传热传质基本理论

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（5） 温度对扩散系数的影响
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§3-6 流体和多孔介质中的扩散和扩散 系数
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多孔介质中的弥散传质
The origin of dispersion（弥散）
Physically, a non-constant advecting velocity occurs in porous media with disturbance near pore wall. Parts of the material are carried faster than others, so that the distribution gets stretched and distorted. This results in sharp gradients perpendicular to the flow, which diffusion can then iron out. The combination of a shearing advection velocity with weak diffusion can lead to quite effective mixing.
microscopic equations reads the spatial deviation: u~ j 0 x j
D D u ~i t xj(u ~juif u ~iu ~j)1f x ~ pi xj( x u ~ij u ~ xij)
Kuif b2(ukfukf)0.5uif
传热传质基本的理论
（Heat and Mass Transfer Theory）
第三章 传质理论
§3-1 概述
在材料加工、化工、冶金、低温工程、空间技术 等领域中，质量传输是很重要的过程。
许多加工工艺的单元操作，如加热、溶解、焊接、 表面热处理等，也都涉及传质过程。
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传质现象的八种形式:
u~kc~f
jk1
cf xj
ij can be written as a function of Ddis
ij
1 uif ujf Ddis | uf |2
Equation (*) now can be written as: D f x c ~ j x u ~ ij)f D 1 diu ~ siu ~ jfu ~ jc ~ f)
ui (uf f()0 ,,0) ccw(cf cw )g()
where Ddis can be determined.
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§3-7 对流传质
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§3-8 相际传质
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The solubility of gas in the liquid
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自由度 F 是当系统为平衡状态时，在不改变相的 数目情况下，可独立改变的因素（如温度和压力）。
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Du ~ic~f Dt
(c~u ~jf
uif xj
u ~ju ~if
cf xj
)Df xc~j xu ~ij)f
c~(1f x~ pi xi( xu ~ij u ~ xij))f 0
c ~ ( 1 f x ~ p i x i ( x u ~ i j u ~ x ij)f) C ru ~ jc ~ f u x i j f
xj xj
ujf xi
)
1 Vf
Ain(ip( xuij u xij)n )jdA
(cf
t
百度文库
xjujfcf) xj(Df cxjf
Df V
A cinnijd
A u ~jc ~f)
1 c
VAinD i f xjnjdA
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Subtracting the volume-averaged equations from the
D D c ~ x j t ( u ~ j c f u ~ j c ~ u ~ j c ~ f) x jD f x c ~ j a fh f( c f c s )
where
D
Dt t
ujf
xj
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Note the relationship
D D u ~ic~tc~D D u ~i t u ~i D Dc~t
(1) 浓度梯度引起的分子扩散 (2) 温度梯度引起的热扩散 (3) 压力梯度引起的压力扩散 (4) 除重力外的其它外力引起的强迫扩散 (5) 强迫对流传质 (6) 自然对流传质 (7) 紊流传质 (8) 相际传质
R.B. Bird, Theory of Diffusion, Adv. Chem. Eng., 1956 (1) 170.
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Theoretical analyses
Volume average
1 dV V Vf
Intrinsic average
f 1 dV f
Vf Vf
f ~ 1 dA V Aint
Microscopic governing equations
Schematic of a porous media
D f x c ~ j x u ~ ij)f jk u ~ iu ~jfu ~ kc ~f
(*)
(1 C r)c ~ u ~ jf u x i jf u ~ ju ~ if( c x j f j k u ~ k c ~ f) 0
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Thus the last equation can be simplified as:
u j 0 x j
u ti xjuju i1 x p i xj
( u i uj) xj xi
c t xj
ujcxj
(Df xcj)
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Volume-averaged macroscopic GEs
u j f 0 x j
uif t
xj
ujf
uif
1f pxi f
(uif
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§3-2 质量传输方式、浓度、物质流
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§3-3 Fick第一定律
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§3-4 Fick第二定律
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§3-5 固体中的扩散和扩散系数
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（4） 化学势驱动下的扩散系数
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