双膜理论(Two-film theory)是一种关于两个流体相在界面传质动力学的理论,主要应用于气液界面的传质过程。该理论的基本假设是在气液两相之间存在两个非常薄的停滞膜,即气膜和液膜。在这两个膜之间,溶质以稳定分子扩散的方式通过,而在这两个膜之外,气液两相的主体由于充分湍动,不存在浓度梯度,物质组成均匀。
双膜理论的主要论点包括:
相界面存在:
在传质过程中,两相间有一个相界面,相界面两边具有传质薄膜,在任何流体力学条件下,都呈滞流状态。
传质阻力集中:
尽管传质两层膜很薄,但它们仍是传质过程的主要阻力所在。
浓度平衡:
在两层薄膜间的相界面处的浓度关系,假定已经达到平衡,即所需的传质推动力为零或气液两相达到平衡。
双膜理论将传质过程的机理大大简化,变为通过传质两层薄膜的分扩散过程。这一理论于1923年由惠特曼和刘易斯提出,并成功应用于液体吸收剂对气体吸收质的吸收过程。
尽管双膜理论在简化传质过程方面具有显著优势,但在反映客观实际和指导生产方面,它也存在一些缺点和局限性。例如,该理论假设膜内的流体没有法向流动,这在某些实际情况下可能并不成立。
总的来说,双膜理论是一种经典的传质机理理论,广泛应用于气液界面传质过程的研究和应用,特别是在环境科学和工程领域。