都比较方便。 其缺点是结构复杂，金属消耗量大。适用于 易结晶、结垢的溶液。
3．外热式蒸发器
外热式蒸发器的结构特点是把中 央循环管式蒸发器中管束较长的加热 室和分离室分开，这样，一方面降低 了整个设备的高度，另一方面由于循 环管没有受到蒸汽加热，加大了溶液 的密度差，且由于管子较长，从而加 快了溶液循环的速度（可达1.5m/s以 上）。
第七章 蒸发与结晶
安徽理工大学 张洪流
第一节 概述
蒸发是将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使溶剂部分汽化从而达 到将溶液浓缩等生产目的的单元操作。蒸发操作广泛用于化工、轻工、 制药、食品等多种工业生产中。
蒸发操作在工业生产中主要作用有： （1）将稀溶液浓缩直接得到液体产品，或将浓缩液进一步加工处理获 取固体产品；例如电解法制得的稀烧碱溶液、蔗糖水溶液、果汁、牛奶、 抗生素溶液等的蒸发。 （2）获取溶液中的溶剂作为产品；例如海水蒸发制取淡水。 （3）同时制取浓缩液和回收溶剂；例如制药中浸取液的蒸发。
图7-5 列文蒸发器 1－加热室2－加热管3－循 环管 4－蒸发室 5-除沫器
6－挡板7－沸腾室
5．强制循环型蒸发器
在一般的自然循环型蒸发器中，由于循 环速度较低，导致传热系数较小，且当溶液 有结晶析出时，易粘附在加热管的壁面上。 不适宜于处理粘度大、易结垢及有大量结晶 析出的溶液。为了提高循环速度，可采用强 制循环型蒸发器。它是利用外加动力（循环 泵）促使溶液循环，循环速度的大小可通过 调节循环泵的流量来控制，其循环速度一般 在2.5m/s以上。
3．外热式蒸发器
外热式蒸发器的结构特点是把中 央循环管式蒸发器中管束较长的加热 室和分离室分开，这样，一方面降低 了整个设备的高度，另一方面由于循 环管没有受到蒸汽加热，加大了溶液 的密度差，且由于管子较长，从而加 快了溶液循环的速度（可达1.5m/s以 上）。
第七章 蒸发与结晶
安徽理工大学 张洪流
第一节 概述
蒸发是将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使溶剂部分汽化从而达 到将溶液浓缩等生产目的的单元操作。蒸发操作广泛用于化工、轻工、 制药、食品等多种工业生产中。
蒸发操作在工业生产中主要作用有： （1）将稀溶液浓缩直接得到液体产品，或将浓缩液进一步加工处理获 取固体产品；例如电解法制得的稀烧碱溶液、蔗糖水溶液、果汁、牛奶、 抗生素溶液等的蒸发。 （2）获取溶液中的溶剂作为产品；例如海水蒸发制取淡水。 （3）同时制取浓缩液和回收溶剂；例如制药中浸取液的蒸发。
图7-5 列文蒸发器 1－加热室2－加热管3－循 环管 4－蒸发室 5-除沫器
6－挡板7－沸腾室
5．强制循环型蒸发器
在一般的自然循环型蒸发器中，由于循 环速度较低，导致传热系数较小，且当溶液 有结晶析出时，易粘附在加热管的壁面上。 不适宜于处理粘度大、易结垢及有大量结晶 析出的溶液。为了提高循环速度，可采用强 制循环型蒸发器。它是利用外加动力（循环 泵）促使溶液循环，循环速度的大小可通过 调节循环泵的流量来控制，其循环速度一般 在2.5m/s以上。
化工原理第七章第二节简单蒸馏与精馏原理复习教案
化工原理第七章第二节简单蒸馏与精馏原理复习教案赵县职教中心职高二年级化工原理教学案课题复习：简单蒸馏与精馏原理备课人姚复习目标要求1、熟悉简单蒸馏，掌握精馏原理2、掌握回流及其作用重、难点精馏原理学习方法自主――合作――探究学习过程【知识回顾】1、二元物系处于气液平衡时，若气液满足理想气体条件，则相对挥发度α为（） A. y/x B. P0A/ P0B C. P/x D. y(1-x)/[(1-y)x]2、苯―甲苯（101.3KPa）的x―y图，其平衡线位于对角线之，平衡线偏离对角线愈远，表明该溶液愈分离3、在酒精和水的混合液中，酒精的质量分数为35%，试求酒精和水的摩尔分数、混合液的平均摩尔质量【复习要点】简单蒸馏1、简单蒸馏的定义：适用范围：2、分凝器的作用3、简单蒸馏的原理二、精馏的理论基础精馏的原理是什么？试用精馏原理分析精馏塔内气液两相组成的变化规律三、精馏塔装置的作用精馏的定义：2、精馏塔以进料板为界分为两段：进料板以上部分称为，作用是：；进料板以下部分（包括进料板）称为，作用是：3、塔内温度分布情况：4、塔板的作用：5、回流的作用：6、维持精馏操作连续稳定的必要条件是【检测练习】一、选择题1、在精馏操作中，自上而下，精馏塔内温度的变化情况为 ( ) A、保持不变 B、逐渐升高 C、逐渐降低 D、先升高后降2、精馏中引入回流，下降液相与上升气相发生传质，使上升气相易挥发组分浓度增大，最恰当的说法是（）A、液相中易挥发组分进入气相B、气相中难挥发组分进入液相C、液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入气相，但其中易挥发组分较多D、液相中易挥发组分进入气相和气相中难挥发组分进入液相必定同时发生 3、在精馏塔中每一块塔板上（）A、只进行传质作用B、只进行传热作用C、同时进行传热、传质作用D、传热传质都不进行4、在再沸器中，溶液（）而产生蒸汽是连续稳定操作的一个必不可少的条件 A、部分冷凝 B、全部冷凝 C、部分气化 D、全部气化5、用精馏方法分离双组分溶液，下列叙述正确的是（）A、相对挥发度α值越大，分离越易B、相对挥发度α值越大，分离越难C、塔顶馏出液为高沸点组分D、塔顶温度越高，馏出液浓度越大二、填空题1、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）。
化工原理-1-第七章-质量传递基础.ppt
解：以A——NH3，B——H2O
对气相：yApPA1.08103105 00.0079
C A R p A T 8 .3 1 8 2 4 0 2 00 7 0 .3 32 m m 8 3 o4 l
0.01
对液相：
xA
17 0.01
1
0.01048
17 18
由于氨水很稀，可假设其密度与水相同， 100k0gm3 ，则：
1、组分A的质量浓度ρA
A
mA V
kg m3
式中：V为均相混合物的体积。
混合物的总质量浓度（即混合物的密度）：
m kg
V
m3
上两式相除，则： A
mA m
wA
故：A wA
2、组分A的量浓度（摩尔浓度）CA
CA
nA V
kmol m3
混合物的总物质的量浓度（总摩尔浓度）C：
C n V
kmol m3
为：
A
uAuAdum
两边同时乘以CA，则：
C A uAC A uA dC A um
显然，上式第一项为A通过固定点（静止参照物或地球）的总通量，以 NA表示；第二项为A相对于运动流体的扩散通量，即为JA；第三项则是 由于主体流动所引起的相对于固定点的通量，常称为主体流动通量。则 上式可写成：
NAJACAum
C为A和B组分的总浓度，kmol/m3；
xA为A在混合物中的摩尔分数； dxA/dz为组分A的浓度梯度； “-”表示扩散通量与浓度梯度方向相反；
DAB为比例系数，称为组分A在组分B中的扩散系数，m2/s。
当C为常数时，上式转换为：
JA,z DABddCZA
CA为A组分的浓度，kmol/m3； dCA/dz为组分A的浓度梯度；
化工原理-2-第七章-质量传递基础
显然：Fin N A（通过的截面积为1个单位）；
Fout N A dN A（由于存在反应过程扩散通量不再为常数）；
Fr rA dz ；
Fb 0（设过程为稳定过程）。
N A N A dN A kCAdz
dN A dz
kCA
而：N A J A xA N A N B ，因为 xA 0，则：
在半径为r处取厚度为dr的球壳，由于是稳定扩散，球壳中无A
的累积，故进入r球面的A的摩尔流量和离开r+dr球面的摩尔流
量相等，记为mA，即：
NA
mA
4r 2
显然这是个单向扩散过程：
NA
CDAB 1 yA
dy A dr
mA CDAB dyA
4r 2 1 y A dr
变量分离，然后两边积分：
式中：（-rA）为单位时间单位催化剂表面组分A反应掉的量， kmol/m2.s；k为一级反应速率常数，m/s。
由于扩散与反应为串联过程，则： rA N A
则在催化剂表面处：N A kCA kCyA2
将上式代入一般式，得：
NA
CD AB
1 ln
1
y A1 NA
kC
由于边界上存在化学反应，往往存在如下关系：
z1, y A y A1 z2 , yA yA2
A
NB
CD AB
dy A 1 yA
最后得：
NA
CDAB ln 1 y A1 z2 z1 1 y A2
CD AB
ln 1 y A1 1 yA2
式中： z2 z1
Fout N A dN A（由于存在反应过程扩散通量不再为常数）；
Fr rA dz ；
Fb 0（设过程为稳定过程）。
N A N A dN A kCAdz
dN A dz
kCA
而：N A J A xA N A N B ，因为 xA 0，则：
在半径为r处取厚度为dr的球壳，由于是稳定扩散，球壳中无A
的累积，故进入r球面的A的摩尔流量和离开r+dr球面的摩尔流
量相等，记为mA，即：
NA
mA
4r 2
显然这是个单向扩散过程：
NA
CDAB 1 yA
dy A dr
mA CDAB dyA
4r 2 1 y A dr
变量分离，然后两边积分：
式中：（-rA）为单位时间单位催化剂表面组分A反应掉的量， kmol/m2.s；k为一级反应速率常数，m/s。
由于扩散与反应为串联过程，则： rA N A
则在催化剂表面处：N A kCA kCyA2
将上式代入一般式，得：
NA
CD AB
1 ln
1
y A1 NA
kC
由于边界上存在化学反应，往往存在如下关系：
z1, y A y A1 z2 , yA yA2
A
NB
CD AB
dy A 1 yA
最后得：
NA
CDAB ln 1 y A1 z2 z1 1 y A2
CD AB
ln 1 y A1 1 yA2
式中： z2 z1
化工原理第七章萃取
化工原理第七章萃取
4.2 三元体系的液—液相平衡
4.2.1组成在三角形相图中的表示方法 组分浓度常用质量分率表示，有时也用体 积分率或摩尔分率。
化工原理第七பைடு நூலகம்萃取
①各顶点表示纯组分（A、 B、S）；
②任一边上的点表示相 关二元混合物；
习惯上， AB边以A的质量分率作 为标度， BS边以B的质量分率作 为标度， SA边以S的质量分率作 为标度。
化工原理第七章萃取
2. 辅助曲线与临界 混溶点 ① 有限个共轭组成
得到的联结线可按 一定方法作出辅助 曲线； ② 临界混溶点P：过该 点的联结线无限短， 处于分相的临界点。 不一定是顶点（因为
联结线有一定斜率）； ③ 临界混溶点需实测， 一般不能外推。
化工原理第七章萃取
3、分配系数和分配曲线 1）分配系数：一定温度下，在平衡的两相 中，某组分在E相与R相中的组成之比称为该 组分的分配系数，以k表示：
化工原理第七章萃取
③三角形内的点代表三 元混合物。 M点的组成： 过M点做BS的平行线， 得ED，则BE（SD）为 含有的溶质A； 过M点做AS的平行线， 得HG，则AH（SG）为 含有的稀释剂B； 过M点做AB的平行线， 得KF，则AK（BF）为 化工原含理第七有章萃的取 萃取剂S。
4.2.2液——液相平衡关系
化工原理第七章萃取
1. 溶解度曲线和联结线 设溶质A可完全溶于B 及S，但B与S部分互溶。
相平衡数据测定：加入 的B 、S适量搅拌均匀， 静止分层，得到互呈平 衡的液-液两相)，得到一 组平衡数据。
化工原理第七章萃取
在总组成为F的二元混 合液中加入一定量 A(B、S的质量比不 变)，三元混合液的组成 点将沿AF线变化；
4.2 三元体系的液—液相平衡
4.2.1组成在三角形相图中的表示方法 组分浓度常用质量分率表示，有时也用体 积分率或摩尔分率。
化工原理第七பைடு நூலகம்萃取
①各顶点表示纯组分（A、 B、S）；
②任一边上的点表示相 关二元混合物；
习惯上， AB边以A的质量分率作 为标度， BS边以B的质量分率作 为标度， SA边以S的质量分率作 为标度。
化工原理第七章萃取
2. 辅助曲线与临界 混溶点 ① 有限个共轭组成
得到的联结线可按 一定方法作出辅助 曲线； ② 临界混溶点P：过该 点的联结线无限短， 处于分相的临界点。 不一定是顶点（因为
联结线有一定斜率）； ③ 临界混溶点需实测， 一般不能外推。
化工原理第七章萃取
3、分配系数和分配曲线 1）分配系数：一定温度下，在平衡的两相 中，某组分在E相与R相中的组成之比称为该 组分的分配系数，以k表示：
化工原理第七章萃取
③三角形内的点代表三 元混合物。 M点的组成： 过M点做BS的平行线， 得ED，则BE（SD）为 含有的溶质A； 过M点做AS的平行线， 得HG，则AH（SG）为 含有的稀释剂B； 过M点做AB的平行线， 得KF，则AK（BF）为 化工原含理第七有章萃的取 萃取剂S。
4.2.2液——液相平衡关系
化工原理第七章萃取
1. 溶解度曲线和联结线 设溶质A可完全溶于B 及S，但B与S部分互溶。
相平衡数据测定：加入 的B 、S适量搅拌均匀， 静止分层，得到互呈平 衡的液-液两相)，得到一 组平衡数据。
化工原理第七章萃取
在总组成为F的二元混 合液中加入一定量 A(B、S的质量比不 变)，三元混合液的组成 点将沿AF线变化；
化工原理讲稿4(第七章)
mV Y mX 2 （ f 、1 ） L Y2 mX 2
② Y1 mX 2 的意义：反映了A吸收率的高低；
Y2 mX 2
Y1 mX 2 Y2 NOG Y2 mX 2
③当采用纯溶剂X2=0时，若已知B=L/Lmin、；
Y1 / m X 2 Y1 L L /V B Lmin （L / V） X1 X 2 mX 1 min X1 X 2 mX 1 Y1 / B 1 mV L m Y Y Y Y Y Y B 1 2 1 2 1 2 其中： Y1 Y1 Y2 Y1 1 ） （ 1 1 B 1 N OG ln 1 1 B 1
① HOG、HOL：反映塔设备条件（）、填料性能
及润湿情况，反映设备性能高低； ② NOG、NOL： 反映与相平衡条件（m）、气液 进出塔浓度的关系，反映吸收过程 的难易程度；
③ V/ ： kmol（B）/（m2· s）；
L/ ： kmol（S）/（m2· s）；
3.传质单元数的计算
填料层高度的计算关键在于传质单元数NOG、NOL 的计算； ① 图解积分法 当平衡线为曲线时，图解积分法步骤如下：
H OG
V 47.7 / 3600 0.30m KY a 0.088 0.5
Z NOG H OG 14.24 0.30 4.27m
=
【例】空气中含丙酮2%（体积百分数）的混合气以
0.024kmol/(m2· s)的流率进入一填料塔，今用流率为
0.065kmol/(m2· s)的清水逆流吸收混合气中的丙酮， 要求丙酮的回收率为98.8%。已知操作压力为100 kPa，操作温度下的亨利系数为177 kPa，气相总体 积吸收系数为0.0231 kmol/(m3· s)。
天津大学版 化工原理 第七章 干燥 ppt 课件
w w w w 1 2 1 2 W G G 1 2 1 w 1 w 2 1
物料衡算（Mass balance）
2、水分蒸发量
湿废气体 L , H2 湿物料 G1 , w1 干 燥 产 品 G2 , w2 热空气 L , H1
c c 1 c H H g v
，
cv=1.88
c 1 . 01 1 . 88 H H
4.焓I (Total enthalpy)
焓：1kg 绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。
I Ig HI v
一般以0℃为基准，且规定在0℃时绝干空气和水汽的 焓值均为零，则
I ( c Hc ) t r H c t r H g v 0 H 0
2、确定空气的状态点，查找其它参数 两个参数在曲线上能相交于一点，即这两 个参数是独立参数，这些参数才能确定空气的 状态点。
湿度图的使用 ① 空气状态的确定：已知空气的任何两个参数即可 确定其状态。
② 空气的加热与冷却过程
加热：空气的φ减小，表明空气接收水汽的能力加强
② 空气的加热与冷却过程 冷却：t＜td时，空气的H不变；t=td时，有水冷凝
q
液滴 表面 tw , Hw源自b、计算Q S ( t t ) w
气体 t, H
液滴 kH 对流传质 N
S ( t t) k S ( H H ) r
w H s , t
w
Q k S ( H H ) r H s , t t w w
k H t t r ( H H ) w t s , t w w
5 t 273 1 . 0133 10 1 H v 22 . 4 H 273 P 29 18 5 t 273 1 . 0133 10 ( 0 . 772 1 . 244 H ) 273 P
物料衡算（Mass balance）
2、水分蒸发量
湿废气体 L , H2 湿物料 G1 , w1 干 燥 产 品 G2 , w2 热空气 L , H1
c c 1 c H H g v
，
cv=1.88
c 1 . 01 1 . 88 H H
4.焓I (Total enthalpy)
焓：1kg 绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。
I Ig HI v
一般以0℃为基准，且规定在0℃时绝干空气和水汽的 焓值均为零，则
I ( c Hc ) t r H c t r H g v 0 H 0
2、确定空气的状态点，查找其它参数 两个参数在曲线上能相交于一点，即这两 个参数是独立参数，这些参数才能确定空气的 状态点。
湿度图的使用 ① 空气状态的确定：已知空气的任何两个参数即可 确定其状态。
② 空气的加热与冷却过程
加热：空气的φ减小，表明空气接收水汽的能力加强
② 空气的加热与冷却过程 冷却：t＜td时，空气的H不变；t=td时，有水冷凝
q
液滴 表面 tw , Hw源自b、计算Q S ( t t ) w
气体 t, H
液滴 kH 对流传质 N
S ( t t) k S ( H H ) r
w H s , t
w
Q k S ( H H ) r H s , t t w w
k H t t r ( H H ) w t s , t w w
5 t 273 1 . 0133 10 1 H v 22 . 4 H 273 P 29 18 5 t 273 1 . 0133 10 ( 0 . 772 1 . 244 H ) 273 P
化工原理-7传质PPT课件
1.质量分数
质量分数定义式
wA
mA m
混合物的总质量分数
N
wi 1
i 1
二、质量分数与摩尔分数
2.摩尔分数 摩尔分数定义式
xA
nA n
液相
yA
nA n
气相
混合物的总摩尔分数
N
xi 1
i 1
N
yi 1
i1
二、质量分数与摩尔分数
质量分数与摩尔分数的关系
由质量分数 求摩尔分数
xA
wA / M A
一、分子扩散现象与费克定律
1.分子扩散现象 由于分子的无规则热运动而形成的物质传递
现象—分子传质。
❖ 分子传质又称为分子扩散，简称为扩散 ❖分子传质在气相、液相和固相中均能发生
播放动画31：分子扩散现象
一、分子扩散现象与费克定律
2.费克(Fick)定律
描述分子扩散过程的基本定律—费克第一定律。
及
边界条件
(1) z = z1 cA = cA1 ( pA= pA1 ） (2) z = z2 c A= cA2 ( pA= pA2 ）
一组分通过另一 停滞组分的扩散
二、气体中的稳态分子扩散
求解可得
NA
Dc
AB 总
z
ln
c
总
cA2
c
总
c A1
或
NA
Dp
AB 总
RTz
ln
p
总
p
总
pA2 p A1
二、气体中的稳态分子扩散
简单分子的扩散体积
v
/（cm3/mol）
7.07
物质
CO
v /（cm3/mol）
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6）波纹板及波纹网 ）
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7）规整填料 ）
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二、填料塔的流体力学性能
1、气体通过填料层的压强降 、
液泛区 载液区 泛点 载点 恒持液 量区
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2、泛点的关联式 、
——埃克特通用关联图
3、润湿性能 、
液体的喷淋密度 ： 单位时间内单位塔截面上喷淋的液体体积。 润湿速率 ：在塔的截面上，单位长度的填料周边上液体的体 积流量。 最小喷淋密度与最小润湿速率的关系：
3、液体再分布装置 、
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4、除沫装置 、
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四、板式塔与填料塔的比较
试从以下几方面对两种塔做出比较： 试从以下几方面对两种塔做出比较： 塔径大小 塔高 压降 持液量 物料沉积与清除 塔内设置换热构件与气液的加入与引出 制作材料 操作弹性 对起泡物料
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2）鲍尔环(Pall ring) ）鲍尔环
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3）阶梯环(cascade mini rings) ）阶梯环
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4）弧鞍与矩鞍（berl saddle and intolox saddle） ）弧鞍与矩鞍（ ）
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5）金属鞍环 ）
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σ /ε
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3
表示填料的流体力学性能。
湿填料因子
3、填料类型 、
乱堆填料 拉西环、鲍尔环、鞍形、θ网环 堆放方式 整砌填料 波纹板、波纹网
实体填料 环形填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）、 基材 鞍形填料（弧鞍、矩鞍）、栅 板 网体填料 鞍形环、θ网、波纹网
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1）拉西环（Rasching ring） ）拉西环（
Umin = (LW )minσ
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三、填料塔的附件
1、填料支承装置 、
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2、液体分布装置 、
管式喷淋器 莲蓬头式喷淋器 盘式分布器 多孔管式分布器 槽式分布器 各种分布器的结构及优缺点
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第七章 气液传质设备
第一节 填料塔
一、填料塔的结构与填料特性 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的附件 四、板式塔与填料塔的比较
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一、填料塔的结构与填料特性
1、填料塔的ห้องสมุดไป่ตู้构 、
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2、填料特性 、
1）比表面积 ） 单位体积填料层的填料表面积，以σ表示 ；单位：m2/m3。 同一种填料，尺寸愈小，比表面积愈大。 2）空隙率 ） 单位体积填料层的空隙体积，以ε表示；单位为m3/m3。 填料的空隙率大，气液通过能力大且气体流动阻力小。 3）填料因子 ） 干填料因子