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传质研究方法

发布时间:2022-02-06 05:18:28

1. 国研高能(北京)稳态传热传质技术研究院有限公司怎么

简介:国研高能(北京)稳态传热传质技术研究院有限公司BeijingSteadyTransferThermal&MatterTechnologyAcademy国研高能(北京)稳态传热传质技术研究院有限公司(以下简称国研高能)成立于二零零六年,位于北京海淀区中关村高科技园区,中关村高科技企业,拥有下属东莞国研实业有限公司和国研高能(北京)稳态传热传质技术研究院有限公司东莞分公司。专注于先进的冷却技术的研发,新型能源和节能减排技术的开发和利用,集绿色能源、节能减排、高性能传热传质产品为一体,为客户提供高效的热管理解决方案。 
法定代表人:刘晓东
成立时间:2006-10-23
注册资本:150万人民币
工商注册号:110108009980502
企业类型:有限责任公司(自然人投资或控股)
公司地址:北京市海淀区西三环北路72号院A座2709

2. 想问一下传递过程中 三传(传质,传热,动量传递)的实际应用

1、动量传递(momentum transfer)流动着的流体与相邻的流体层或管壁间有相对运动,流速较高、动量较大的流体的动量会向相邻的低速流体层或壁面的边界层转移,称为动量传递。

它直接影响到流体在化工设备中的空间分布或停留时间分布,对分离和反应设备的工作效率和化工设备放大有重要形响。

2、热量传递是一种复杂的现象,常把它分成三种基本方式,即导热、热对流及热辐射。生产和生活中所遇到的热量传递现象往往是这三种基本方式的不同主次的组合。应该指出,热量传递的基本方式虽然只有三种,但与生产和生活的各个领域密切相关的热量传递问题却是多种多样的,而且需要在认清其基本规律的基础上作进一步的探索才能获得较满意的结果。

3、物质在介质中因化学势差的作用发生由化学势高的部位向化学势低的部位迁移的过程,与动量传递、热量传递并列为三种传递过程。质量传递可以在一相内进行,也可能在相际进行。化学势的差异可由浓度、温度、压力和外加电场所引起。质量传递是一种广泛存在的现象。

例如,敞口水桶中水向静止空气中蒸发,糖块在水中溶解,烟气在大气中扩散,用吸收方法脱除烟气中的二氧化硫,以及催化反应中反应物向催化剂表面转移等,都是日常生活中或工程上常见的质量传递过程。

在化工生产中,质量传递不仅是均相混合物分离的物理基础,而且也是反应过程中几种反应物互相接触以及反应产物分离的主要机理。研究质量传递规律,不仅对传质设备(如板式塔、填充塔等)的设计很重要,而且对反应器的设计,特别在涉及受质量传递控制的反应时,也是很重要的。

此外,在环境工程、航天技术以及生物医药工程中,质量传递都起着重要作用。

(2)传质研究方法扩展阅读

传递过程的研究通常按三种不同的尺度进行,即分子尺度、微团尺度和设备尺度。

1、分子尺度上的研究考察分子运动引起的动量、热量和质量的传递。以分子运动论的观点,借助统计方法,确立传递规律,如牛顿粘性定律(见粘性流体流动),傅里叶定律(见热传导)和斐克定律(见分子扩散)。与分子运动有关的物质的宏观传递特性表示为粘度、热导率、分子扩散系数等。

2、微团尺度上的研究考察流体微团(由众多分子组成,尺寸远小于运动空间,也称流体质点)运动所造成的动量、热量和质量的传递。

常忽略流体由分子组成内部存在空隙这一事实,而将流体视为连续介质,从而使用连续函数的数学工具,从守恒原理出发,以微分方程的形式建立描述传递规律的连续性方程、运动方程、能量方程和对流扩散方程。

当流体作湍流运动时,与流体微团运动有关的传递特性表示为涡流粘度、涡流热扩散系数和涡流扩散系数,但这些传递特性与流动状况、设备结构等有关,不是流体的物性。

3、设备尺度上的研究考察流体在设备中的整体运动(如搅拌过程中,搅拌桨所造成的大尺度环流)所导致的动量、热量和质量传递,以守恒原理为基础,就一定范围进行总体衡算,建立有关的代数方程。

设备尺度上的传递特性表示为传热分系数和传质分系数,以及有效(或当量)热导率和有效扩散系数等。这些传递特性与流动条件直接有关,同样也不是物系的物性。

化工中属于流体动力过程的各种单元操作,如流体输送、过滤、沉降等,都以动量传递为基础;属于传热过程的,如换热、蒸发等,都以热量传递为基础;属于传质分离过程的,如吸收、蒸馏、萃取等,都以质量传递为基础。

化学反应工程要研究传递特性对化学反应的影响,也是以传递过程作为基础的。从传递过程的研究,可以获知化工设备的有关性能,这对于化工设备的设计、放大及其结构的改进和性能的优化等提供一定的理论依据。

例如掌握热量传递的规律,就能为换热器的强化找到途径。多年来,化学工程的迅速发展是与传递过程的研究进展分不开的。

参考资料来源:网络-动量传递

参考资料来源:网络-热量传递

参考资料来源:网络-质量传递

参考资料来源:网络-传递过程

3. 为何要研究液液传质系数

要研究液液传质系数是因为由Ka可以确定传质单元高度,从而可以找出填料层的高度。

根据双膜理论,对于气液相传质体系,采用两相主体的浓度的某种差值表示总推动力而写出传质速率方程,其中的系数即为总传质系数。它的倒数为总阻力,为气膜和液膜传质阻力之和。

度量相际传质过程快慢的重要参数,用单位时间内在单位总传质推动力作用下,经过单位传质面积传递的物质量来表示。依据推动力的表示方法不同,有多种相应的传质总系数。

系数公式

式中kG和kL分别称为以气相分压和以液相分子浓度差为推动力的传质分系数,H为亨利常数(见相平衡关联)。从上两式可知:KG=HKL。

对于溶解度很大的组分的传递,H值很大,传递过程中液相的传质阻力可以忽略,相际传质总阻力由气相传质阻力决定,称气阻控制;反之,对于溶解度甚小的组分,H值很小,传递过程中液相阻力决定传质总阻力,称液阻控制。

4. 化学反应工程的研究内容

化学反应工程的研究内容主要包括以下几个方面:
①研究化学反应规律,建立反应动力学模型亦即对所研究的化学反应,以简化的或近似的数学表达式来表述反应速率和选择率与温度和浓度等的关系。这本来是物理化学的研究领域,但是化学反应工程工作者由于工业实践的需要,在这方面也进行了大量的工作。不同之处是,化学反应工程工作者着重于建立反应速率的定量关系式,而且更多地依赖于实验测定和数据关联。多年来,已发展了一整套动力学实验研究方法,其中包括各种实验用反应器的使用、实验数据的统计处理方法和实验规划方法等。 ②研究反应器的传递规律,建立反应器传递模型亦即对各类常用的反应器内的流动、传热和传质等过程进行理论和实验研究,并力求以数学式予以表达。由于传递过程只是物理的,所以研究时可以避免化学反应,用廉价的模拟物系(如空气、水、砂子等)代替实际反应物系进行实验。这种实验常称为冷态模拟实验,简称冷模实验。传递过程的规律可能因设备尺寸而异,冷模实验所采用的设备应是一系列不同尺寸的装置;为可靠起见,所用设备甚至还包括与工业规模相仿的大型实验装置。各类反应器内的传递过程大都比较复杂,有待更深入地去研究。 ③研究反应器内传递过程对反应结果的影响对一个特定反应器内进行的特定的化学反应过程,在其反应动力学模型和反应器传递模型都已确定的条件下,将这些数学模型与物料衡算、热量衡算等方程联立求解,就可以预测反应结果和反应器操作性能。由于实际工业反应过程的复杂性,至今尚不能对所有工业反应过程都建立可供实用的反应动力学模型和反应器传递模型。因此,进行化学反应工程的理论研究时,概括性地提出若干个典型的传递过程。例如:伴随着流动发生的各种不同的混合,如返混、微观混合、滴际混合等;反应过程中的传质和传热,包括反应相外传质和传热(传质和反应相继发生)和反应相内传质和传热(反应和传质同时进行)。然后,对各个典型传递过程逐个地进行研究,忽略其他因素,单独地考察其对不同类型反应结果的影响。例如,对反应相外的传质,理论研究得出其判据为达姆科勒数Dα,并已导出当Dα取不同值时外部传质对反应结果的影响程度。同样,对反应相内的传质,也得出了相应的判据西勒模数 φ。这些理论研究成果构成了本学科内容的重要组成部分。这些成果一般并不一定能够直接用于反应器的设计,但是对于分析判断却有重要的指导意义。

5. 简述漂流因子的涵义,并据此分析强化质量传递过程有哪些方法

漂流因子(drift factor)指的是反映了总体流动对传质速率的影响,其值为总体流动使传质速率较单纯分子扩散增大的倍数。
质量传递:是物质在介质中因化学势差的作用发生由化学势高的部位向化学势低的部位迁移的过程,与动量传递、热量传递并列为三种传递过程。质量传递可以在一相内进行,也可能在相际进行。化学势的差异可由浓度、温度、压力和外加电场所引起。质量传递是一种广泛存在的现象
质量传递有分子扩散和对流扩散两种方式。分子扩散由分子热运动造成;只要存在浓度差,就能够在一切物系中发生。对流扩散由流体微团的宏观运动所引起,仅发生在流动的流体中。
质量传递的中心问题是确定浓度分布和传质速率。浓度分布可在已知速度分布的基础上,通过对流扩散方程解出。传质速率又称质量通量,是单位时间内通过单位传质面积所传递的质量。求取浓度分布可作为确定质量通量的基础。在对流扩散的研究和计算中,常将传质速率表述为传质分系数与传质推动力(浓度差)的乘积,于是确定传质分系数成了质量传递的计算和研究中的关键问题。
质量传递的研究方法与热量传递的研究方法颇为相似;但热量传递过程中所传递的只是热量,而在质量传递时,物系中的一个或几个组分本身在迁移着。因之质量传递更为复杂。(蒋维钧) 简称传质。物质系统由于浓度不均匀而发生的质量迁移过程。气体吸收,空气的增湿、减湿,以及液体的蒸馏、精馏,是属于气液系统的传质过程。液液萃取是属于液液系统的传质过程。固液萃取(即浸取)和离子交换是属于液固系统的传质过程。干燥和吸附则是属于气固系统的传质过程。
拓展资料
漂流因数反映了总体流动对传质速率的影响,其值为总体流动使传质速率较单纯分子扩散增大的倍数。性质漂流因数和总是大于1。其值越大,总体流动作用越强。当A的浓度高时,漂流因数大,总体流动的影响大;当A的组分很低时,则漂流因子近似等于1,总体流动的影响很小或消失。

6. 化工热力学与物理化学有什么异同点其研究特点和方法是什么

工程热力学:热力学基本定律应用于热能动力装置,如蒸汽动力装置、内燃机、燃气轮机、冷冻机等,形成了工程热力学,其主要内容是研究工质的基本热力学性质以及各种装置的工作过程,探讨提高能量转换效率的途径.
化工热力学是以化学热力学和工程热力学为基础,在化学工业的发展中逐步形成的.化工生产的发展,出现了蒸馏、吸收、萃取、结晶、蒸发、干燥等许多单元操作,以及各种不同类型的化学反应过程,生产的规模也愈来愈大,由此提出了一系列的研究课题.例如在传质分离设备的设计中,要求提供多组分系统的温度、压力和各相组成间的相互关系的数学模型.一般化学热力学很少涉及多组分系统,它不仅需要热力学,还需要应用一些统计力学和经验方法.在能量的有效利用方面,化工生产所涉及的工作介质比工程热力学研究的工作介质(空气、蒸汽、燃料气等)要复杂得多,且能量的消耗常在生产费用中占有很高比例,因此更需要研究能量的合理利用和低温位能量的利用,并建立适合于化工过程的热力学分析方法.
1939年,美国麻省理工学院教授H.C.韦伯写出了《化学工程师用热力学》一书.1944年,美国耶鲁大学教授 B.F.道奇写出了名为《化工热力学》的教科书.这样,化工热力学就逐步形成为一门学科.随着化学工业规模的扩大,新过程的开发,以及大型电子计算机的应用,化工热力学的研究有了较大的发展.世界各国化工热力学专家在1977年举行了首届流体性质和相平衡的国际会议,1980和1983年分别举行了第二届和第三届会议,还出版了期刊《流体相平衡》.
化工热力学已列为大学化学工程专业的必修课程.

7. 化学反应工程的主要研究内容有哪两个方面

有三个方面
化学反应工程的研究内容主要包括以下几个方面:
①研究化学反应规律,建立反应动力学模型亦即对所研究的化学反应,以简化的或近似的数学表达式来表述反应速率和选择率与温度和浓度等的关系.这本来是物理化学的研究领域,但是化学反应工程工作者由于工业实践的需要,在这方面也进行了大量的工作.不同之处是,化学反应工程工作者着重于建立反应速率的定量关系式,而且更多地依赖于实验测定和数据关联.多年来,已发展了一整套动力学实验研究方法,其中包括各种实验用反应器的使用、实验数据的统计处理方法和实验规划方法等.
②研究反应器的传递规律,建立反应器传递模型亦即对各类常用的反应器内的流动、传热和传质等过程进行理论和实验研究,并力求以数学式予以表达.由于传递过程只是物理的,所以研究时可以避免化学反应,用廉价的模拟物系(如空气、水、砂子等)代替实际反应物系进行实验.这种实验常称为冷态模拟实验,简称冷模实验.传递过程的规律可能因设备尺寸而异,冷模实验所采用的设备应是一系列不同尺寸的装置;为可靠起见,所用设备甚至还包括与工业规模相仿的大型实验装置.各类反应器内的传递过程大都比较复杂,有待更深入地去研究.
③研究反应器内传递过程对反应结果的影响对一个特定反应器内进行的特定的化学反应过程,在其反应动力学模型和反应器传递模型都已确定的条件下,将这些数学模型与物料衡算、热量衡算等方程联立求解,就可以预测反应结果和反应器操作性能.由于实际工业反应过程的复杂性,至今尚不能对所有工业反应过程都建立可供实用的反应动力学模型和反应器传递模型.因此,进行化学反应工程的理论研究时,概括性地提出若干个典型的传递过程.例如:伴随着流动发生的各种不同的混合,如返混、微观混合、滴际混合等;反应过程中的传质和传热,包括反应相外传质和传热(传质和反应相继发生)和反应相内传质和传热(反应和传质同时进行).然后,对各个典型传递过程逐个地进行研究,忽略其他因素,单独地考察其对不同类型反应结果的影响.例如,对反应相外的传质,理论研究得出其判据为达姆科勒数Dα,并已导出当Dα取不同值时外部传质对反应结果的影响程度.同样,对反应相内的传质,也得出了相应的判据西勒模数 φ.这些理论研究成果构成了本学科内容的重要组成部分.这些成果一般并不一定能够直接用于反应器的设计,但是对于分析判断却有重要的指导意义.

8. 多相流体力学的研究方法

主要有半经验物理模型和统观实验法,数学模型及数值计算法,局部场的实验量测法等。 半经验物理模型和统观实验法 半经验物理模型指以实验观测为基础对多相流的流动形态作出半经验性的简化假设以便进行简化分析计算,如假定多相流为一维柱塞流 (plug flow)等。统观实验法指只研究外部参量变化规律,例如多相流在管道中的阻力或平均传热量与流速间的关系、平均的体积分数等,不研究多相流中各种变量的场分布规律。
数学模型和数值计算法 对多相流基本方程组中各个湍流输运项、相间相互作用项和源项的物理规律以实验或公设为基础提出一定的表达式,使联立的方程组封闭,能够求解,这就是建立数学模型。联立的非线性偏微分方程组只能用数值法,如有限差分方法或有限元法求解。已经制定了二维和三维多相湍流流动计算程序软件,可以初步用于计算旋风除尘器、煤粉燃烧室和气化室、液雾燃烧室、反应堆中水-汽系统以及炮膛中气-固或气- 液各相中的压力、速度、温度、体积分数等的分布。目前,正在研制用于工程中最优化设计的软件。
实验量测法 研究多相流的流动、传热、传质以及化学反应等规律时,观测其流型,测量各相的速度、流量、尺寸、浓度、体积分数或含气率、温度分布等十分重要。观测流型常常用高速摄影、全息照相和电测法等。测量颗粒尺寸分布可用印痕或溶液捕获法、光学或激光散射法、激光全息术、激光多普勒法 (LDV法)等。测量流量、速度、浓度、重量含气率分布等可以用 LDV法、取样探针、电探针、光导纤维探针、分离器法等。测量平均截面含气率可用放射性同位素法、γ射线法、分离器法等。

9. 传热传质的“传质”是什么意思

传热传质是分别指热量传递和质量传递。
在化学工程学科的基础理论——传递过程原理及进展中的内容都是围绕动量传递、热量传递和质量传递三种主要传递过程展开的。动量传递和流体力学方面的内容着重于非牛顿流体和气-液-、液-液两相流的研究。热量传递和质量传递主要是分子扩散传质、相同传质、复合传质过程及伴有化学反应的传质。

10. 测定传质系数有什么工程意义

传质系数是气液吸收过程重要的研究的内容,是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一。

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