热质交换原理与设备连之伟1.pptx

第一章绪论
27-1
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内容
三种传递现象的类比

热质交换设备的分类

27-2
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本课程的地位与作用

三种传递现象的类比
动量、热量和质量传递的实现方式:
分子的微观运动引起的分子扩散;
旋涡混合造成的流体微团宏观运动引起的湍流传递
流体系统中:
速度梯度
动量传递
温度梯度
热量传递
浓度梯度
质量传递
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a)牛顿粘性定律
两个作直线运动的流体层之间的切应力正比于垂直于运动方向的速度变化率,即:
对于均质不可压缩流体,上式可改写为:
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b)傅立叶定律
在均匀的各向同性材料内的一维温度场中,通过导热方式传递的热量通量密度为:
对于恒定热容量的流体,上式可改写为:
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c)斐克(Fick)定律
在无总体流动或静止的双组分混合物中,若组分A的质量分数(或质量份额)aA的分布为一维的,则通过分子扩散传递的组分A的质量通量密度为:
对于混合物密度为常数的情况,上式可改写为:
DAB: 组分A在组分B中的扩散系数,m2/s;
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汇总
动量传递公式表明:动量通量密度正比于动量浓度的变化率。
能量传递公式表明:能量通量密度正比于能量浓度的变化率。
质量传递公式表明:组分A的质量通量密度正比于组分A的质量浓度的变化率。
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统一公式:
FDΦ' : Φ'的通量密度;
Φ:单位体积的某种量;
dΦ/dy: Φ的变化率;
C: 比例常数(扩散系数)。
质量传递:FDΦ' =mA, Φ= ρA, C=DAB;
动量传递:FDΦ' =τ, Φ= ρu, C=ν。
能量传递:FDΦ' =q, Φ= ρcpt, C=a;
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d)湍流传递性质
湍
流
流
动
分子扩散传递
宏观流体
微团掺混
也引起传递现象
动量传递
热量传递
质量传递
湍流切应力
湍流热流密度
湍流质量通量密度
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通常,充分发展湍流中,湍流传递系数远远大于分子传递系数。
总的效应
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