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文檔簡介
1、化工傳遞過程總復習傳遞過程原理是以化學工業(yè)及其他過程工業(yè)為研究對象,是在“化工原理”的基礎上,進一步綜合其有關動量、熱量與質(zhì)量傳遞的共同規(guī)律而發(fā)展起來的一門課程。三傳:動量傳遞 熱量傳遞 質(zhì)量傳遞動量傳遞流體輸送、過濾、沉降液體混合等;熱量傳遞物料加熱與冷卻、蒸發(fā)等;質(zhì)量傳遞吸收、萃取、吸附、膜分離等。課程研究方法首先確定物理模型,闡述三傳所遵循的三個基本物理過程的規(guī)律; 建立動量、熱量和質(zhì)量傳遞的基本微分方 程,即建立數(shù)學模型,將已知的物理問題歸納為數(shù)學表達式; 根據(jù)具體問題,確定定解條件; 方程簡化、求解,求出速度、溫度或濃度 分布規(guī)律; 求傳遞速率擴散(分子)傳遞的基本定律牛頓粘性定律傅
2、立葉定律現(xiàn)象方程通量二一擴散系數(shù)X濃度梯度系統(tǒng)與控制體拉格朗日觀點和歐拉觀點流出質(zhì)量速率+流入質(zhì)量速率一積累質(zhì)量速率采用歐拉觀點:在流場中選一微分控制體1直角坐標系連續(xù)性方程2柱坐標系 3,球坐標系連續(xù)性方程的簡化1 ,穩(wěn)態(tài)流動2.不可壓縮流體用應力表示的運動方程奈維一斯托克斯適用條件:牛頓型流體的穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)、可壓 縮或不可壓縮流體、理想或?qū)嶋H流體的流動。.三、流體的運動方程慣性力質(zhì)量力壓力粘性力貝X方向連續(xù)性方程和運動方程聯(lián)立動量傳遞方程的分析方程組求解的分類:(1)對于非常簡單的層流,方程經(jīng)簡化后,其形 式非常簡單,可直接積分求解一解析解;(2)對于某些簡單層流,可根據(jù)流動問題的物理 特
3、征進行化簡。簡化后,積分求解一物理近似解;(3)對于復雜層流,可采用數(shù)值法求解;將方程 離散化,然后求差分解;(4)對于湍流,可先進行適當轉(zhuǎn)換,再根據(jù)問題 的特點,結合實驗,求半理論解。平壁間與平壁面上的穩(wěn)態(tài)層流(1)連續(xù)性方程的簡化公認電八H- HJ =0認 a &(2)運動方程的簡化X方向:前二4 ( dx,二、方程的求解邊界條件(B.C.):(1)(2)> 印<3速度分布為2jua)c當尸。時速度最大拋物線形“max2/Z QX三、平均流速與流動壓降平均流速:壓降:弟=會=。乙 次 乙 3t、圓管中的軸向穩(wěn)態(tài)層流、圓管中的軸向穩(wěn)態(tài)層流(立溝N速度分布 1次 yz z
4、% ck管中心最大流速1 C'.YBX 47鈕dz平均流速 £_壓力降紳于 血 的%L dz K第六章熱量傳遞概論與能量方程熱量傳遞的基本方式,、熱傳導q , dt k A dn二對流傳熱q/A=hAt輻射傳熱四、同時進行導熱、對流和輻射傳熱能量方程(1)不可壓縮流體的對流傳熱(2)固體中的熱傳導固體中的熱傳導若穩(wěn)態(tài)導熱泊松(Poisson)方程若無內(nèi)熱源傅立葉第二定律若無內(nèi)熱源穩(wěn)態(tài)導熱拉普拉斯(Lapl ac e)方程球坐標系的能量方程柱坐標溫度場 能量方程球坐標溫度場能量方程本章討論固體內(nèi)部的導熱問題,重點介紹熱 傳導方程的求解方法,并結合實際情況,探討 導熱理論在工程實
5、際中的應用。、有內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)熱傳導溫度分布方程導熱速率方程溫度分布方程三、二維不穩(wěn)態(tài)熱傳導建立爐壁溫度的結 點溫度方程組四、內(nèi)熱阻可忽略的不穩(wěn)態(tài)導熱TO 氣 t-tb hA3 物體溫度隨時間的變化'(1)a="今=?畢渥數(shù)2 2) Fo = 丁二 傅立葉數(shù)(Fourier number)。 (V/A)t一%=(BlFd)五、忽略表面熱阻的不穩(wěn)態(tài)導熱示例:地面降溫,厚壁物體一側降溫dtd2t二a 彳d9dx2u d=OQ由對于所有X)t=tQ (9<0)JX0< x <oo8< y <oo00< 7 <ooXy4a9)二、質(zhì)量傳遞的
6、基本方式1 ,分子傳質(zhì)(分子擴散)費克定律dpA小一二或de a-f) dA - UAB 7 az2.對流傳質(zhì)Na =3%、傳質(zhì)的速度與通量A的質(zhì)量通量:心一組分A相對于靜止坐標的絕對速度nA 組分A相對于靜止坐標的質(zhì)量通量;B的質(zhì)量通量:= PBUB混合物(A+B)的質(zhì)量通量:1K = 一 (4 % + PbUB) p、傳質(zhì)的速度與通量3 .傳質(zhì)的總通量費克第一 定律通用 表達式一、組分A通過停滯組分B的穩(wěn)態(tài)擴散1 一擴散的物理模型吸收操作氣相主體A+B溶質(zhì)+惰性組分B相界面T- J 液相 三三三三三三三三三三一、組分A通過停滯組分B的穩(wěn)態(tài)擴散數(shù)學模型B.c Z = Z1,CA=CA1 Z = Z2,C A= CA2一、組分A通過停滯組分B的穩(wěn)態(tài)擴散濃度分布方程PbiPaiP =Pa+PbZ足巨離z的PA2二、等分子反方向穩(wěn)態(tài)擴散1 .擴散的物理模型設由A、B組成的二元混合物中,進行反方 向擴散,若二
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