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专业级：课程名称：.doc

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专业级：课程名称：.doc第2次课课範扩散传质（2学时）
一、桶的求
掌握扩散传质系数的测定方法。
掌握传质傅里叶数和传质毕渥数的表达式及物理意义。
能够借用不稳定传热方法解决传质问题。
二、本课的重点、、难点、
重点：扩散传质系数的测定方法。难点：借用不稳定传热方法解决传质问题。
三、作业四、教参及教具
《动量、热量、质量传输原理》高家锐主编重庆大学出版社图 15-1 图 15-2
第15章扩散传质

稳定扩散传质的特点：无质量蓄积，通过物体的扩散传质量为常数。
研究目的：结合一定的实验方法确定物质的互扩散系数。
研究方法：借用稳定导热的求解方法。
气体通过平壁的扩散
长宽无限（实际上长宽为厚度的8-10）,沿平壁厚度方向的扩散——维大平壁稳定扩散。设厚度为6两表面某组分浓度为C兀，扩散系数为D’的大平壁，如图15-1 P267o 根据直角坐标的一维稳定扩散传质方程
积分得 G =G+ 引入边界条件：
x = O G = C] ； x = 8 C- = C2 因此，壁内浓度场表达式为
G - ： = x
G-c2
该式表明：当扩散系数D为常数时，平壁内浓度场是线性的。
根据菲克第一定律 nt = -Dt —L
dx
则扩散传质通量叫=- Cj mol/m2. s
o
令k =— 贝U nt = k(C{ -C2) mol/m2. s
5
—f专质系数，m/so
木歸扩散传质量叫=n^ A = -Di A
dx
得
D = ~N'
'A dC；
m2/s
dx
通过实验方法可以测定出总的扩散传质量N和浓度梯度，进而计算互扩散系数。
气体通过圆筒壁的扩散
无限长（实际上长度为外径的8-10）圆筒壁，沿径向的扩散——维圆筒壁稳定扩散。
设圆筒壁内半径为r“外半径为r“两表面某一组分浓度为C兀，扩散系数R为常数，如图 15-2 P268o
根据柱坐标的一维稳定扩散方程
积分得 C, lnr + C2 引入边界条件:
F = « c, = C, ； r = r2 C, = C_
因此，壁内浓度场表达式为
该式表明：当扩散系数D’为常数时，圆筒壁内浓度场呈对数曲线分布。
根据菲克第一定律 Ni = -D,些A = -D:些2m~L
通过实验方法可以测定出总的扩散传质量N和浓度梯度，进而计算互扩散系数。

传质基本方程
菲克第二定律字=0箕
OT OX
边^牛
表面浓度C”为常数和介质浓度C,为常数。
相似特征数
对应于傅里叶数F。=》的“传质傅里叶数F。* =牛”
对应于毕渥数刚=邑的“传质毕渥数Bi* =-"
2 D
不稳定扩散传质
C1）表面浓度为常数，“有限厚”物体的不稳定扩散
与不稳定导热类似，=
Cw-C0 H 8）
平均浓度 = 不同和犬物体査图，见P270o
c” -c0
C2）介质浓度为常数，“有限厚”物体的不稳定扩散
与不稳定导热类似，= 杳图10-18图10-19
c f -co H 3）
C3）表面浓度为常数，“无限厚"物体的不稳定扩散
与不稳定导热类似,例15-2 P271
4 =叫加
査图10-2

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专业级：课程名称：热工基础

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