[工学]传质习题.ppt

传质现象 凡是涉及物质（分子或者原子）在另一物质内有迁移的现象都是传递现象。 传递现象的动力：浓度差 传递现象的分类：分子扩散传质和对流传质 分子扩散传质 本质：微观粒子的随机的分子运动 特点：分子扩散传质是很缓慢的，传输的质量是很少。 对流流动传质 本质：发生在运动着的流体与固体表面之间，或互不相溶的两种或多种运动着的流体之间的质量传输现象 特点：质量传输与动量传输密切相关。由于对流流动传质是非常强烈。 传质速度与传质通量 菲克第一定律仅适用于表述由于组分浓度梯度所引起的分子传质的通量，但分子扩散的同时，各组分的分子微团都处于运动状态，怎样描述？ 扩散速度V*：某组分相对于平均速度的速度 物质A的绝对速度V：相对于静止坐标系的速度 混合物的平均质量速度v： V * = V – v 传质通量：j=ρ(V – v) 质量传输平衡方程式 分子扩散传质 分子扩散传质广发存在于静止介质和垂直于作层流流动及湍流流动的边界层中。 分子扩散传质与导热的热量传递有很强的类似关系，其机理也相同。 （1）气体通过金属平板的稳定扩散 （2）气体通过金属圆管的稳定扩散 分子扩散系数 静止介质中不稳态扩散传质 对流流动传质 对流传质模型 三种理论的特征 薄膜理论 渗透理论 薄膜-渗透理论 层流流动时的质量传输 层流流动时质量边界层积分方程近似解 湍流流动时的质量传输 传质中的准数及其物理意义 质量传输绪论 计算题1 求1个大气压下，25℃的空气与饱和水蒸汽的混合物中水蒸气的浓度。已知25 ℃下的饱和水蒸气压力为3168pa。 质量传递过程 计算题1 有一块厚度为10mm、长度为0.2m的萘板。在萘板的一个面上有0℃的常压空气吹过，气速为10m/s。试求算经过10小时以后萘板厚度减少的百分数。在0℃下，萘-空气系统的扩散系数为5.14×10-6m2/s。萘的蒸汽压为5.66×102Pa。固体萘的密度为1152kg/m3。临界雷诺数Re=3×105。 计算题2 大量的26℃的水以0.1m/s的流速流过固体苯甲酸平板，板长0.2m。已知苯甲酸在水中的饱和溶解度为0.0295kmol/m3，扩散系数为1.24×10-9 m2/s。试求算经1小时后，每平方苯甲酸平板上苯甲酸溶于水中的量。设Re=3×105。已知，26℃时，水的密度为997kg/m3，μ=0.873×10-3N.s/m2 * 菲克第一定律 扩散摩尔通量 组分A在混合物AB中的扩散系数 摩尔浓度 扩散方向上的距离，m 对流传质 摩尔通量 浓度差 对流传质系数 浓度的定义及其表示方法 质量浓度：单位体积混合物中组分i的质量 摩尔浓度：单位体积混合物中组分i的摩尔数 质量分数：组分i的质量浓度除以混合物的总质量浓度 摩尔分数：组分i的摩尔浓度除以混合物的总摩尔浓度 几何条件，初始条件，边界条件和物性条件 菲克第二定律 浓度梯度为1时，在单位时间内，沿扩散方向通过单位面积的某组分质量 压力 温度 体系组成 气体 液体 固体 对流传质的类型 （1）按流体流动发生的原因 强制对流传质， 自然对流传质 （2）按流体的作用方式 流体作用于固体壁面，一种流体作用于另一种流体 对流传质机理 三种条件下的湍流传质计算 （1）平行于平板流动的湍流流动传质 （2）流体流过单个球体时的传质 （3）流体流过填充床时的传质 *