热质交换原理与设备 第2章讲解
中国矿业大学热质交换原理与设备第2章(1,2节)
——DAB表示组分A在组分B中的质扩散系 数，是组分的物性参数，与扩散的环境 介质及混合物的压力温度有关，主要靠 实验确定。
——DBA？ —— “-”表示扩散方向和浓度梯度的方向相 反，即沿等浓度面的法线，朝向浓度减 小的方向。
34
二元体系中的扩散
j A jB
稳态、总浓度不变
J A J B
第一节 传质概论
7
1.5、理想气体混合物浓度与温度压力的关系
pV mRgT
pV nR T
又： R M A RA
mA A V
pA A RAT
nA cA V
pA cA RT
A cA M A
8
第一节 传质概论
二、传质的速度和传质通量
2.1、传质的速度 绝对速度：相对于静止坐标系（一般指地球） 通常用ui表示组分的绝对速度 相对速度：相对于动坐标系，在传质中一般 指相对于混合物的主体流动的速度，在传质 中相对速度也称为扩散速度。
A1 A2
y2 y1
37
傅立叶定律的积分结果
dt q dy
分离变量积分
t1 t2 q y2 y1
38
理想气体 中通量 的求解
j A DAB
质量通量 A1 A2
y2 y1
摩尔通量
c A1 c A2 J A DAB y2 y1
pA A RAT
24
例题
由O2（组分A）和CO2（组分B）构成的二元系统中发 生一维稳态扩散。已知cA=0.0207Kmol/m3， cB=0.0622Kmol/m3，uA=0.0017m/s， uB=0.0003m/s，试计算：
1）u，um； 2）NA， NB，N 3）mA，mB，m 4）jA，jB，j， JA，JB，J
热交换器原理与设计第2章 管壳式热交换器
☆挡管是两端堵死的管子，安置在相应于分程隔板槽后面的 位置上，每根挡管占据一根换热管的位置，但不穿过管板， 用点焊的方法固定于折流板上。通常每隔3～4排管子安排一 根挡管，但不应设置在折流板缺口处，也可用带定距管的拉 杆来代替挡管。
优点：结构简单，制造成本低，规格范围广，工程中应用广泛。 缺点：壳侧不便清洗，只能采用化学方法清洗，检修困难，对较脏
或有腐蚀性介质不能走壳程。当壳体与换热管温差很大时， 可设置单波或多波膨胀节减小温差应力。
管壳式换热器结构名称
单程管壳式换热器
1 —外壳，2—管束，3、4—接管，5—封头 6—管板，7—折流板
图2.25 折流板的几何关系
2.2.4 进出口连接管直径的计算
进出口连接管直径的计算仍用连续性方程， 经简化后计算公式为：
D 4M1.13M
πρw
ρw
2.3 管壳式热交换器的传热计算
1) 选用经验数据：根据经验或参考资料选用工艺条 件相仿、设备类型类似的传热系数作为设计依据。 如附录 A。 2) 实验测定：实验测定传热系数比较可靠，不但可 为设计提供依据，而且可以了解设备的性能。但实 验数值一般只能在与使用条件相同的情况下应用。
焊在换热管上）。
图2.23 防冲板的形式
a) 内导流筒 图2.24 导流筒的结构
b) 外导流筒
★导流筒
❖ 在立式换热器壳程中，为使气、液介质更均匀地流入管间， 防止流体对进口处管束段的冲刷，而采用导流筒结构。
热质交换原理与设备第二章课件1
2.1.3 质量传递的基本方式
2.对流传质
对流传质：单纯对流扩散不存在，在流体与流体或 固体的两相交界面上完成。
例如：空气掠过水表面时水的蒸发
紊流传质：凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质 的现象。
在湍流流体中，紊流扩散与分子扩散同时存在，一般，分 子扩散可略。
2009/9/11
热质交换原理与设备 李琼
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2.2扩散传质
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热质交换原理与设备 李琼
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2.2.1斐克定律（Fick’s
热传导 Fourier’s law
law ）
质量传递 Fick’s law
dt q = −λ dx
j A = − D AB
dρ A dz
文字描述：在浓度场不随时间变化的稳态扩散条 件下，当无整体流动时，组分A向组分B的扩散 通量与组分A的浓度梯度成正比。
2.1.2传质的速度和扩散通量
2.1.2.1传质的速度 uA－um u（um） uB－um 绝对速度:相对于固定坐标 主体流速:混合物平均流速 扩散速度:相对于主体流速 uB 静止平面
8
uA
混合物 绝对速度＝主体速度+扩散速度
热质交换原理与设备 李琼
2009/9/11
2.1.2.2传质的通量
传质通量：单位时间通过垂直于传质方向上单位 面积的物质的量。 传质通量=传质速度×浓度 1.以绝对速度表示的质量通量和摩尔通量（相对 于固定坐标系，考虑主体流速）
1 D = (D1 + D2 ) ρ2 ⎞ 1 ⎛ ρ1 ⎛ ρ ⎞ 2 Cav = ⎜ * ⎟ = ⎜ * + * ⎟ ⎜M ⎟ ⎝ M ⎠ av 2 ⎝ 1 M 2 ⎠
热质交换原理与设备名词解释及课后第二章习题
名词解释热舒适性（人体对周围空气环境的舒适热感觉）、绝热饱和温度(绝热增湿过程中空气降温的极限)、传质通量（单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量）、扩散系数(沿扩散方向在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数、)空气调节（利用冷却或者加热设备等装置，对空气的温度和湿度进行处理，使之达到人体舒适度的要求）、新风（从室外引进的新鲜空气，经过热质交换设备处理后送入室内的环境中）、回风（从室内引出的空气，经过热质交换设备的处理再送回室内的环境中）、露点温度(指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下冷却到饱和时的温度)、机器露点(空气在机器上结露产生凝结水的温度值)、分子传质(由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)（扩散传质）、对流传质(：是流体流动条件下的质量传输过程)、质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)、浓度边界层（质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层）、速度边界层(质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层)、热边界层流体流动过程中.在固体壁面附近流体温度发生剧烈变化的薄层、雷诺类比（对流传热和摩擦阻力间的联系）、宣乌特准则数(流体传质系数hm和定型尺寸的乘积与物体的互扩散系数（Di）的比值)、施密特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的扩散系数（D）的比值)、普朗特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的导温系数a的比值)简要回答问题1、什么叫冰蓄冷空调其系统种类有哪些冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量2、根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为哪几类试说明他们各自的特点水冷和风冷冷凝器水冷，空冷，水—空气冷却以及靠制冷剂蒸发或其他工艺介质进行冷却的冷凝器。
采用水冷式冷凝器可以得到比较低的温度，这对制冷系的制冷能力和运行经济性均比较有利。
热质交换原理与设备第2章(新)
强制扩散：除了重力以外的其他力作用于分子所引起 的扩散。（电场）
由浓度梯度引起的分子扩散传质是最直观的传质现 象，常称普通扩散。同时热扩散、压力扩散和强制 扩散中任何一种扩散都会导致系统内建立起浓度梯 度，从而产生与该种扩散方向相反的普通扩散。最 后温度扩散或压力扩散与浓度扩散相互平衡，建立 一稳定状态。
（15） 同理可得等质量逆向扩散下的浓度分布规律。
Z Z1 Z1 Z 2
2.2.3
组分A通过停滞组分B的扩散（单向扩散）
考察下图所示的一个断面均匀的长管，底部装有纯液体A，开口处 有一股气流B流过，B气体速度很小，不致使管内空气扰动，可认为管 内是一静止气层。液体A不断蒸发且扩散到B气流中去。 由于B气体完全不溶于液体A, 故有z=z1时，NB =0，又由分子扩散传 质微分方程式可知：
组分A的浓 A (U A U m ) DAB
整理上式可得：
dC A dz
N A, z
dCA dCA C A DAB C AU mol DAB C AU A CBU B dz dz C dCA C A DAB ( N A, z N B , z ) dz C
CA
A
M *A
kg / m3 kg / km ol
式中MA为组分A的摩尔质量。
对于理想气体，有
p AV M A RAT
pA A R AT
RA
R 分子量
pAV nRT
p A （R为普适气体常数 ） CA RT
组分A的质量分数与摩尔分数互换关系为：
摩尔分数
xA
aA MA aA aB M M B A
C B, 2 C B,1 为CB,2对CB,1的对数平均值 C B,2 ln CB2=C-CA2 C B,1 CB1=C-CA1
热质交换原理与设备要点总结
<热质交换原理与设备>第一章绪论1．分子传递的三定律3个传递系数、公式、结构上的类似性。
2．紊流传递，分子传递的基本概念基于流态划分的传递现象的两种基本形式。
3．设备的分类以及它们各自的传热机理第二章热质交换过程1．传质定义：分子扩散和对流扩散的概念基于质交换的构因划分的质交换的基本方式对流传质量概念2．5种扩散通量的定义之间的关系扩散通量质扩散通量、摩尔扩散通量、扩散通量向量、绝对扩散通量、相对扩散通量3．斐克定律的其它表示形式质量平均速度与扩散速度4．斯蒂芬定律应用情况；积分形式、微分形式，转化条件（转化为斐克定律）5．扩散系数定义，o D的定义（公式不记），随压强和温度的变化情况6．对流传质的基本公式7．边界层的概念？意义？对流传质简化模型的中心思想。
8．薄膜渗透理论的基本论点、结论（公式、推导不计）9．各准则数的物理意义普朗特，施密特，刘伊斯10．类似律的本质：阐述三传之间的类似关系（建立了…和之间的关系）11．同一表面上传质对传热的影响，对壁面热传导和总传热量影响相反由（2-90）和图2-16来分析影响12．刘伊斯关系式的表达式和意义第三章相变热量交换原理1．什么是沸腾放热的临界热流密度？有何意义？2．汽化核心分析3．影响沸腾换热的因素4．影响凝结现象的因素第四章空气热质处理方法1．麦凯尔方程的意义，热质交换设备的图解方法。
2．空气与水直接接触时热湿交换的原理，显热，潜热推动力，空气状态变化过程，实际过程3．吸收吸附法较之表冷器除湿的优点。
4．干燥循环的3个环节5．吸附剂传质速度的影响因素。
6．吸附原理：表面自由焓7．动态吸附除湿的再生方式8．吸附除湿空调系统9．吸收原理：气液平衡关系第五章 其它形式的热质交换1．空气射流的种类、特点等温自由射流的速度衰减。
非等温射流温度边界层，速度边界层，浓度边界层的特性。
起始段，主体段2．回风口空气衰减规律3．送风温差第六章 热质交换设备1．表冷器的热工计算(1)传热系数与哪些因素有关 迎面风速，析湿系数，水流速(2) 效能—传热单元法 主要原则，几个参量的意义2．喷淋室的热工计算（1）影响喷淋室热交换效果的因素。
热质交换原理与设备名词解释及课后第二章习题
名词解释热舒适性（人体对周围空气环境的舒适热感觉）、绝热饱和温度(绝热增湿过程中空气降温的极限)、传质通量（单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量）、扩散系数(沿扩散方向在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数、)空气调节（利用冷却或者加热设备等装置，对空气的温度和湿度进行处理，使之达到人体舒适度的要求）、新风（从室外引进的新鲜空气，经过热质交换设备处理后送入室内的环境中）、回风（从室内引出的空气，经过热质交换设备的处理再送回室内的环境中）、露点温度(指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下冷却到饱和时的温度)、机器露点(空气在机器上结露产生凝结水的温度值)、分子传质(由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)（扩散传质）、对流传质(：是流体流动条件下的质量传输过程)、质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)、浓度边界层（质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层）、速度边界层(质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层)、热边界层流体流动过程中.在固体壁面附近流体温度发生剧烈变化的薄层、雷诺类比（对流传热和摩擦阻力间的联系）、宣乌特准则数(流体传质系数hm和定型尺寸的乘积与物体的互扩散系数（Di）的比值)、施密特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的扩散系数（D）的比值)、普朗特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的导温系数a的比值)简要回答问题1、什么叫冰蓄冷空调？其系统种类有哪些？冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量2、根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为哪几类？试说明他们各自的特点？水冷和风冷冷凝器水冷，空冷，水—空气冷却以及靠制冷剂蒸发或其他工艺介质进行冷却的冷凝器。
采用水冷式冷凝器可以得到比较低的温度，这对制冷系的制冷能力和运行经济性均比较有利。
《热质交换原理与设备》第2章 热质交换过程
第2章 热质交换过程2.1 传质基本概念(1)定义：两种或两种以上的组分的混合物，其组分互相的迁移，本专业有关的即传质过程往往就是相变过程，传质与传热的复合。
(2)对换热设备而言，可以利用相变来传热。
(3)传质的基本方式⎩⎨⎧对流引起的对流扩散在流体中由于由微观分了引起边界层中分子扩散在静止流体或,(4)动量、热量、质量交换是类比现象，不是相似现象。
什么叫相似现象？用同一个微分方程来描述，且描写的物理量相同。
什么叫类比现象？用同一个微分方程来描述，但描写的物理量不同。
2.1.1 扩散传质的物理机理例 墨水在无扰动的清水中的扩散，汽车尾气与静止大气中的传播。
2.1.2 浓度的概念(1)概念：二元或多元混合物中，单位体积中含组分能量的多少，的浓度。
例1第一节内容中三个基本传递公式中动量浓度，焓浓度，质量浓度（密度），斐尔浓度。
例2空气粗略的可以看作是氧气A ，氮气B 的混合物。
BB B A AA V MC V M C ρρ====(2)如果二元混合物是混合气体⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⇒⎭⎬⎫==T R P C T R P C T R M V P T R M V P B BB AA AB B B A A A 求 A P ——氧的分压力A M ——氧的质量V ——混合气体体积A R ——气体常数T ——绝对温度质量浓度 ⇔分压力 正比关系(3)质量百分数C C M M C AA A A ===ρρ***A A A A C C C C ρρ===∴ρ、C —— 混合气体的浓度，即单位体积中混合气体的总质量同理 对摩尔浓度 nA ，摩尔百分数n nAn A =*2.1.3 扩散通量⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧相对扩散通量扩散通量向量绝对扩散通量摩尔扩散通量质扩散通量组分的物质的量单位面积上通过的某一单位时间扩散通量.注意： (1)不同方向上，扩散通量的大小不同。
(2)等于浓度面上的某点，以通过该点的最大扩散通量的方向为方向，数值上也正好等于该方向上的扩散通量的向量，称扩散通量向量。
热质交换原理与设备-第二章
可以看出，质量扩散系数D和动量扩散系数v及热量扩散系数a 具有相同的单位(m2/s)或(cm2/s)，扩散系数的大小主要取决于扩散 物质和扩散介质的种类及其温度和压力。质扩散系数一般要由实验 测定。某些气体与气体之间和气体在液体中扩散系数的典型值如表 2-1所示。 2
气-气质扩散系数和气体在液体中的质扩散系数D(m /s) 表2-1
或
2.2.1.2 斐克定律的其它表达形式
斐克定律亦可用质量份额或摩尔份额来表示，当混合物的浓度 ρ或摩尔数n不随扩散方向y而变化时，将式(2-5)和(2-6)代入式(2-7) 和(2-8a)，可得
对混合气体已知其组分的分压变化时，则斐克定律还相应可表达 为：
或
当混合物整体以质量平均速度v移动时，对静坐标而言，则组分A mA 的净质扩散通量 应为因移动而传递的质量与因浓度差而扩散的质量之 和，即为
两种气体A与B之间的分子扩散系数可用吉利兰 (Gitliland)提出的半经验公式估算
扩散系数D与气体的浓度无直接关系，它随气体温度 的升高及总压强的下降而加大。这可以用气体的分子运动 论来解释、随着气体温度升高，气体分子的平均运动动能 增大，故扩散加快，而随着气体压强的升高，分子间的平 均自由行程减小，故扩散就减弱。
对于混合气体，应用理想气体状态方程式，可 得
2.1.3质扩散通量 扩散通量是指单位时间内垂直通过单位面积的某一组 分的物质数量。随着采用的浓度单位不同，扩散通量可表 示为质扩散通量m(kg/m2· s)和摩尔扩散通量N(kmol/m3)等。 所谓质扩散通量，就是单位时间内垂直通过单位面积 的某一组分的质量；面摩尔扩散通量则指通过单位面积的 某一组分的千摩尔数。
气体在空气中的分子扩散系数D0cm3/s 表2-2
热质交换原理_第二章
质量扩散系数和动量扩散系数及热量扩散系数具有相同的单 位。 扩散系数的大小取决于扩散物质和扩散介质的种类以及环境 温度和环境压力。 扩散系数一般由实验测定。分为自扩散系数与互扩散系数。
自扩散系数
DAA K 3T 3 2 2/3 2 3 d p M
AL
* nB ,m
zt2 zt2 0 2
M A nt (n* ,1 n* ,2 ) A A
水蒸气通过空气扩散时扩散系数 试验装置如图所示。该装置放于 温度为328.15K的恒温槽内，压 强为1atm，在管顶端流过的是经 过干燥的空气，空气中蒸汽浓度 为0。经测定z的距离由0.125m降 为0.150m需要290h，求该条件 下的水-空气系统的扩散系数。
pB,m
NA
n* ,1 n* ,2 nD A A h n
* B,m
* * nB ,2 nB ,1 nD
h
n
* B ,m
nB ,m
* * nB ,2 nB ,1 * * ln(nB ,2 / nB ,1 )
当水蒸气的分压强及其变化与总压强比为很小时，可 以忽略质量平均速度，斯蒂芬定律转化为斐克定律。
整体质量平均速度 v 0
* * dC A dCB * * C A CB 1 dy dy DAB DBA D
这表明二元混合物的分子互扩散系数相等。
等摩尔扩散条件
绝对摩尔扩散通量
同理
N A N A nAV nDAB
dn* A nAV dy
绝对质量浓度表达式 绝对摩尔浓度表达式
热质交换原理与设备课程第2章2对流传质
对流传质系数
当流体与固体避免之间进行对流传质时，在紧贴壁面处，由于
流体具有黏性，必然有一层流体黏附在壁面上，其速度为零。当组 分A进行传递时，首先以分子传质的方式通过该静止流层，然后再向 流体主体对流传质。在稳态传质下，组分A通过静止流层的传质速 率应等于对流传质速率。因此，有
NADAB ddC Ay hm(CASCA) y0
y
I
Cf
0
紊流区 II
Cf
湍流主体
Cw
缓冲层
x 层流内层
C
2.3.4 对流传质的数学描述
在多组分系统中，当进行多维、非稳态、 伴有化学反应的传质，需采用传质微分 方程描述
其推导过程与传热学传热微分方程类似 推导的基本原理：质量守恒定律
1、传质微分方程的推导
（1）质量守恒定律表达式 （输入流体微元的质量速率）＋（反应生成的质量速率）
hm
DABCA
y y0
CASCA
hm
DABA
y y0
ASA
摩尔浓度表示 质量浓度表示
求解对流传质系数的步骤
1）求解运动方程和连续性方程，得出速 度分布
2）求解传质微分方程，得出浓度分布 3）由浓度分布，得出浓度梯度 4）由壁面处的浓度梯度，求得对流传质
系数
2、边界层的重要意义
速度边界层 特征：存在速度梯度和较大切应力，表现形式：表面摩擦，参
2.3.2 浓度边界层及其对传质问题求解的意义
1、浓度边界层的概念
边界层厚度： c
(C A C A)S /C (A C A)S 0 .99
浓度边界层 ：当流体流过固体壁面进行质量传递时，可以认 为质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的 流体层中，该流体层即称为浓度边界层（亦称为扩散边界层或 传质边界层）。
《热质交换原理与设备》课件：第2章 传质的理论基础
上述扩散过程将一直进行到整个容器中A、B两种物质 的浓度完全均匀为止，此时，通过任一界面物质A、B 的净扩散通量为零，但扩散仍在进行，只是左右两物 质的扩散通量相等，系统处于扩散的动态平衡中。
分子扩散可以因浓度梯度、温度梯度 或压力梯度而产生，或者是因对混合 物施加一个有向的外加电势或其他势 而产生。浓度差是产生质交换的推动 力（类比温度差是传热的推动力）
负号表明扩散方向与浓度梯度方向相反，即分子扩散 朝着浓度降低的方向。这与导热是从高温向低温与温度 梯度方向相反一样。
适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程。
对于两组分扩散系统，由于
jA jB 及 J A JB
所以，有
DAB DBA
上式表明，在两组分扩散系统中，组分A在组分B中 的扩散系数等于组分B在组分A中的扩散系数，故后面对
（2）对流传质
1）对流传质 是指具有一定浓度的混合物流体流过不同浓 度的壁面时，或两个有限互溶的流体层发生运动时的质量 传递。流体作对流运动，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 同作用均称为对流质交换（类似于对流换热），单纯的对 流扩散不存在。
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，例如，空气掠过水表面时水的蒸发；空气掠过固态 或液态萘表面时萘的升华或蒸发等等。
jA
DAB
d A
dz
JA
DAB
dCA dz
或
jB
DBA
dB
dz
或
JB
DBA
dCB dz
说明：
为组分A在扩散方向的质量浓度梯度，kg/(m3m)；
DAB为比例系数，称分子扩散系数，AB表示混合物中 物质A向物质B进行的扩散，扩散系数的单位是m2/s；
中国矿业大学热质交换原理与设备第2章_(6,7节)
C0 qT C0 q c0 1 e
24
qT q c0
传热与传质同向， 传质强化了传热， 如凝结，蒸发 传热与传质反向， 传质削弱了传热， 发散冷却，烧蚀冷 却
传质对总传热量的影响
25
26
各种对流换热比较
27
6
28
5、热质交换同时进行时的求解方法（2）
问题模型：（图） 流体流过平壁面，壁面和主流流体存在 温差，浓度差。 可作的简化：一维稳态、常物性。
qm mi c pi (T T0 ) M i N i c pi (T T0 )
i 1
i 1
m
m
有温差的过程（两部分组成）
热量传递方程式
qT qm qh
dT qh dy
qh hT
14
2、传递模型
通过静止气层传质系数：
hm ( A,0 A, ) DAB p pB , m
q2 (NAMACpA NBMBCpB )(t t 0 )
q4 (NAMACpA NBMBCpB )(t dt t 0 )
微元体能量守恒：
q1 q 2 q3 q 4
16
d 2t dt 2 (M A N AC pA M B N BC pB ) 0 dy dy
dt 1 分离变量，积分 [hC0 (t t0 ) qt ]dy
30
dt 1 [hC0 (t t0 ) qt ]dy
t2
t1
d [hC0 (t t0 ) qt ] hC0 [hC0 (t t0 ) qt ]
dy
0
[hC0 (t2 t0 ) qt ] ln{ } hC0 [hC0 (t1 t0 ) qt ]
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4.欲测定气流的温度，但现有的温度计惟恐量程不够高，因此 在温度计的头部包了一层湿纱布，然后测得温度计的读数为35 ℃。
5.在总压力为1.0132×105Pa的湿空气中，用一干湿球温度计测 得的温度分别为26℃和20℃。 6.设空气只由O2和N2组成，它们的分压比为0.21：0.79，它们 的质量比是多少? 7.容器中有温度为25℃的CO2和N2的混合物，每种组分的分压 均为1×105Pa。 8.讨论由n种组分组成的理想气体混合物。
2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4
同时进行传热与传质的过程和薄膜理论 同一表面上传质过程对传热过程的影响 路易斯关系式 湿球温度的理论基础
图2-3 滞流流体薄膜内实际的浓度、速度分布
图2-4 壁面处滞流层传热传质示意图 a)滞流流体薄层中的温度、浓度分布示意图 b)微元体内热平衡
图2-5 传质对传热的影响关系示意图
2.1.3 对流质交换的斯坦顿数Stm
2.1.4 路易斯数Le
2.2 动量、热量、质量传递方程
2.2 动量、热量、质量传递方程
2.3 三传类比规律
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4
雷诺类比律 契尔顿—柯尔本类比律 热量、质量传递同时存在的类比关系 对流质交换的准则关联式
2.3.1 雷诺类比律
第2章 2.1 对流质交换过程的相关准则 2.2 动量、热量、质量传递方程 2.3 三传类比规律 2.4 热质传递模型
2.1 对流质交换过程的相关准则
2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4
施密特数Sc 舍伍德数Sh 对流质交换的斯坦顿数Stm 路易斯数Le
2.1.1 施密特数Sc
2.1.2 舍伍德数Sh
2.4.3 路易斯关系式
图2-6 紊流热质交换示意图
复习思考题和习题 1.定义施密特数和路易斯数，从动量传递、传热和传质类比的 观点来解释它们的物理意义。 2.在标准状态下空气中的氨气被潮湿的圆管壁面所吸收，含氨 空气是以5m／s的流速横向掠过湿圆管壁，如果查不到这种情 况下的质交换计算式，乃从热交换与质交换的类比律出发，对 相同尺寸的圆管以5m/s的气流作对流换热试验，测得壁面的表 面传热系数α=56W/(m2·℃)，试计算此湿壁面吸收氨气的对流 质交换系数。 3.空气流进内径为25mm、长1 m的湿壁管时的参数为：压力1.0 132×105Pa，温度25℃、含湿量3g/kg干空气。
9.讨论一个封闭圆筒形容器中的空气，此圆筒形容器的轴线是 垂直的，容器的两端保持在不同的温度。 10.在直径100mm及壁厚2mm的钢制球形容器中储存了10×105P a和27℃的氢气。 11.在从气流中分离氦的过程中利用了一个塑料薄膜。 12.估算在350K和1atm(101.325kPa)下的氨—空气和氢—空气这 两种二元气体混合物的扩散系数值DAB。 参考文献
2.4.4 湿球温度的理论基础
图2-7 湿球温度计
2.3.3 热量、质量传递同时存在的类比 关系
2.3.4 对流质交换的准则关联式
1.流体在管内受迫流动时的质交换 2.流体沿平板流动时的质交换
2.3.4 对流质交换的准则关联式
1.流体在管内受迫流动时的质交换
图2-1 Sh=f(Re,Sc)
2.流体沿平板流动时的质交换
图 2-2
2.4 热质传递模型