第四章-對(duì)流流動(dòng)傳質(zhì)課件

質(zhì)量傳輸課件①固體、液體燃料燃燒時(shí)空氣中的O2向燃料表面的傳輸。②高爐中還原氣體CO向礦石表面的傳輸。③轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中氧氣射流中O2向鋼液表面的傳輸。④熔渣氣化脫硫脫磷過程。在有濃度差的條件下，質(zhì)量的傳輸包括以下兩個(gè)方面：①流向傳質(zhì)——隨流體流動(dòng)而遷移的物質(zhì)傳輸；②非流向傳質(zhì)——由分子擴(kuò)散而導(dǎo)致的物質(zhì)傳輸；——由流體液團(tuán)脈動(dòng)而導(dǎo)致的物質(zhì)傳輸?！钪档米⒁獾氖牵河辛鲃?dòng)流體參加的傳質(zhì)過程，流向傳質(zhì)一般發(fā)生在單相中，而非流向傳質(zhì)則發(fā)生在異相間，即，相際傳質(zhì)一般為非流向傳質(zhì)，因?yàn)楫愊嘀g不混合，不易發(fā)生隨流體流動(dòng)而導(dǎo)致的流向傳質(zhì)。質(zhì)量傳輸課件①固體、液體燃料燃燒時(shí)空氣中的O2向燃料表面的傳1質(zhì)量傳輸課件在對(duì)流傳質(zhì)中，濃度邊界層起著十分重要的作用。它和速度邊界層和溫度邊界層相類似，但厚度不一定相等。如圖1、2、3示出了壁面法線方向流體濃度變化示意圖。我們研究的對(duì)流傳質(zhì)問題多數(shù)是指后者，即發(fā)生在相際之間的非流向傳質(zhì)——當(dāng)流體流經(jīng)與其濃度不同的異相表面時(shí)，發(fā)生在兩相之間的傳質(zhì)現(xiàn)象。象速度邊界層和溫度邊界層的定義一樣，當(dāng)流體流經(jīng)異相表面時(shí)，也存在著濃度邊界層。與動(dòng)量傳輸和熱量傳輸相同，邊界層內(nèi)對(duì)流傳質(zhì)阻力最大，會(huì)形成明顯的濃度梯度。如果流動(dòng)是湍流，由于湍流存在指向異相表面的脈動(dòng)，會(huì)有流體質(zhì)點(diǎn)或流體微團(tuán)的宏觀位移，將導(dǎo)致傳質(zhì)通量的大大增加。4.2濃度邊界層的概念質(zhì)量傳輸課件在對(duì)流傳質(zhì)中，濃度邊界層起著十分2質(zhì)量傳輸課件4.3對(duì)流傳質(zhì)所涉及到的準(zhǔn)數(shù)與傳熱中的Pr和Nu相對(duì)應(yīng)的分別是Sc和Sh。除此之外，還有傳質(zhì)斯坦頓準(zhǔn)數(shù)StD，Re，傳質(zhì)格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)GrD。施密特準(zhǔn)數(shù)舍伍德準(zhǔn)數(shù)質(zhì)量傳輸課件4.3對(duì)流傳質(zhì)所涉及到的準(zhǔn)數(shù)與傳熱中的Pr和N3質(zhì)量傳輸課件4.4求解對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的四種方法邊界層微分方程組解析解；邊界層近似積分解；雷諾類比律相似理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)方法質(zhì)量傳輸課件4.4求解對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的四種方法邊界層微分方程4質(zhì)量傳輸課件4.5邊界層微分方程組解析解質(zhì)量傳輸課件4.5邊界層微分方程組解析解5質(zhì)量傳輸課件可見，上述方程組與邊界層傳熱微分方程組在形式上并無區(qū)別。傳熱微分方程可比照速度邊界層的布拉修斯方法求解。求解結(jié)果是：當(dāng)時(shí)，濃度邊界層微分方程解析解也可參照布拉修斯解，結(jié)果為：質(zhì)量傳輸課件可見，上述方程組與邊界層傳熱微分6質(zhì)量傳輸課件時(shí)，Polhousen對(duì)對(duì)流給熱進(jìn)行了修正，指出：將不同Pr準(zhǔn)數(shù)條件下的中的換成，就可以將一組曲線變?yōu)橐粭l曲線。同樣也存在這樣一個(gè)關(guān)系：，如果則不同施密特準(zhǔn)數(shù)條件下的一組曲線就會(huì)變成一條曲線。質(zhì)量傳輸課件時(shí)，Polhousen對(duì)對(duì)流給熱進(jìn)行了修正，指出7質(zhì)量傳輸課件修正后的準(zhǔn)數(shù)方程為：與對(duì)流給熱一樣，也有：質(zhì)量傳輸課件修正后的準(zhǔn)數(shù)方程為：與對(duì)流給熱一樣，也有：8質(zhì)量傳輸課件例題16-1中，推導(dǎo)結(jié)果有錯(cuò)誤。正確的結(jié)果應(yīng)該是：質(zhì)量傳輸課件例題16-1中，推導(dǎo)結(jié)果有錯(cuò)誤。正確的結(jié)果應(yīng)該是9質(zhì)量傳輸課件4.6濃度邊界層近似積分解濃度邊界層近似積分解所用方法與溫度邊界層相同，都是采用馮卡門近似積分法，同樣也有4個(gè)類似的近似：四個(gè)近似處理①在x的方向上②、與x無關(guān)③

④

ξ與x無關(guān)。結(jié)果是：質(zhì)量傳輸課件4.6濃度邊界層近似積分解濃度邊界層近似積分解10質(zhì)量傳輸課件4.7類比律方法雷諾類比結(jié)果是對(duì)流給熱Pr=1：對(duì)流傳質(zhì)Sc=1：質(zhì)量傳輸課件4.7類比律方法雷諾類比結(jié)果是對(duì)流給熱Pr=111質(zhì)量傳輸課件契爾頓-柯爾朋修正：質(zhì)量傳輸課件契爾頓-柯爾朋修正：12質(zhì)量傳輸課件4.8相似理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)方法量綱分析：p420強(qiáng)制對(duì)流：Sh=f(Re,Sc)自然對(duì)流：Sh=f(GrD,Sc)流體流經(jīng)平板：流體流經(jīng)單個(gè)球體：流體流經(jīng)填充床：管內(nèi)湍流傳質(zhì)質(zhì)量傳輸課件4.8相似理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)方法量綱分析：p4213熱量傳輸課件CAw<CA0返回?zé)崃總鬏斦n件CAw<CA0返回14熱量傳輸課件CAw>CA0返回?zé)崃總鬏斦n件CA