На основе одномерной диффузионной модели структуры потока и теории пограничного слоя разработан метод расчета массопереноса растворенного кислорода в жидкой фазе барботажного слоя термического деаэратора. Рассмотрен массоперенос с объемным источником массы, при этом основным параметром является коэффициент массоотдачи. Предложена модель псевдоламинарного пограничного слоя на поверхности пузыря и показана возможность вычисления коэффициента массоотдачи от пузырей в источнике массы диффузионной модели с учетом газосодержания и внешней турбулентности. Дано сравнение результатов расчета коэффициента массоотдачи от пузырей с известными экспериментальными данными. Показано, что учет газосодержания приводит к повышению коэффициента массоотдачи в 2-4 раза. Представлены выражения для расчета газосодержания, динамической скорости и коэффициента обратного перемешивания в жидкой фазе барботажного слоя. В частном случае сделан переход от диффузионной модели структуры потока к ячеечной и проведено сравнение результатов расчетов по концентрации кислорода в воде на выходе барботажного термического деаэратора ДСА-300 с экспериментальными данными. Разработанная математическая модель и алгоритм расчета могут применяться при проектировании, диагностике и модернизации термических деаэраторов.