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冶金反應動力學-預覽頁

2025-01-17 03:36 上一頁面

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【正文】 鐵冶金學有色冶金學均相內物質間反應機理與反應速度物質(熱量、動量、質量)相內與相間傳輸各種工藝與反應器內經濟、有效地提取金屬冶金過程動力學 在化學反應動力學基礎上,結合反應器研究傳質、傳熱和流體流動對過程的機理和速率的影響。 無論 i是反應物或生成物,反應進度均為正值。s ?1 11 ( 3)速率方程 / Rate equation ? 質量作用定律:對于一個基元反應,一定溫度下的反應速率與各反應物濃度冪指數(shù)的乘積成正比。 ? * A普通分子全部轉化成活化分子時反應速度常數(shù)。 19 擴散過程 / Diffusion process 20 ( 1 ) 菲克第一定律 Fick’ s first law of diffusion ? dc/dt=0(穩(wěn)態(tài)) dc/dx=(c2c1)/△ x=常數(shù) mol/m2 s )(dxdcDJ AAAx ??摩爾擴散通量 JA, x,濃度 cA的 SI單位為 mol?m3。s 1。 39。 0 csbxccxc??? ?????????根據(jù): 30 有效擴散邊界層與菲克定律 ? 在界面處 (x=0),流體流速 u=0, 為純分子擴散,有 ? 代入有效擴散系數(shù) ? 當 cb不隨傳質過程變化, cs又保持熱力學平衡濃度,這樣就符合菲克第一定律的穩(wěn)定擴散,簡化了數(shù)學處理過程。 cdDk??)( bsd cckJ ??32 氣 固間傳質系數(shù) (雷諾準數(shù) : Reynolds) DLkSh d?(舍伍德準數(shù) :Sherwood) ?uL?Re (施密特準數(shù) : Schmidt) DSc ??33 Sh, Re, Sc的關系 ? 平板上流動傳質: ? 層流 Sh=? 紊流 Sh= ? 球面上流體傳質: ? Sh = 2 + ? (1Re 7x104, Sc) 34 ( 6)相間傳質理論 ? 雙膜理論 ( twofilm theory) ? 溶質滲透理論 ( solute peration theory) ? 表面更新理論 ( surface renewal theory) ? 薄膜 滲透理論 ( filmperation theory) 35 雙膜理論( ,1923) ? (1) 兩種流體相互接觸,兩相間存在一個穩(wěn)定的相界面;相界面兩側,各存在一個薄膜;薄膜內,流體靜止,不受流體主體運動狀態(tài)影響,傳質阻力主要集中在膜內;薄膜外,流體強烈攪動,濃度均勻一致,傳質阻力很小。當流體 1大于流體 2的濃度,則物質由流體 1向流體 2微元中遷移,導致界面處流體 2一側該組元濃度 cs大于流體 2內該組元濃度 cb; ? (3)流體 2微元在界面上瞬間停留(約 ),被稱作微元壽命 te。 )(k)(/2d 表面更新理論溶質滲透理論DStDk ed?? ?48 雙膜理論應用 ? 雙膜傳質理論是劉易斯 (W. K. Lewis) 和惠特曼( W. Whitman)于 1923年提出的。/)( kkCCmeqIII ??52 穩(wěn)態(tài)過程 Steady state process ? 定義:對于一個串聯(lián)過程反應,當各步驟的速度相等,各點的濃度相對穩(wěn)定,或者各點濃度變化消耗的物質量比界面反應消耗的物質量少得多,則稱反應處于穩(wěn)態(tài)過程。有時為了達到這種條件,采取反應器內充分攪拌流體的辦法。 ? 多相反應涉及到界面化學反應、傳質和傳熱等過程,確切地說每個因素都會影響總反應速度
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