質量傳遞

物質在介質中因化學勢差的作用發生由化學勢高的部位向化學勢低的部位遷移的過程，與動量傳遞、熱量傳遞並列為三種傳遞過程。質量傳遞可以在一相內進行，也可能在相際進行。化學勢的差異可由濃度、溫度、壓力和外加電場所引起。質量傳遞是一種廣泛存在的現象。

基本介紹

• 中文名：質量傳遞
• 外文名：Mass Transfer

定義

物質在介質中因化學勢差的作用發生由化學勢高的部位向化學勢低的部位遷移的過程，與動量傳遞、熱量傳遞並列為三種傳遞過程。質量傳遞可以在一相內進行，也可能在相際進行。化學勢的差異可由濃度、溫度、壓力和外加電場所引起。質量傳遞是一種廣泛存在的現象。

套用

例如，敞口水桶中水向靜止空氣中蒸發，糖塊在水中溶解，煙氣在大氣中擴散，用吸收方法脫除煙氣中的二氧化硫，以及催化反應中反應物向催化劑表面轉移等，都是日常生活中或工程上常見的質量傳遞過程。在化工生產中，質量傳遞不僅是均相混合物分離的物理基礎，而且也是反應過程中幾種反應物互相接觸以及反應產物分離的主要機理。研究質量傳遞規律，不僅對傳質設備（如板式塔、填充塔等）的設計很重要，而且對反應器的設計，特別在涉及受質量傳遞控制的反應時，也是很重要的。此外，在環境工程、航天技術以及生物醫藥工程中，質量傳遞都起著重要作用。

傳遞方式

質量傳遞有分子擴散和對流擴散兩種方式。分子擴散由分子熱運動造成；只要存在濃度差，就能夠在一切物系中發生。對流擴散由流體微團的巨觀運動所引起，僅發生在流動的流體中。

問題

質量傳遞的中心問題是確定濃度分布和傳質速率。濃度分布可在已知速度分布的基礎上，通過對流擴散方程解出。傳質速率又稱質量通量，是單位時間內通過單位傳質面積所傳遞的質量。求取濃度分布可作為確定質量通量的基礎。在對流擴散的研究和計算中，常將傳質速率表述為傳質分係數與傳質推動力（濃度差）的乘積，於是確定傳質分係數成了質量傳遞的計算和研究中的關鍵問題。

其他信息

質量傳遞的研究方法與熱量傳遞的研究方法頗為相似；但熱量傳遞過程中所傳遞的只是熱量，而在質量傳遞時，物系中的一個或幾個組分本身在遷移著。因之質量傳遞更為複雜。（蔣維鈞）

簡稱傳質。物質系統由於濃度不均勻而發生的質量遷移過程。某一組分在兩相中的濃度尚未達到相平衡即有濃度梯度存在時，這一組分就會由比平衡濃度高的一相轉移入濃度低的一相，直至兩相間濃度達到平衡為止。一相中若濃度不均，傳質也可以在一相內發生，兩相流體間的傳質在工業過程中較為重要，可藉以分離混合物。氣體吸收，空氣的增濕、減濕，以及液體的蒸餾、精餾，是屬於氣液系統的傳質過程。液液萃取是屬於液液系統的傳質過程。固液萃取(即浸取)和離子交換是屬於液固系統的傳質過程。乾燥和吸附則是屬於氣固系統的傳質過程。