膜渗模型：一种改进的对流传质系数确定方法

【资源摘要信息】: "对流传质系数的膜渗模型是一种在对流传质研究中提出的新型理论模型，旨在解决薄膜模型理论和渗透模型理论在预测对流传质系数时与实验数据不符的问题。该模型结合了边界层理论，通过深入探讨模型的原理、计算方法以及其在解释对流传质过程中的准确性与优势，为理解和优化流体边界上的对流传质提供了新的视角。通过对流传质系数的膜渗模型表达式的推导，并与薄膜模型、渗透模型以及Frossling经验公式的对流传质系数进行对比，研究表明膜渗模型更符合物理现象，能够更好地描述边界层中的对流传质行为。此外，该模型揭示了对流传质系数与扩散系数之间的关系，通常表现为Dn=n×(0.5-1.0)，这个关系与实验观察和已有的经验公式相符。" 【详细说明】 对流传质是流体中物质传递的重要机制，广泛存在于化工、环境工程、生物技术等领域。传统的对流传质模型，如薄膜模型和渗透模型，虽然在很多情况下能够提供一定的理论指导，但在某些特定条件下，它们计算得出的对流传质系数可能与实验测量值存在偏差。 薄膜模型理论假设流体边界层中物质传递主要发生在极薄的边界层内，忽略了流体内部的扩散作用。而渗透模型则考虑了流体内部的扩散过程，但对边界层的描述可能并不完全准确。黄凤良、夏春梅和陈敏提出的膜渗模型则试图综合两者的优点，通过更精确地描述边界层内的流动特性，以提高对流传质系数预测的准确性。 膜渗模型建立在边界层理论基础上，它考虑了流体流动对物质传递的直接影响以及扩散过程的作用。该模型的计算方法包括分析边界层内的流体力学和化学动力学过程，从而推导出对流传质系数的数学表达式。通过对比实验数据和理论计算，可以发现膜渗模型给出的对流传质系数更接近实际值，这表明该模型在描述边界层流动特性时更为合理。 此外，膜渗模型还揭示了对流传质系数D与扩散系数Dn的关系，即Dn=n×(0.5-1.0)，其中n是一个经验常数。这一关系反映了对流传质和分子扩散之间的相互作用，与既往的经验公式和大量实验结果相吻合，进一步证明了膜渗模型的科学性和实用性。 总结来说，对流传质的膜渗模型是解决传统模型局限性的一种创新尝试，它提供了更精确的对流传质系数计算方法，有助于科研和工程实践中对对流传质过程的深入理解和控制。这一模型的提出对于提升工业过程的效率、优化反应条件、设计更高效的分离设备等方面具有重要的理论和实践价值。