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润流扩散的意义与膜传质模型
一般分子扩散的速度很小，例如一杯清水中滴入一滴红墨水，红色扩散很慢，这是因为静止的水中物质只依靠分子扩散。为了加速红色的扩散，可以用棒搅拌，此时由于水的质点运动使红色很快扩散。这种依靠流体质点的运动而引起的冶金工程物质的扩散为涡流扩散。在讨论流体紊流运动时曾经讲到，紊流时流体层间的切应力r是分子传递与涡流传递两部分作用的结果。
与动量传递和热量传递类似，在紊流流动的流体中，物质的传递也包括两部分，分子扩散传递和涡流扩散传递，前者是由于分子运动所产生，后者则是由于流体质点的运动所产生。
涡流扩散系数表示涡流扩散能力的大小，表示在浓度梯度方向上的质点脉动强烈，传质快。与分子扩散系数D不同，De不是流体的物理性质，而是流动状态的函数，也就是说与流动系统的几何形状、尺寸、所处的位置、流速以及流体的物理性质等影响流体流态的因素有关。
膜传质模型
正像流体流动边界层与温度边界层一样，在流体与相界面之间进行传质时，也存在一层浓度边界层。早在1924年，刘易斯(W.R.Lewis)与惠特曼(W.Whitman)就提出了流体与界面间传质的阻力完全存在于一紧贴界面的薄膜层内，后来称这一概念为“有效边界层”模型，它具有如下特征：
(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乱流混合(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。
根据以上特征，有效边界层厚度可以这样来确定（图1-4-6):将界面处浓度分布的直线延长，与流体主流区的浓度c„线相交，交点与界面的垂直距离即定义为“有效边界层厚度”，以8,d表示(SfD与真正的浓度边界层厚度是有区别的，一般在浓度边界层内浓度分布不是简单的线性关系，因而有效边界层厚度！d小于真实的浓度边界层厚度）。

图1-4-6界膜模型
根据以上概念，流体与界面间的传质速率可利用二元系中一组分通过静止介质层的传质速率公式来计算。
按刘易斯等人的上述理论，传质系数与扩散系数成正比，而反比于有效边界层厚度。由于在实际中不易确定，而且从流体力学观点来看，界面上的流体也是不断更新的，因而流体薄膜与界面间的传质很难达到确定状态。可见，界膜模型(或有效边界层模型）的应用有很大的局限性，只是对粘性较大的流体，在不受强烈扰动的情况下与固体表面间的传质才比较适用。
冶金工程
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