浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 1/13
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§ 7.3 对流传质一、实验关联法
1、传质理论简介
2、对流传质系数的经验关联式二、解析法三,类比法浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 2/13
传质系数的确定：
类比法边界层积分解边界层分析解解析法实验方法影响对流传质系数的因素：流体物性、流动状况、界面几何形状等因素。
传质系数
§ 7.3 对流传质对流传质通常指运动流体与界面 （ 固体壁面或流体界面 ） 间由于涡流或脉动作用所造成的质量传递,
是相际间传质的基础 。
2121 ppkCCkN GLA对流传质方程：
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 3/13
表面更新模型溶质渗透模型双膜模型）停滞膜模型 (
1、传质理论简介一、实验关联法浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 4/13
p
G
p
i
传质方向
C
i
气相主体 液相主体
C
L
G
L
z
距离双膜模型组成
（ 1） 双膜理论模型要点：
(1) 相界面两侧流体的对流传质阻力全部集中在界面两侧的两个停滞膜内,膜内传质方式为分子扩散 。
(2)相界面上没有传质阻力,
即可认为所需的传质推动力为零,或气液两相在相界面处达到平衡 。
1、传质理论简介气膜 液膜浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 5/13
气膜 液膜
p
G
p
i
传质方向
C
i
气相主体 液相主体
C
L
G
L
z
距离双膜模型组成若为单向扩散，在液相中有,
)(
21
AA
BmL
L
A
CC
C
CD
N
对照对流传质方程，可知,
BmL
L
L
C
CD
k
1、传质理论简介浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 6/13
双膜模型缺陷,
① 只适用与有固定相界面的情形 ；
② 由
BmL
L
L
C
CD
k
知
LL
Dk?,与实际不符
③界面阻力不计，这是一个尚有争议的问题
1、传质理论简介浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 7/13
界面
C
Ai
2 3 4
C
A0
1
0 距界面距离经推导，得 LL Dk?,
与实验结果相吻合。
特点：强调形成稳定浓度梯度的过渡阶段缺陷：认为各批旋涡与气相接触的时间相同
（ 2） 溶质渗透模型：希格比 （ Higbie） 1935年提出,
1、传质理论简介相界面微团
c?
AiC
0AC
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 8/13
（ 3） 表面更新模型：
由丹克沃茨 （ Danckwerts） 1951年提出,是溶质渗透模型的修正 。
1、传质理论简介浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 9/13
2、对流传质系数的经验关联式传质过程中的重要准数：
通过因次分析发现,对流传质中涉及的准数共有以下几个：
Re--------雷诺数
Sc---------施米特 （ Schmidt） 准数,
（ 与传热中的 Pr=?/a相当 ）
Sh---------谢伍德 （ Sherwood） 准数,
（ 表示分子扩散阻力与对流传质阻力之比,与对流传热中的 Nu相当 ）
ABAB DD?
Sc
ABD
kL?Sh
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 10/13
2
3
2
3
Gr AAAB gLgLGrAB--------格拉晓夫 （ Grashof） 数
（ 表示由于密度差所引起的自然对流流动 ）
对流传质系数的关联式举例：
管内湍流流动传质：见式 (7-60)
流体平行流过平板时的传质：
层流时：见 (7-61)
湍流时,见 (7-62)
ScfSh R e,?
ScGrfSh AB,?
通过无因次分析，可得强制对流传质：
自然对流传质：
2、对流传质系数的经验关联式浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 11/13
浓度边界层
C A? C A? C A?
C A C A
图表面上的边界层二,解析法由传质微分方程,求得浓度分布 。
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 12/13
牛顿粘性定律：
dy
du
傅立叶定律,
n
t
kq?
费克定律,
dz
dC
DJ
A
ABzA
,
dy
dC
DJ
dy
Tcd
aq
dy
ud
A
AByA
p
y
x
yx
,
)(
)(
dy
dC
DDJ
dy
Tcd
aaq
dy
ud
A
EABAByA
p
Ey
x
Eyx
)(
)(
)(
)(
)(
,,
动量传递,热量传递,质量传递的类似性：
三．类比法湍流时：
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 13/13
几种类比关系,
雷诺类比 StSt
8
或
u
k
uc
p
8
（ Pr? 1,Sc? 1 ）
柯尔本类比
DH
jj
8
3/2
PrSt?
H
j
3/2
Sc tS
D
j
j
H
,j
D
分别为传热、传质因子普兰特类比,
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§ 7.3 对流传质一、实验关联法
1、传质理论简介
2、对流传质系数的经验关联式二、解析法三,类比法浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 2/13
传质系数的确定：
类比法边界层积分解边界层分析解解析法实验方法影响对流传质系数的因素：流体物性、流动状况、界面几何形状等因素。
传质系数
§ 7.3 对流传质对流传质通常指运动流体与界面 （ 固体壁面或流体界面 ） 间由于涡流或脉动作用所造成的质量传递,
是相际间传质的基础 。
2121 ppkCCkN GLA对流传质方程：
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 3/13
表面更新模型溶质渗透模型双膜模型）停滞膜模型 (
1、传质理论简介一、实验关联法浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 4/13
p
G
p
i
传质方向
C
i
气相主体 液相主体
C
L
G
L
z
距离双膜模型组成
（ 1） 双膜理论模型要点：
(1) 相界面两侧流体的对流传质阻力全部集中在界面两侧的两个停滞膜内,膜内传质方式为分子扩散 。
(2)相界面上没有传质阻力,
即可认为所需的传质推动力为零,或气液两相在相界面处达到平衡 。
1、传质理论简介气膜 液膜浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 5/13
气膜 液膜
p
G
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传质方向
C
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气相主体 液相主体
C
L
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距离双膜模型组成若为单向扩散，在液相中有,
)(
21
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BmL
L
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C
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对照对流传质方程，可知,
BmL
L
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1、传质理论简介浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 6/13
双膜模型缺陷,
① 只适用与有固定相界面的情形 ；
② 由
BmL
L
L
C
CD
k
知
LL
Dk?,与实际不符
③界面阻力不计，这是一个尚有争议的问题
1、传质理论简介浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 7/13
界面
C
Ai
2 3 4
C
A0
1
0 距界面距离经推导，得 LL Dk?,
与实验结果相吻合。
特点：强调形成稳定浓度梯度的过渡阶段缺陷：认为各批旋涡与气相接触的时间相同
（ 2） 溶质渗透模型：希格比 （ Higbie） 1935年提出,
1、传质理论简介相界面微团
c?
AiC
0AC
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 8/13
（ 3） 表面更新模型：
由丹克沃茨 （ Danckwerts） 1951年提出,是溶质渗透模型的修正 。
1、传质理论简介浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 9/13
2、对流传质系数的经验关联式传质过程中的重要准数：
通过因次分析发现,对流传质中涉及的准数共有以下几个：
Re--------雷诺数
Sc---------施米特 （ Schmidt） 准数,
（ 与传热中的 Pr=?/a相当 ）
Sh---------谢伍德 （ Sherwood） 准数,
（ 表示分子扩散阻力与对流传质阻力之比,与对流传热中的 Nu相当 ）
ABAB DD?
Sc
ABD
kL?Sh
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 10/13
2
3
2
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Gr AAAB gLgLGrAB--------格拉晓夫 （ Grashof） 数
（ 表示由于密度差所引起的自然对流流动 ）
对流传质系数的关联式举例：
管内湍流流动传质：见式 (7-60)
流体平行流过平板时的传质：
层流时：见 (7-61)
湍流时,见 (7-62)
ScfSh R e,?
ScGrfSh AB,?
通过无因次分析，可得强制对流传质：
自然对流传质：
2、对流传质系数的经验关联式浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 11/13
浓度边界层
C A? C A? C A?
C A C A
图表面上的边界层二,解析法由传质微分方程,求得浓度分布 。
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 12/13
牛顿粘性定律：
dy
du
傅立叶定律,
n
t
kq?
费克定律,
dz
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A
ABzA
,
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动量传递,热量传递,质量传递的类似性：
三．类比法湍流时：
浙江大学本科生课程化工原理 第七章 质量传递基础 13/13
几种类比关系,
雷诺类比 StSt
8
或
u
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8
（ Pr? 1,Sc? 1 ）
柯尔本类比
DH
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8
3/2
PrSt?
H
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分别为传热、传质因子普兰特类比,
