
【化】 coefficient of mass transfer; mass transfer coefficient
传质系数的定义与核心概念
传质系数(Mass Transfer Coefficient)是描述物质从一相传递到另一相速率的关键物理量,其定义为:在单位浓度差(或分压差)推动力下,单位时间内通过单位相界面的传质通量。其数学表达式为:
$$
J = k cdot Delta c
$$
其中:
该系数综合反映了流体性质、流动状态及界面几何特性对传质速率的影响 。
物理意义与工程应用
$$
Sh = f(Re, Sc)
$$
此为化工设备(如填料塔、反应器)设计的核心依据 。
权威定义参考来源
Mass transfer coefficient 定义为"单位推动力下的传质通量",是传递过程的标准化度量(IUPAC Gold Book)。
强调其与流体动力学和边界层理论的关联性,指出$k$ 是局部传质阻力的倒数(科学出版社)。
研究指出微尺度传质系数受界面湍流扰动显著影响(AIChE Journal, Vol. 68)。
中英术语对照与单位
中文 | 英文 | 常用符号 | SI单位 |
---|---|---|---|
传质系数 | Mass Transfer Coefficient | $k$ | m·s⁻¹ |
气相传质系数 | Gas-side MT Coefficient | $k_G$ | mol·m⁻²·s⁻¹·Pa⁻¹ |
液相传质系数 | Liquid-side MT Coefficient | $k_L$ | m·s⁻¹ |
注:英制单位中常见 lb-mol·ft⁻²·h⁻¹·atm⁻¹(气相传质)或 ft·h⁻¹(液相传质)。
传质系数是描述物质在相际传递过程中速率的关键参数,其定义和计算涉及多个维度。以下从五个方面综合解释:
传质系数是传质速率方程中的比例系数,表示单位传质面积和单位推动力下的物质传递速率。根据双膜理论,其核心公式为: $$ G = K cdot F cdot Delta C $$ 其中:
根据不同模型和场景,传质系数有以下表达形式:
传质系数通常需通过实验测定(如吸收实验),其值越大表示传质效率越高。例如,在填料塔中,高传质系数可减少设备体积和能耗。
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