161对流传质的基本概念有效浓度边界层.PPT

16.1 对流传质的基本概念 1．浓度边界层（质量边界层） 流体流过表面并与之发生对流传质时，靠近表面形成的具有浓度梯度的流体薄层。 定义 浓度边界层的基本特征：与热边界层类似 ；浓度边界层有层流和紊流之分；浓度边界层外的浓度梯度为零，可视为等浓度区。 16.1 对流传质的基本概念 有效浓度边界层：流体与表面进行对流传质时，只存在浓度均一、浓度梯度为零的紊流核心区和集中全部传质阻力、浓度线性分布的层流底层区。紊流核心区与层流底层区假想浓度分布线的交点A至表面的停滞流体层，称为“有效浓度边界层”，其厚度以 表示。 此时，表面上的浓度梯度可表示为 16.1 对流传质的基本概念 2．对流传质系数 mol/s mol/m2.s —流体及表面浓度， mol/m3； A—传质面积，m2； ki—对流传质系数 根据“有效浓度边界层”的概念，按菲克第一定律： 可得： 与对流换热系数h类似。 单位： 对流传质系数 m/s 物理意义： 单位时间、通过单位面积、在单位浓度差 下的对流传质量，表征流体对流传质作用。 影响因素： 影响对流传质作用的因素如流体流动的起因、 流动的性质、流体的物性、表面几何特性等。 16.1 对流传质的基本概念 对 流 传 质 系 数 确 定 方 法 精确解法 近似积分法 相似理论-模型实验法 类比法 16.1 对流传质的基本概念 3．对流传质系数计算式 表面上的扩散传质量 对流传质量 16.1 对流传质的基本概念 当流体靠近物体表面流过时，存在着一层附壁的薄膜，假定膜内流体与主流不相混合，整个传质过程就是此薄膜上的扩散作用，而且认为在薄膜上呈线性的浓度分布。表现为稳定特征-有效浓度边界层。 4．对流传质系数的模型理论 薄膜理论 16.1 对流传质的基本概念 渗透理论 当流体流过表面时，有流体质点不断穿过 流体的附壁薄层向表面迁移并与之接触，流体质点在与表面接触之际则进行质量的转移过程，此后流体又回到主流核心中。 一维不稳定扩散过程 16.1 对流传质的基本概念 表面更新理论 在流体质点不断投向表面并在表面接触后又不断离开的过程中，随时有新的质点补充离去的位置，这就形成了表面上质点不断更新的现象。 大多数的对流传质过程 n=0.5～1.0 16.1 对流传质的基本概念 5．相关特征数 普朗特数 努塞尔数 施密特数 舍伍德数 16.1 对流传质的基本概念 16.2 流体流过平板时的对流传质 层流 传质斯坦顿数 紊流 柯尔伯恩类比 平板传热 平板传质 管内传热 管内传质 16.2 流体流过平板时的对流传质 例16-1 P277 一、本课的基本要求 1．掌握对流传质系数的单位、物理意义、影响因素。 2．掌握对流传质简化模型及对流传质系数的模型理论。 3．掌握舍伍德数和施密特数的表达式及物理意义。 4．能够借用对流传热方法解决对流传质问题。 二、本课的重点、难点 重点：对流传质系数的单位、物理意义、影响因素及求法。 难点：对流传质系数的模型理论。 三、作业 习题P279 16-10 思考题：对流传质系数的求法？ 小　结 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第16章 对流传质 16.1 对流传质的基本概念 16.2 流体流过平板时的对流传质 16.3 动量、热量、质量传输类比 *