分子扩散：因浓度差引起的仅靠分子无规则热 运动而产生的宏观统计结果的传质现象。
A＋B
cA1
cB1
JB
A＋B JA cA2
cB2
Fick law
JA
DAB
dc A dz
JB
DBA
dcB dz
7－2－1
传质速率与浓度梯度的大小成正比。
q dt w / m2 dx
du N / m2 dy
7－2－3
⑵、单向扩散 主体流动（总体流动），单向扩散描述
JA JB
NA
NA
Nm 1
JB 2
主体流动与扩散流的区别：扩散流是微观运动
的宏观表现，传递的是组分A或B；主体流动
是宏观运动，携 A、B流向界面2。
空气+ 酸
酸酸
Nm NA NB
NA JA xANA NB
碱液
NA
D
dcA dz
kg / ( ㎡·s)
n=S ni
Ni =ci ui kmol / ( ㎡·s)
b.以扩散速度表示： N = S N i
j = S ji
j i = i (u i － u) kg / ( ㎡·s)
J = S Ji
J i = c i (u i －u ) kmol / (㎡·s)
§2 传 质 原 理
一、质量传递的方式 相间质量传递三步骤 1、分子传质（分子扩散）
P / PBM (C/CBM)的作用如顺水推舟。证明主体流 动将加强分子扩散，使其通量加大，故将其称
“漂流因子”或移动因子。当 A 组分浓度很
小时，P / PBM ≈1，则单向扩散近于等分子扩散。 P
理想态的精馏、离子交换
PB2
属于等分子双向扩散；结 PB1
晶、吸收、吸附、浸取属 PA1
于单向扩散。
物质从一相向另一相转移的过程 ——质量传递
食品工程中重要的传质过程：
吸收、吸附、 离子交换、膜 分离
食品的干燥
传质过程
浸提、萃取、 超临界流体萃取
蒸馏、精馏
相际间传质
建立模型
传质推动力
浓度差 (温度,压力,电场)
相际传质过程的极限是相际平衡。
以扩散为基础，与换热器中对流间壁式传热有 很多相似之处，但比传热过程更加复杂。
NA NB NA JA xANA NB
A
B
pA1>
JA
pA2
pB1<
JB
pB2
NA
JA
D
dcA dz
D RT
dpA dz
p = p A+ p B
pA1A2
距离
N A
z2 dz D
z1
dc c A 2
c A1
A
NA
D
Z
cA1
cA2
D
N A RT Z pA1 pA2
重点描述传质过程中的速率及主要的影响因素。
膜分离、离子交换、超临界流体萃取。
§1 传 质 学 基 础
扩散作用（现象）： 一、混合物组成的表示法
1、质量浓度与摩尔浓度
A
mA V
CA
nA V
2、质量分数与摩尔分数
CA
A
MA
wA
mA m
xA
nA n
yA
nA n
3、质量比与摩尔比 惰性组分——指传质过程中不在相际传递的物质。 即在传质过程中质量不发生变化的物质。
u B－ u
(u B－ um)
uB
扩散速度
混合物面
静止平面
主体流动速度
绝对速度
绝对速度 ＝ 主体流动速度 ＋ 扩散速度 uA ＝ um ＋ (uA － um)
2、传质通量 ——— 传质速率
单位时间内，通过垂直于传质方向上单位面
积物质的量。用传质速度与浓度的乘积表示。
a.以绝对速度表示：n i = i u i
xA N A
D
dcA dz
cA c
NA
NA
Dc c cA
dc A dz
为便于比 较与单分 子扩散的 差别，需 替换p或c
NA
Dc
Z
ln
c cA2 c cA1
NA
Dp
RTz
ln
p p
pA2 p A1
pB1 pA1 p pB2 pA2
pB2 pB1 pA1 pA2
N A
概 述：
食品工程原理以单元操作为单位划分又综 合形成完整的系统；概括为“三传”过程。
非均相(质点流体力学)、均相 (物质传递) 对均相物系，要定向进行分离，一般是采
用平衡分离。但需利用另外一相，依组分物质 在两相中的性质 (溶解度、挥发度等)产生的差 异，将其中的某物转向另一相而实现分离。
另一分离称速率分离，气体扩散、电泳等
组分的实际传质通量＝分子扩散通量＋主体流动通量
2、涡流扩散： 依靠流体湍动和漩涡而引起的 质点物质的扩散。
du
dy
q
H
dt
dx
J Ae
De
dcA dz
3、对流传质： 指两相界面间因流体流动引起 的物质传递过程。
N A k cA kmol/(m2 s)
二、分子传质（扩散） 1、气体中的稳态分子扩散（双向、单向） ⑴、 等分子双向扩散：二元气体混合物在总压 和温度不变时，两组分的扩散通量相等。
cT cA cB 常数
dcA dcB dz dz
JA JB
JA
DAB
dcA dz
DBA
dcB dz
DAB DBA
cA
nA V
pA RT
JA
D RT
dp A dz
JA
cA uA
um
D
dcA dz
cAu A
D
dc A dz
cAum
um
cAuA cBuB c
NA
NB c
N A J A xA N A NB 7－2－2
Dp pA1 pA2
RTz pB2 pB1
ln
pB2 pB1
N A
Dp pA1 pA2
RT z pBM
( pBM
pB2 ln
pB1 ) pB2
pB1
NA
D Z
c cBM
cA1 cA2
cBM
cB2 cB1 ln cB2
N
A
D
Z
cA1
cA2
cB1
NA
D
RT
Z
pA1 pA2
7－2－3
Z
PA2
2、液态中的稳态分子扩散
NA
J
A
cA c
N A
NB
NA
D dcA dz
2013.06
第七章 传质原理及应用
本章教学目的与要求 学习传质的基本概念，分子扩散与涡流 扩散、扩散系数的影响因素；掌握稳定分子 扩散的基本计算及应用、吸收与解吸的基本 原理；掌握蒸馏与精馏的概念，填料塔和板 式塔的流体力学特性及各自的特点；掌握两 组分连续精馏的基本原理，理解理论塔板数 的确定方法及塔效率的概念。
WA
mA m mA
X
A
n
nA nA
YA
n
nA nA
4、气体总压与组分的分压
yA
pA p
YA
yA 1 yA
二、相平衡及计算
NH230在℃空氨在气空相气与与水水相两相中间的的平平衡衡关关系系
0.7
0.5
101.3KPa
三、传质速度与传质通量
1、传质速度
uA
u A－ u (u A－ um) u m (u)