相際傳質(zhì)interphase mass transfer
吸收過(guò)程中，組分由氣(y)相主體傳遞到與之接觸的液(x)相主體的歷程分為三步(見(jiàn)圖):①組分由氣相主體傳遞到氣相邊界；②組分穿過(guò)界面從氣相進(jìn)入液相；③組分由液相邊界傳遞到液相主體。相際傳質(zhì)機(jī)理至今未能完全闡明。已提出的幾種理論，主要有雙膜理論、溶質(zhì)滲透理論和表面更新理論。
雙膜理論簡(jiǎn)單、直觀，曾廣泛用于傳質(zhì)過(guò)程分析。但這種理論將復(fù)雜的相際傳質(zhì)過(guò)于簡(jiǎn)單化。隨著傳質(zhì)過(guò)程的強(qiáng)化和對(duì)傳質(zhì)現(xiàn)象的深入研究，發(fā)現(xiàn)雙膜理論關(guān)于兩相界面狀態(tài)和定態(tài)分子擴(kuò)散的假設(shè)都與實(shí)際情況有明顯差別；但總傳質(zhì)阻力為兩相阻力之和以及界面上不存在傳質(zhì)阻力的論點(diǎn)，仍被廣泛采用。
溶質(zhì)滲透理論 1935年由R.希格比提出。他將相際傳質(zhì)過(guò)程設(shè)想為：工業(yè)吸收設(shè)備中氣液接觸、溶質(zhì)從液面滲入液內(nèi)而形成濃度梯度、混合、消失濃度梯度的交替過(guò)程。由于接觸時(shí)間很短，擴(kuò)散過(guò)程難以發(fā)展到定態(tài)，因此傳質(zhì)是靠非定態(tài)的分子擴(kuò)散。根據(jù)這種理論導(dǎo)得的液相傳質(zhì)分系數(shù)kL的計(jì)算式為：
表面更新理論 1951年英國(guó)人P.V.丹克沃茨提出這一理論。他超脫了前兩理論關(guān)于在界面兩側(cè)是兩層無(wú)湍流旋渦的層流膜概念。兩相的流體旋渦在界面上接觸一定的時(shí)間進(jìn)行傳質(zhì)后，又由于湍流的作用分別被帶回各自的流體主流中去。這樣就使兩相的接觸界面不斷更新。湍流愈激烈，表面更新也愈頻繁。旋渦在界面上的停留時(shí)間可長(zhǎng)可短，有一年齡分布，但是它們被新的旋渦置換的概率都一樣。這樣由非定態(tài)傳質(zhì)的概念出發(fā)，并從統(tǒng)計(jì)上考慮表面更新的時(shí)間因素，導(dǎo)得公式如下：
隨著相際傳質(zhì)機(jī)理研究的逐步深化，還提出了一些新的傳質(zhì)理論：如 Β.Γ.列維奇提出的擴(kuò)散邊界層理論；也有一些是由前述幾種理論加以組合和改進(jìn)的理論，如膜滲透理論、滲透表面更新理論、無(wú)規(guī)則旋渦的表面更新理論以及表面拉伸理論等。這些理論各有特點(diǎn)，都能說(shuō)明一定的問(wèn)題，但都包含了一些難以求得的參數(shù)。相際傳質(zhì)機(jī)理和自由相界面的湍流運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，而目前對(duì)此研究得還很不充分。此外，伴隨著相際傳質(zhì)，常引起界面湍流，這對(duì)相際傳質(zhì)有著重要的影響。只有在湍流基本理論，特別是兩相湍流理論的研究，取得更多的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展時(shí)，相際傳質(zhì)理論的研究才能取得新的突破。
版權(quán)：如無(wú)特殊注明，文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系cnmhg168#163.com刪除！文件均為網(wǎng)友上傳，僅供研究和學(xué)習(xí)使用，務(wù)必24小時(shí)內(nèi)刪除。
相關(guān)推薦