热质交换原理与设备重知识整理资料.doc

一 当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量、和质量的传递现象。 二 单位体积混合物中某成分的质量称为该组分的质量浓度，以符号ρ表示。 组分的实际速度，称为绝对速度。 相对主体流动速度的移动速度，称为扩散速度。 绝对速度=主体流动速度+扩散速度 与热量传递中的导热和对流传热类似，质量传递的方式亦分为分子传质和对流传质。 分子传质又称为分子扩散，简称为扩散，它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。 对流传质是指壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。 凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象，称为紊流扩散。 斐克定律： 在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中组分A和组分B将发生扩散。其中组分A向组分B的扩散通量与组分A的浓度梯度成正比，这就是扩散基本定律——斐克定律： 斐克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程，其传递的速度即为扩散速度uA-u（或uA-um） 在气体扩散过程中，分子扩散有两种形式，即双向扩散（反方向扩散）和单项扩散（一组分通过另一停滞组分的扩散）。 等分子反方向扩散：设由A、B两组分组成的二元混合物中，组分A、B进行反方向扩散，若二者扩散的通量相等，则成为等分子反方向扩散。 液体中的稳态扩散过程： 液体中的分子扩散速率远远低于气体中的分子扩散速率，其原因是由于液体分子之间的距离较近，扩散物质A的分子运动容易与邻近液体B的分子相碰撞，使本身的扩散速率减慢。 常见有两种情况：即组分A与组分B的等分子反方向扩散 及 组分A通过停滞组分B的扩散。 固体中的稳态扩散过程： 固体中的扩散，包括气体、液体、 1 当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量、和质量的传递现象。 表示两个作直线运动的流体层之间的切应力正比于垂直运动方向的速度变化率。不同的流体有不同的传递动量的能力，这种性质用流体的动力黏性系数来反映，其物理意义可以理解为，它表征了单位速度梯度作用的切应力，反映了流体黏性滞性的动力性质，因此称它为“动力”黏性系数。，表示单位时间内通过单位面积传递的动量，又称动量通量密度，N/㎡ ,q为热量通量密度，或能量通量密度，表示单位时间内通过单位面积传递的热量，J/(㎡.s)，负号表示热量传递的方向是温度梯度的负方向，或者说热量是朝温度降低的方向传递的。 ,它是指在无总体流动或静止的双组分混合物中，若组分A的质量分数的分布为一维的，则通过这个式子表示。为组分A的质量通量密度，表示单位时间内，通过单位面积传递的组分A的质量，kg/(㎡.s) 动量交换传递的量是运动流体单位容积所具有的动量，热量交换传递的量是物质每单位容积多具有的能量，质量交换传递的量是扩散物质每单位容积所具有的质量也就是浓度。这些量的速率都分别与各量的梯度成正比。比例系数均表示了物体具有的扩散性质。 质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度，以符号表示。它等于混合物中组分A的质量与混合物的体积V之比。 物质的量浓度C：单位体积混合物中某组分的物质的量称为该组分的物质的量浓度，简称浓度。它等于混合物中组分A的物质的量，（kmol）与混合物的体积V之比 质量分数a：混合物中某组分的质量与混合物总质量之比称为该组分的质量分数，以符号a表示组分A的质量分数，它等于混合物中组分A的质量与混合物的总质量M之比。 传质的通量：单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量 以绝对速度表示的质量通量： 混合物的总质量通量为 混合物的总摩尔通量为 为A的物质的量浓度 为以绝对速度表示的组分A的摩尔通量，kmol/(㎡.s) 以扩散速度表示的质量通量：扩散速度与浓度的乘积为以扩散速度表示的质量通量 以主体流动速度表示的质量通量：主体流动速度与浓度的乘积为以主体流动速度表示的质量通量。 质量传递的方式亦分为分子传质和对流传质 分子传质又称为分子扩散，它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。 对流传质是指壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。当流体中存在浓度差时，对流扩散亦必同时伴随分子扩散，分子扩散与对流扩散两者的共同作用称为对流质交换，对流质交换是在流体与液体或固体的两相交界面上完成的。 紊流扩散：分子扩散只有在固体、静止或层流流动的流体内才会单独发生。在湍流流体中，由于存在大大小小的漩涡运动，而引起各部位流体间的剧烈混合，在有浓度差存在的条件下，物质便朝着浓度降低的方向进行传递。这种凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象，称为紊流扩散。 斐克定律：在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中组分A和组分B将发生互扩散。其中组分A向组分B的扩散通量与组分A的浓度梯度成正比。 斐克定律只适