
【化】 mass transfer resistance; resistance to mass transfer
send
character; matter; nature; pawn; pledge; quality; question; ******
【医】 mass; massa; quality; substance; substantia
【经】 guilder
obstruction; resistance
【化】 resistance
【医】 resistance; vis a fronte
传质阻力(Mass Transfer Resistance)是化学工程与分离过程中的核心概念,指物质在相际传递过程中受到的阻碍作用。其本质是分子扩散或对流传递时因浓度梯度、流体黏度或界面特性等因素产生的能量损耗。根据传质双膜理论,阻力主要来源于两相界面处的滞留膜层,具体表现为传质系数($k$)的倒数关系式:
$$ R = frac{1}{k} = frac{delta}{D} $$
其中$delta$为膜层厚度,$D$为扩散系数。该公式揭示了阻力与扩散路径长度正相关,与物质扩散能力负相关的规律(来源:《化工原理》第三版,谭天恩编著)。
实际工业应用中,传质阻力会显著影响分离效率。例如在精馏塔中,气液两相的界面湍流程度会改变膜层厚度,进而调节阻力大小。美国化学工程师协会(AIChE)研究指出,通过优化填料结构或搅拌速率,可使传质阻力降低40%以上(来源:AIChE期刊_Volume 68, Issue 5)。在生物制药领域,细胞膜对营养物质的传递阻力更是直接关系到发酵产率,相关研究已被收录于《生物工程学报》2023年刊。
传质阻力是传质过程中阻碍物质在两相间传递的统称,其核心含义和分类可总结如下:
传质阻力是衡量相际传质效率的关键参数,表示单位时间、单位传质推动力下,物质通过单位面积的传递速率受限程度。在工程和化学分析中,它直接关联到总传质系数(如气相分压推动力对应的$K_G$或液相浓度推动力对应的$K_L$)。
外部传质阻力
主要来源于物质在流体相(如液膜或气膜)中的扩散障碍。例如:
内部传质阻力
存在于多孔介质或固相内部,例如:
在化工分离(如精馏、萃取)、色谱分析、生物发酵(如乳酸生产)及环境工程(如吸附脱硫)中,传质阻力直接影响设备效率和能耗。例如,色谱分析中传质阻力过大会导致峰拖尾,降低分离度。
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