传质

传质是指质量从一个地方（通常指流、相、分数或成分）到另一个地方的净运动。传质发生在许多过程中，如吸收、蒸发、干燥、沉淀、膜过滤和蒸馏。传质被不同的科学学科用于不同的过程和机制。该短语在工程中通常用于涉及物理系统内化学物种扩散和对流传输的物理过程。

质量转移过程的一些常见例子是水从池塘蒸发到大气中，血液在肾脏和肝脏的净化，以及酒精的蒸馏。在工业过程中，传质操作包括在蒸馏塔中分离化学成分，吸收器如洗涤器或剥离，吸附器如活性炭床，以及液-液萃取。传质经常与其他传输过程相结合，例如在工业冷却塔中。这些塔通过允许热水与空气接触流动，将传热与传质相结合。

在天体物理学中，质量转移是这样一个过程：在重力作用下与一个天体（通常是一颗恒星）结合的物质填满其罗氏叶，并在重力作用下与第二个天体结合，通常是一个紧凑的天体（白矮星、中子星或黑洞），并最终被吸积到它上面。这是双星系统中的一种常见现象，并可能在某些类型的超新星和脉冲星中发挥重要作用。

传质在化学工程问题上有广泛的应用。它被用于反应工程、分离工程、传热工程，以及许多其他化学工程的分支学科，如电化学工程。

传质的驱动力通常是化学势的差异，当它可以被定义时，尽管其他热力学梯度也可能耦合到质量的流动并驱动它。一个化学物种从高化学势的区域移动到低化学势的区域。因此，一个给定的质量转移的xxx理论范围通常由化学势均匀的那一点决定。对于单相系统来说，这通常是指整个相的均匀浓度，而对于多相系统来说，化学物种往往喜欢一个相而不是其他相，只有当大部分化学物种被吸收到喜欢的相中时，才能达到均匀的化学势，如在液-液萃取中。

虽然热力学平衡决定了给定的质量转移操作的理论范围，但实际的质量转移率将取决于其他因素，包括系统内的流动模式和各相中物种的扩散性。这种速率可以通过计算和应用整个过程的传质系数来量化。这些传质系数通常以无量纲数字的形式公布，通常包括Péclet数、Reynolds数、Sherwood数和Schmidt数等。

常用的动量、热量和质量传递的近似微分方程有显著的相似之处。低雷诺数下流体动量的牛顿定律（Stokes flow）、热的Fourier/定律和质量的Fick/定律的分子传递方程非常相似，因为它们都是流场中守恒量传输的线性近似。在更高的雷诺数下，由于纳维-斯托克斯方程（或更基本的，一般动量守恒方程）的非线性，质量和热量传递与动量传递之间的类比变得不太有用，但热量和质量传递之间的类比仍然很好。大量的努力被用于发展这三个传输过程之间的类比，以允许从其他任何一个过程中预测一个过程。