第13章熱,質(zhì)同時(shí)傳遞的過(guò)程

1、第1313章熱、質(zhì)同時(shí)傳遞的過(guò)程熱、質(zhì)同時(shí)傳遞的過(guò)程13.113.1概述概述化工生產(chǎn)過(guò)程中，許多過(guò)程熱質(zhì)傳遞同時(shí)進(jìn)行。如干燥、吸附、熱氣直接水冷和熱水的直接空氣冷卻。在這些過(guò)程中熱質(zhì)傳遞相互影響。例1熱氣的直接水冷溫度水汽分壓傳質(zhì)傳熱隨塔高增加p水汽θ水由液相向氣相蒸發(fā)氣體傳熱給液體塔下部t下降θ下降p水汽上升ps下降熱質(zhì)傳遞反向t變化緩慢，θ變化急劇P水汽急升隨塔高增加p水汽pstθ水由氣相向液相冷凝氣體傳熱給液體塔上部t下降θ下降p

2、水汽下降ps下降熱質(zhì)傳遞同向即由液相到氣相總特點(diǎn)出現(xiàn)傳熱方向逆轉(zhuǎn)，下部水汽化，上部水冷凝，上部液相到氣相下部反之⑴過(guò)程方向的判據(jù)從上一節(jié)例子討論可看到:溫差決定傳熱方向即熱量總從高溫傳向低溫；壓差決定傳質(zhì)即物質(zhì)總從高分壓相傳向低分壓相且氣體中的水氣分壓最大值為同溫下水的飽和蒸汽壓ps。當(dāng)p水汽=ps時(shí)傳質(zhì)達(dá)到極限此時(shí)的空氣稱為飽和濕空氣.⑵傳遞方向逆轉(zhuǎn)的原因在上節(jié)圖中可看到當(dāng)t=θ時(shí)即傳熱達(dá)到瞬時(shí)平衡時(shí)，未飽和氣體中p水汽θ，傳熱由氣相

3、到液相傳遞方向就發(fā)生逆轉(zhuǎn)。同理，p水汽=ps即傳質(zhì)瞬時(shí)達(dá)到平衡時(shí)不飽和氣體tθ傳熱由氣相到液相θ上升ps也增大p水汽ps這時(shí)傳質(zhì)由液相到氣相，即汽化也發(fā)生傳遞方向逆轉(zhuǎn).由此可見，一過(guò)程的繼續(xù)進(jìn)行必打破另一過(guò)程的瞬時(shí)平衡，從而使傳遞方向逆轉(zhuǎn)。2過(guò)程的速率⑴傳熱速率假設(shè)：①氣液相界面溫度θi高于氣相溫度t②由于水氣直接接觸時(shí)液相側(cè)給熱系數(shù)α遠(yuǎn)大于氣相所以氣液相界面溫度與液相主體溫度相等，即θ=θi。傳熱速率:q=α(θt)kwm2131⑵傳

4、質(zhì)速率以水汽分壓差為推動(dòng)力表示當(dāng)液相平衡分壓ps高于氣相中水汽分壓p水汽時(shí)傳質(zhì)速率：NA=kg（psp水汽）kmol(sm2)132kg氣相傳質(zhì)系數(shù)kmol(m2skPa)②以氣體濕度差為推動(dòng)力表示a：濕度H的定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量干氣中帶有的水汽量kg水汽kg干氣b：H與p水汽的關(guān)系為:H=133p為氣相總壓kPaM水，M氣為水與氣體的摩爾質(zhì)量對(duì)水與空氣系統(tǒng)H=0.622134飽和濕度Hs=0.622135c：傳質(zhì)速率：NA=kH(HsH)1