一种关于两个流体相在界面传质动力学的理论。主要论点:
(1)在传质过程中,两相间有一个相界面。相界面两边具有传质薄膜,在任何流体力学条件下,都呈滞流状态;
(2)尽管传质两层膜很薄,仍是传质过程的主要阻力所在;
(3)不论何时,在两层薄膜间的相界面处的浓度关系,假定已经达到平衡。双膜理论将传质过程的机理大大简化,而变为通过传质两层薄膜的分扩散过程。但在反映客观实际和指导生产方面,都有缺点和局限性。
双膜理论三个要点:
1、相接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧附近各有一层很薄的稳定的气膜或液膜,溶质以分子扩散方式通过此两膜层。
2、界面上的气、液两相呈平衡。相界面上没有传质阻力。
3、在膜层以外的气、液两相主体区无传质阻力,即浓度梯度(或分压梯度)为零。
双膜理论简介:
双膜理论(two-film theory),为气液界面传质过程的经典理论。由惠特曼(W.G. Whitman)和刘易斯(L.K. Lewis)于20世纪20年代提出,模型经多次改进,已成功用于环境中化合物在大气-水界面间的传质过程,较好地解释了液体吸收剂对气体吸收质的吸收过程。
气体吸收是气相中的吸收质经过相际传递到液相的过程。当气体与液体相互接触时,即使在流体的主体中已呈湍流,气液相际两侧仍分别存在有稳定的气体滞流层(气膜)和液体滞留层(液膜),而吸收过程是吸收质分子从气相主体运动到气膜面,再以分子扩散的方式通过气膜到达气液两相界面,在界面上吸收质溶入液相,再从液相界面以分子扩散方式通过液膜进入液相主体,双膜理论就是以吸收质在滞流层内的分子扩散的概念为基础而提出的。
双膜理论的优点和缺点如下:
1、优点,在一些由固定相界面的吸收设备如填料塔中,当两相湍动不大时,适当增大两相流体的流速,可减小薄膜层厚度,有利于吸收。即双膜理论对固定相界面、湍动不大的化工工艺是适合的。
2、缺点,由于没有全面考虑两相间的相互作用对吸收过程的影响,不能正确地指出所有吸收过程的强化途径和方向。