141 质量传输的基本概念.ppt

第14章 质量传输的基本概念及基本定律 14.1 质量传输的基本概念 14.2 质量传输的基本定律 14.3 元体质量平衡方程（带扩散的连续性方程） 14.1 质量传输的基本概念 浓度及其表示方法 参与传质过程的混合物中的某一组分的浓度是指单位体积混合物中该组分物质量的多少。 质量浓度 物质的量浓度 气体的浓度 kg/m3 mol/m3 Pa 2. 浓度场及浓度梯度 组分浓度在空间和时间上的变化关系。 数学表达式： 浓度场 按时间 稳定浓度场： 不稳定浓度场： ， ， 无质量蓄积 稳定传质 定态传质 不定态传质 有质量蓄积 不稳定传质 浓度场： 14.1 质量传输的基本概念 浓度场 物理量性质 空间 三维浓度场 二维浓度场 一维浓度场 数量场 一维稳定浓度场： 一维不稳定浓度场： 14.1 质量传输的基本概念 浓度梯度： 传质方向上单位距离上的浓度变化量（最大浓度变率）。 表达式： 方向： 低浓度 高浓度为正 14.1 质量传输的基本概念 1．稳定浓度场的建立 一无限宽大，厚为 的平板某组分 初始浓度为C0 平板下表面某组分浓度跃升到Cx并保持不变。 相邻各层逐次扩散，质量沿板厚方向传递，不稳定浓度场。 浓度分布不变，稳定浓度场已经建立。 14.2 质量传输的基本定律 2. 菲克第一定律 14.2 质量传输的基本定律 稳定浓度场 mol/m2.s 固体薄层 mol/m2.s 任意方向 mol/m2.s ni—单位时间通过单位面积的扩散传质量，即扩散传质通量； —浓度梯度， 负号—质量传递方向与浓度梯度方向相反。 某组分的扩散传质通量与浓度梯度成正比。 菲克第一定律： kg/m2.s —质量浓度梯度， 14.2 质量传输的基本定律 3.扩散系数Di 单位: m2/s 物理意义: 影响因素: 表征某一组分扩散能力的物性参数，即浓度 梯度为1时，单位时间通过单位面积的扩散传质量。 A．物质的种类、组成； 自身扩散系数： 液体 1×10-10～1×10-9；固体 1×10-14～1×10-10 气体 5×10-6～1×10-5； B．温度、压力等。 互扩散系数： 液体 经验数据，附录12 固体 经验数据，附录13 气体 计算式（14-28） 14.2 质量传输的基本定律 14.3 元体质量平衡方程（带扩散的连续性方程） 元体分析法 建立方法： 建立依据： 质量守恒定律 [元体质量收入]- [元体质量支出]= [元体质量蓄积] [元体质量收支差] = [元体质量蓄积] 固体一维不稳定扩散传质 菲克第二定律 固体一维稳定扩散传质 一、本课的基本要求 1．理解浓度、浓度场及浓度梯度的概念。 2．掌握扩散系数Di的单位、物理意义和影响因素。 3．掌握稳定扩散传质与不稳定扩散传质的基本特征。 二、本课的重点、难点 重点：扩散系数Di的单位、物理意义和影响因素。 难点：互扩散系数的确定。 三、作业 习题P266 14-8 小　结 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 研究对象： 物质传递的规律及特点。 第3篇 质量传输 借用研究传热的方法来研究传质。 物性传质 由分子运动即扩散性引起，亦称扩散传质。 对流传质 由流体流动引起。 浓度差或浓度梯度。 质量传输： 物质从物体或空间的某一部分转移到另 一部分的现象，简称传质。 传质有两种基本方式： 传质推动力： 研究方法： *