化工原理(2025春)

东北大学 张廷安

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 绪论
    • 1.2 化工原理课程概述
    • 1.3 化工原理处理问题的方法
  • 2 第一章 流体流动
    • 2.1 流体流动
    • 2.2 概述
    • 2.3 流体静止的基本方程
    • 2.4 流体流动的基本方程
    • 2.5 流体流动现象
    • 2.6 管内流动的阻力损失
    • 2.7 管路计算
    • 2.8 流量测量
  • 3 第二章 流体输送机械
    • 3.1 流体输送机械
    • 3.2 概述
    • 3.3 液体输送机械(上)
    • 3.4 液体输送机械(中)
    • 3.5 液体输送机械(下)
    • 3.6 气体输送和压缩设备
    • 3.7 其他类型泵
  • 4 第三章 机械分离与固体流态化
    • 4.1 机械分离与固体流态化
    • 4.2 概述及筛分
    • 4.3 沉降分离
    • 4.4 过滤
    • 4.5 固体流态化
  • 5 第四章 搅拌
    • 5.1 搅拌
    • 5.2 概述
    • 5.3 搅拌设备
    • 5.4 搅拌功率
    • 5.5 搅拌装置的放大
    • 5.6 搅拌应用实例
  • 6 第五章 传热学
    • 6.1 传热学
    • 6.2 概述
    • 6.3 热传导
    • 6.4 两流体间的热量传递
    • 6.5 给热系数
    • 6.6 辐射传热
    • 6.7 传热设备
    • 6.8 填料床的传热分析
  • 7 第六章 蒸发
    • 7.1 概述
    • 7.2 单效蒸发
    • 7.3 多效蒸发
    • 7.4 蒸发
  • 8 第九章 吸收
    • 8.1 概述
    • 8.2 气液相平衡关系
    • 8.3 单相传质
    • 8.4 相际对流传质及总传质速率方程
    • 8.5 吸收塔的计算
    • 8.6 传质的理论
    • 8.7 吸收
单相传质
  • 1 内容
  • 2 练习
  • 3 测验



 

 

定态的一维分子扩散

1)分子扩散与菲克定律

分子扩散:在静止或滞流流体内部,若某一组分存在浓度差,则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处,这种现象称为分子扩散。

扩散通量:扩散进行的快慢用扩散通量来衡量。

菲克定律:由两组分AB组成的混合物,在恒定温度、总压条件下,若组分A只沿z方向扩散,浓度梯度为,则任一点处组分A的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比,此定律称为菲克定律,数学表达式为

2)等分子反向扩散:

等分子反向扩散:当通过连通管内任一截面处两个组分的扩散速率大小相等时,此扩散称为等分子反向扩散。

传质速率:在任一固定的空间位置上,单位时间内通过垂直于传递方向的单位面积传递的物质量,记作N

3)单向扩散及速率方程

单向扩散及速率方程:

其中称为漂流因子移动因子

分子扩散系数

分子扩散系数:单位浓度梯度下的扩散通量,单位为m2/s

1)气体中的扩散系数:通常气体中的扩散系数在压力不太高的条件下,仅与温度、压力有关。

2)液体中的扩散系数

溶质在液体中的扩散系数与物质的种类、温度有关,同时与溶液的浓度密切相关。

单相对流传质机理

1)涡流扩散:流体作湍流运动时,由于质点的无规则运动,相互碰撞和混合,若存在浓度梯度的情况下,组分会从高浓度向低浓度方向传递,这种现象称为涡流扩散。

2)有效膜模型:在大多数传质设备中,流体的流动多属于湍流。流体在作湍流流动时,传质的形式包括分子扩散和涡流扩散两种,因涡流扩散难以确定,故常将分子扩散与涡流扩散联合考虑。

9.3.4单相对流传质速率方程

1)气相传质速率方程:

2)液相对流传质速率方程