北科大程数森老师 质量传递

（4）物体的扩散系数 单位：m2 /s 物理意义：单位传质量相当于单位浓度梯度下的扩散传质通量。 影响因素：物体的种类； 物体的结构； 温度、压力等。
12
第15章
质 量 传 输
13
第15章
2. 菲克第二定律
质 量 传 输
（1）带扩散的连续性方程式：
2 2 2 (w y (w x (w z i) i i i i i) i) Di ( 2 2 2 ) x y z x y z
二、本课的重点和难点
1. 本课的重点是质量传输、动量传输、热量
传输的类 似性及质量传输的基本定律的 表达式及应用。
2.本课的难点是扩散传质。
2
第15章
质 量 传 输
质量传输与动量、热量传输共同组成统一的传输理论。
质量传输的研究对象：物质传递的运动规律。
质量传输过程：物质从物体或空间的某一部分传
递到另一部分的现象即为质量传输过程。其定义为：在 一体系内存在着一种或两种以上不同物质的组分，而当 其中一种或几种组分的浓度分布不均匀时，则各组分浓 度较高的部分就会向浓度较低的部分转移，这种过程叫 质量传输过程。
14
第15章
菲克第二定律:
质 量 传 输
2 2 2 ci ci ci ci D i ( 2 2 2 ) x y z
对一维的不稳定扩散：
2 ci ci Di x2
— — 菲克第二定律
15
第15章
质 量 传 输
§ 3.2 扩 散 传 质
3.2.1 稳定扩散传质 稳定扩散传质与稳定导热相类似，即在传质过 ci 程中没有质量蓄积。即 0 1.气体通过平板的扩散

~ Di n i (c1 c2 )
2.气体通过圆筒壁的扩散
~ 2 LD i Ni (c 1 c2 ) r2 ln( ) r1
16
第15章
质 量 传 输
7
第15章
质 量 传 输
8
第15章
质 量 传 输
9
第15章
1. 菲克第一定律
质 量 传 输
3.1.2 质量传输基本定律
这是说明稳定扩散传质过程的基本定律。 （1）稳定浓度场模型 见书212页图3-1-3。
10
第15章
（2）菲克第一定律
质 量 传 输
定义：组分i每单位时间通过单位面积的质量传输量正比于浓度 梯度。 定义式：
6
第15章
3. 气体的浓度
质 量 传 输
气体的浓度用分压浓度表示，按道尔顿定律:
P PA PB PC PD
p— — 总压力
PA、PB、PC、PD— — 分压力
气体的分压浓度与质量浓度的关系按理想气体状态 方程推之为： i = p i Mi / （R0 T）
4. 浓度场及浓度梯度 5. 浓度附面层
第15章 第一讲
质 量 传 输
质量传输的基本概念及基本定律
一、本课的基本要求：
1. 质量传输的定义、动力及分类。 2. 质量传输中质量浓度、摩尔浓度的表示方法。 3. 重点掌握菲克第一定律、菲克第二定律的表达式、适用条
件及物理意义。
4. 正确理解稳定扩散传质，了解不稳定扩散传质。
1
第15章
质 量 传 输
17
第15章
质 量 传 输
3.2.2 不稳定扩散传质 不稳定扩散传质与不稳定导热 具有相类似的微分方程、开始条 件、边界条件及解析方法。
18
3
第15章
质 量 传 输
质量传输过程的动力：浓度。 质量传输过程的分类：物性传质（扩散传质）
对流传质
质量传输是动量、热量传输过程的基础和条 件，这三种传输过程又具有类似的规律及数 学表达式
4
第15章Βιβλιοθήκη 质 量 传 输§ 3.1 质量传输的基本概念及基本定律
3.1.1 浓度及其表示方法 定义：参与传质过程的混合物中，某一组分的浓度是指 单位
ci n D i i x ni Di i x
Di— — 自扩散系数。 负号表示质量传输的方向与浓度梯度的方向相反。 菲克第一定律的前提条件：稳定浓度场。
11
第15章
质 量 传 输
（3）多组分菲克定律的表达式
~ ci ni Di x ~ ni Di i x
体积混合物中该组成物质量的多少。
1. 质量浓度
定义：单位体积的质量。 定义式： 相对质量浓度： — — 总质量浓度
dmi i dV
5
第15章
2. 摩尔浓度
质 量 传 输
定义：指单位体积溶体中，该组分的摩尔数。 定义式：
Ci i Mi
相对摩尔浓度：
C i 100% i C