溶解

溶解质量传递率模型用于计算从一个多组分相传输到另一多组分相的组分质量。

假设此类质量传递的速率很慢，并且独立于任何其他组分之间的传递速率。浓度梯度驱动的扩散假设采用在相块体区域与相边界之间移动组分的机制。此类移动可以在任一方向上发生。

气体-液体相互作用

对于气体-液体相互作用，交界面处组分之间的平衡定义如下：

图 1. EQUATION_DISPLAY

{X^{*}}_{g a s, i} = K_{i}^{0} {X^{*}}_{l i q, i}

(2159)

其中， ${X^{*}}_{g a s, i}$ 和 ${X^{*}}_{l i q, i}$ 分别为交界面的气体侧和液体侧的组分 $i$ 的平衡摩尔分数， $K_{i}^{0}$ 为平衡常数。使用此平衡定义时， $K_{i}^{0}$ 的值与连续相和离散相的选择无关。

可使用以下方法指定平衡常数：

Raoult 定律

Raoult 定律说明液体表面上方的组分的平衡分压等于该组分纯采样的蒸气压乘以该组分在液体中的摩尔分数。因此，Raoult 定律给出了一个平衡常数：

图 2. EQUATION_DISPLAY

K_{i}^{0} = \frac{p_{v a p}}{p_{a b s}}

(2160)

Raoult 定律适用于蒸发到气体中或从气体中蒸发出来的挥发性液体组分。

亨利定律

对于只有少量组分能够溶解到液体中的情况（例如，氧气等气体微量溶解到水中），Raoult 定律不再适用。在这种情况下，可以使用亨利定律。亨利定律说明液体中溶解的气体组分的平衡量与该组分在气体中的分压成正比：

图 3. EQUATION_DISPLAY

K_{i}^{0} = \frac{H_{i}^{0}}{p_{a b s}}

(2161)

其中， $H_{i}^{0}$ 为亨利系数，并且对于任意气体和液体溶剂对都唯一。默认值 4.2E9 Pa 适用于室温下溶解于水中的氧气。

组分从一个相到另一相的传输速率受该组分在相边界和相内部之间的扩散速率控制。

对于气体-液体相互作用，交界面处的组分质量平衡如下：

图 4. EQUATION_DISPLAY

{\dot{m}}_{l, i} + {\dot{m}}_{g, i} = 0

(2162)

图 5. EQUATION_DISPLAY

{\dot{m}}_{l, i} = k_{l} a_{l g} ρ_{l} ({Y^{*}}_{l, i} - Y_{l, i})

(2163)

图 6. EQUATION_DISPLAY

{\dot{m}}_{g, i} = k_{g} {a_{l g} ρ}_{g} ({Y^{*}}_{g, i} - Y_{g, i})

(2164)

其中：

下标 $l$ 指液相， $g$ 指气体
$k$ 为任一相的质量传递系数
$a_{l g}$ 为交界面面积密度
$ρ$ 为相密度
$Y_{l, i}$ 和 $Y_{g, i}$ 为两个相的质量分数
$Y^{*}$ 指两个相的交界面处的平衡质量分数。

液体-液体相互作用

对于液体-液体相互作用，交界面处组分之间的平衡定义如下：

图 7. EQUATION_DISPLAY

{X^{*}}_{c o n t, i} = K_{i}^{0} {X^{*}}_{d i s p, i}

(2165)

其中， ${X^{*}}_{c o n t, i}$ 和 ${X^{*}}_{d i s p, i}$ 分别为交界面处的连续相和离散相平衡摩尔分数。在此情况下，平衡常数 $K_{i}^{0}$ 的值取决于连续相和离散相的选择。尤其是，如果连续相和离散相发生交换，则 $K_{i}^{0}$ 的值（常数或场函数）将变为 $1 / K_{i}^{0}$ 。

可使用以下方法指定平衡常数：

常数值
场函数

对于液体-液体相互作用，交界面处的组分质量平衡如下：

图 8. EQUATION_DISPLAY

{\dot{m}}_{c, i} + {\dot{m}}_{d, i} = 0

(2166)

图 9. EQUATION_DISPLAY

{\dot{m}}_{c, i} = k_{c} a_{c d} ρ_{c} ({Y^{*}}_{c, i} - Y_{c, i})

(2167)

图 10. EQUATION_DISPLAY

{\dot{m}}_{d, i} = k_{d} {a_{c d} ρ}_{d} ({Y^{*}}_{d, i} - Y_{d, i})

(2168)

其中，下标 $c$ 指连续相， $d$ 指离散相。各符号的含义与上述液体-气体相互作用情况相同。