有效边界层

膜理论假定，流体与相界面间的传质阻力完全存在于紧贴界面的薄膜，这层薄膜被称为有效边界层或者界膜。

有效边界层详解通过观察和研究了存在于两相界面附近的流体流动，提出了“有效边界层”的概念。有效边界层的拟念可以用图来说明。设有一固体可以溶解于液体，如果不存在流体的流动，那么固体的溶解将通过分子的扩散进行。扩散过程使流体内部建立浓度梯度，随着扩散时间的延长，浓度梯度变小，溶解速度变慢。如果现在在流体中发生对流作用，那么溶解的物质便会被流过表面的流体不断冲走，这种冲刷作用随着流体的运动加快而加剧，显然，浓度梯度的变化就更陡。图中纵坐标所示的界面代表固体和液体界面，纵坐标的长度又同时表示浓度。横坐标的长度表示液体距离固体表面的厚度。图中的曲线表示传质过程中浓度的变化，当流体流动愈快时，则这条曲线的变化就更陡。图中以Cs表示溶解物质在固体表面溶液中的浓度，以C00表示溶解物质在液体相内部的浓度。一般地说这种传质过程的浓度与距离x的变化关系是非线性的，但是在非常靠近固体与液体界面的地方这种关系是线性的。将靠近于表面的这直线外延到与C00线相交点p处，从固体表面到P点的距离称为有效边界层或有效边界层厚度。1

有效边界层的特征（1）流体核心与界面上的全部浓度变化都集中在这一薄膜内，薄膜以外的流体中浓度分布均匀；

（2）薄膜内的流体不发生紊流泥合（属层流），所以界膜内的传质属于分子扩散；

（3）薄膜内浓度分布是稳定的。2

相关概念**渗透理论：**虽然薄膜理论（有效边界层）比较简易，但说明不了复杂的边界层内的传质过程。实验表明：分子扩散系数并非常数。而有效边界层厚度也受主流核心区运动的影响。

渗透理论认为：传质过程是不稳定的扩散过程，流体核心区的微团穿过薄层，不断地向物体表面迁移，并与之接触，然后又回到流体核心区。在接触过程中，由于流体的浓度与物体表面的浓度不同，从而使微团的浓度发生变化。3

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学