相內傳質速率

A. 如何提高板式塔的傳質速率和塔板速率

板式塔是一類用於氣液或液液系統的分級接觸傳質設備，由圓筒形塔體和按一定間距水平裝置在塔內的若干塔板組成。廣泛應用於精餾和吸收，有些類型（如篩板塔）也用於萃取，還可作為反應器用於氣液相反應過程。操作時（以氣液系統為例），液體在重力作用下，自上而下依次流過各層塔板，至塔底排出；氣體在壓力差推動下，自下而上依次穿過各層塔板，至塔頂排出。每塊塔板上保持著一定深度的液層，氣體通過塔板分散到液層中去，進行相際接觸傳質。

B. 液相總傳質系數公式有什麼物理意義

根據雙膜理論，對於氣液相傳質體系，採用兩相主體的濃度的某種差值表示總推動力而寫出傳質速率方程，其中的系數即為總傳質系數。它的倒數為總阻力，為氣膜和液膜傳質阻力之和。

度量相際傳質過程快慢的重要參數，用單位時間內在單位總傳質推動力作用下，經過單位傳質面積傳遞的物質量來表示。依據推動力的表示方法不同，有多種相應的傳質總系數。在氣液相際傳質中，常用的有以氣相分壓為推動力的傳質總系數KG，以及以液相分子濃度為推動力的傳質總系數KL

C. 填料塔傳質速率的高低與什麼有關

就我理解的，跟壓力，溫度，填料的空隙率，傳質的介質這些有關。。。

D. 等摩爾相互擴散和單向擴散這兩種擴散的傳質速率的區別在於

將適量抗體與瓊脂混勻，澆注成板，凝固後，在板上打孔，孔中加入抗原，抗原就會向孔的四周擴散，邊擴散邊與瓊脂中的抗體結合。一定時間後，在兩者比例適當處形成白色沉澱環。沉澱環的直徑與抗原的濃度成正比。如事先用不同濃度的標准抗原製成標准曲線，則從曲線中可求出標本中抗原的含量。本試驗主要用於檢測標本中各種免疫球蛋白和血清中各種補體成分的含量，敏感性很高。

E. 一組分通過另一停滯組分的擴散中，其傳質速率要大於等分子反向擴散，其原因是前者存在整體流動。（ ）

假設有A、B兩種來氣體，發自生等分子反向擴散時，A沿x方向的擴散通量等於B沿-x方向的擴散通量，因為A、B均勻混合的體系中，總濃度C恆定。現在，若A通過B（停滯組分）向右進行擴散，並且只有A能通過右側的選擇性透過膜，那麼，由於A能不斷通過右側的膜，左側的混合氣體就會向右補給A分子所遺留的空缺，也就是發生了總體流動。其中A的傳質通量＝A的擴散通量＋總體流動中A占的份額，B的傳質通量＝B的擴散通量＋總體流動中B占的份額。由於B是停滯組分，所以B的傳質通量＝0（因為B的擴散通量與其整體流動方向相反，抵消）。最後，積分可得，A的傳質通量相比於等分子反向擴散來說，多了一項漂流因數Pbm（＞1），這正是總體流動對傳質速率的影響！
所以，是對的！

F. 什麼是高效液相色譜的速率理論

速率理論（又稱隨機模型理論）
1．液相色譜速率方程
1956年荷蘭學者Van Deemter等人吸收了塔板理論的概念，並把影響塔板高度的動力學因素結合起來，提出了色譜過程的動力學理論--速率理論。它把色譜過程看作一個動態非平衡過程，研究過程中的動力學因素對峰展寬（即柱效）的影響。
後來Giddings和Snyder等人在Van Deemter方程（後稱氣相色譜速率方程）的基礎上，根據液體與氣體的性質差異，提出了液相色譜速率方程（即Giddings方程）.
2．影響柱效的因素
1）渦流擴散（eddy diffusion）。由於色譜柱內填充劑的幾何結構不同，分子在色譜柱中的流速不同而引起的峰展寬。渦流擴散項A＝2λdp，dp為填料直徑，λ為填充不規則因子，填充越不均勻λ越大。HPLC常用填料粒度一般為3~10μm，最好3~5μm，粒度分布RSD≤5%。但粒度太小難於填充均勻（λ大），且會使柱壓過高。大而均勻（球形或近球形）的顆粒容易填充規則均勻，λ越小。總的說來，應採用細而均勻的載體，這樣有助於提高柱效。毛細管無填料，A＝0。
2）分子擴散（molecular diffusion）。又稱縱向擴散。由於進樣後溶質分子在柱內存在濃度梯度，導致軸向擴散而引起的峰展寬。分子擴散項B/u＝2γDm/u。u為流動相線速度，分子在柱內的滯留時間越長（u小），展寬越嚴重。在低流速時，它對峰形的影響較大。Dm為分子在流動相中的擴散系數，由於液相的Dm很小，通常僅為氣相的10-4~10-5，因此在HPLC中，只要流速不太低的話，這一項可以忽略不計。γ是考慮到填料的存在使溶質分子不能自由地軸向擴散，而引入的柱參數，用以對Dm進行校正。γ一般在0.6~0.7左右，毛細管柱的γ＝1。
3）傳質阻抗（mass transfer resistance）。由於溶質分子在流動相、靜態流動相和固定相中的傳質過程而導致的峰展寬。溶質分子在流動相和固定相中的擴散、分配、轉移的過程並不是瞬間達到平衡，實際傳質速度是有限的，這一時間上的滯後使色譜柱總是在非平衡狀態下工作，從而產生峰展寬。液相色譜的傳質阻抗項Cu又分為三項。
①流動相傳質阻抗Hm＝Cmd2pu/Dm，Cm為常數。這是由於在一個流路中流路中心和邊緣的流速不等所致。靠近填充顆粒的流動相流速較慢，而中心較快，處於中心的分子還未來得及與固定相達到分配平衡就隨流動相前移，因而產生峰展寬。
②靜態流動相傳質阻抗Hsm＝Csmd2pu/Dm，Csm為常數。這是由於溶質分子進入處於固定相孔穴內的靜止流動相中，晚回到流路中而引起峰展寬。Hsm對峰展寬的影響在整個傳質過程中起著主要作用。固定相的顆粒越小，微孔孔徑越大，傳質阻力就越小，傳質速率越高。所以改進固定相結構，減小靜態流動相傳質阻力，是提高液相色譜柱效的關鍵。
Hm和Hsm都與固定相的粒徑平方d2p 成正比，與擴散系數Dm成反比。因此應採用低粒度固定相和低粘度流動相。高柱溫可以增大Dm，但用有機溶劑作流動相時，易產生氣泡，因此一般採用室溫。
③固定相傳質阻抗Hs＝Csd2fu/Ds（液液分配色譜），Cs為常數，df為固定液的液膜厚度，Ds為分子在固定液中的擴散系數。在分配色譜中Hs與df的平方成正比，在吸附色譜中Hs與吸附和解吸速度成反比。因此只有在厚塗層固定液、深孔離子交換樹脂或解吸速度慢的吸附色譜中，Hs才有明顯影響。採用單分子層的化學鍵合固定相時Hs可以忽略。
從速率方程式可以看出，要獲得高效能的色譜分析，一般可採用以下措施：①進樣時間要短。②填料粒度要小。③改善傳質過程。過高的吸附作用力可導致嚴重的峰展寬和拖尾，甚至不可逆吸附。④適當的流速。以H對u作圖，則有一最佳線速度uopt，在此線速度時，H最小。一般在液相色譜中，uopt很小（大約0.03~0.1mm/s），在這樣的線速度下分析樣品需要很長時間，一般來說都選在1mm/s的條件下操作。⑤較小的檢測器死體積。
3．柱外效應
速率理論研究的是柱內峰展寬因素，實際在柱外還存在引起峰展寬的因素，即柱外效應（色譜峰在柱外死空間里的擴展效應）。色譜峰展寬的總方差等於各方差之和，即：
σ2＝σ2柱內＋σ2柱外＋σ2其它柱外效應主要由低劣的進樣技術、從進樣點到檢測池之間除柱子本身以外的所有死體積所引起。為了減少柱外效應，首先應盡可能減少柱外死體積，如使用"零死體積接頭"連接各部件，管道對接宜呈流線形，檢測器的內腔體積應盡可能小。研究表明柱外死體積之和應＜VR/。其次，希望將樣品直接進在柱頭的中心部位，但是由於進樣閥與柱間有接頭，柱外效應總是存在的。此外，要求進樣體積≤VR/2。
柱外效應的直觀標志是容量因子k小的組分（如k＜2）峰形拖尾和峰寬增加得更為明顯；k大的組分影響不顯著。由於HPLC的特殊條件，當柱子本身效率越高（N越大），柱尺寸越小時，柱外效應越顯得突出。而在經典LC中則影響相對較小。

G. 為什麼要引入體積傳質系數kxa，它的物理意義是什麼

你好，復 以傳質速率G與傳制質面積F和傳質推動力△均成正比為依據。

傳質面積是相際接觸面積。推動力可採用各種不同濃度差或壓力差的平均值。即G=KF△均。式中的K就是傳質系數。

由於傳質速率和傳質推動力可採用各種不同單位，傳質系數必須採用相應的單位，使等式兩邊的單位互相一致。例如K的單位為千摩/米2·小時·（千牛/米2）或千摩/米3·小時·（千牛/米2），等等。由於相際接觸面積不能直接求出，往往用體積傳質系數Ka，單位為公斤分子/小時·米3·大氣壓，等等。

傳質系數並能反映這一具體傳質過程的強化程度（在單位面積、單位濃度或壓力差時，單位時間內物質從一相傳遞入另一相內的數量）。

用相似論或因次分析，根據實驗數據整理得出。
希望能幫到你。

H. 為什麼流體層流流動時,其傳質速率較靜止時

為什麼流體層流流動時,其傳質速率較靜止時 增大 ？
層流流體傳質總量等於物質隨流體運動的輸運量與分子擴散量之和，因此流體層流流動時,其傳質速率較靜止時增大，但這個增大是有方向性的，只是在流速方向上增大。

I. 影響總傳質系數的因素有哪些

因素：吸復收劑用量、吸收劑的平制均濃度差、操作壓力和溫度。

傳質系數包含了傳質過程速率計算中的眾多復雜的、不易確定的影響因素，其數值的大小主要取決於物系的性質（如流體的物性、濃度分布及流體速率）、操作條件（傳質的兩相並流、逆流等）和設備的性能（填料特性）三個方面。

傳質系數可以通過實驗測定、典型系統經驗公式或傳質系數的准數關聯式計算得到。

(9)相內傳質速率擴展閱讀：

根據雙膜理論，對於氣液相傳質體系，採用兩相主體的濃度的某種差值表示總推動力而寫出傳質速率方程，其中的系數即為總傳質系數。

它的倒數為總阻力，為氣膜和液膜傳質阻力之和。以氣相主體濃度和與液相主體濃度成平衡的氣相濃度的差值為總傳質推動力的吸收速率方程式，其系數為氣相總傳質系數。