传输原理教案 (第12章) 传质

3. 应用：
可以通过公式（12-9）来计算扩散系数。 条件：通过实验测得N和取样分析平板不同厚度上 气体浓度值，得到dc/dx值。
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第12章 扩散传质
二. 气体通过圆筒壁的扩散 p273
问题描述：圆筒内壁表面和外表面 层上的气体平衡浓度分别为 C1， C2 ，且C1大于C2 ，气体通过圆筒 壁的互扩散系数D为一个与浓度无 关的常数。即稳定扩散时。 问题分析：通过半径为r, 厚度为dr 的圆筒微元的稳定态气体扩散速率 按照菲克第一定律计算。
公式中， K为传质系数， Cs为平板表面上i物 质的浓度。
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12.2.3 表面浓度恒定无限厚物体的不稳定扩散 (p279)
在时间tc内通过单位表面的扩散通量：公式（12-35：
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12.2.4 扩散偶中的扩散 12.2.5 固态相变扩散 12.2.6 晶枝偏析均匀化
1.问题描述：薄壁两侧表面上平衡浓度为 C1 C2, 且C1 大于C2, 气体通过金属板的互扩散系数D为一个与浓 度无关的常数。即稳定扩散时，气体组分在平板厚度 上呈线性分布。
2. 问题分析：由菲克第一定律推出：通过平板中薄 层微元dx的扩散传质通量为：
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平板面积为A，通过气体平板渗透的总流量为：
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第十二章 扩散传质 p269
12.1 稳定扩散 稳定扩散概念：传质体系内组分浓度不随时间变 化的扩散，称为稳定扩散。 12.1.1 气-气稳定扩散 (p269） 二元气体混合物中， A、B两组分以大小 相等，方向相反的通量进行扩散。（扩散通量 JA= -JB）, 在这种稳定态的等摩尔逆向扩散过 程中，系统内各处的总压力p或总摩尔浓度C保 持不变。
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第十二章 扩散传质
（p269）
一、扩散传质是由体系中浓度差（化学势差）引起 的质量传输。 （也叫传导传质） 二、 金属热态成形常常会遇到扩散传质的现象。 三、本章主要分析 3方面的问题： （1）稳定扩散； （2）不稳定扩散； （3）金属件热处理的扩散传质问题。
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研究不稳定扩散的方法：
基本概念，基本定律，微分方程，边界条件和 求解方法的研究都与不稳定导热类似。
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12.2.1 表面浓度恒定无限大平板内的扩散 (p277)
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12.2.2 表面浓度变化无限大平板内的扩散 (p278) 公式（12-26）：通过表面向固体内部的扩 散传质通量应该等于气体中向平板表面传 质的通量。
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12.1.2 液-气稳定扩散 (p270) 现象：金属液保温时， 较大活性的金属元 素向金属液面上大气扩散，有烧损情况出 现。 假设：假设金属液和大气内组分的扩散速 度都大于通过液面向大气的扩散速度，就 可以把这种扩散看作稳定态扩散。 讨论：p270 (12-6) 斯蒂芬（Stiven）定律的 微分式。
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结论公式：
圆筒壁厚度上的浓度分布公式：
通过圆筒壁的扩散传质速率为:
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已知扩散系数D的情况下，透过圆筒壁 的气体扩散速率为:
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12.2 不稳定扩散 p276
不稳定扩散概念： 传质体系内组分浓度随时间发生变 化的扩散，叫做不稳定扩散。

Hale Waihona Puke Baidu
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实际应用时，可以将公式（12-6） 积分， 同时将p看作常数，得到：
摩尔迁移率的求解公式（12-7）
P 271 例题（自己看）
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12.1.3 气体通过固体层的扩散 ——气体渗透 ( p271) 一. 气体通过平板金属箔的扩散（典型的稳定扩散的例子）
(p281) 看 (p282) 看 (p284) 看
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