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4、奇尔顿－科尔伯思类比 或 式中，jD ——传质的j因子. 适用条件：气体或液体 0.6＜Sc＜2500 完整的奇尔顿一科尔伯思类比关系式为： 式中，jH ——传热 j 因子 适用条件：平板流动或其它没有形状阻力存在的几何形体 第12章 对流传质 ↑ ↓ 对有形状阻力的体系： 或 适用条件：0.6＜Sc＜2500；0.6＜Pr＜100。 类比关系式的适用于：光滑直管内充分发展的稳态湍流，为近 似值。 第12章 对流传质 ↑ ↓ 12.5 对流传质系数的实验关联式 12.5.1 平板和球的传质 引用 j 因子的表达式为: 第12章 对流传质 ↑ ↓ * * * 第12章 对流传质 第12章 对流传质 ↓ 12.1 对流传质的基本概念_ 12.1.1 对流传质系数 12.1.2 表示传质特性的相似准数 12.3 圆管内的层流对流传质_ 12.2 传质系数模型_ 12.2.1 薄膜理论 12.2.2 渗透理论 12.2.3 表面更新理论 12.4 动量、热量和质量传输的类比_ 12.4.1 湍流传输的类似性 12.4.2 三种传输的类比 第12章 对流传质 12.5 对流传质系数的实验关联式_ 12.5.2 管内湍流传质 12.5.3 液滴和气泡内的传质 12.5.1 平板和球的传质 ↑ 第12章 对流传质 12.1 对流传质的基本概念 12.1.1 对流传质系数 对流传质通量密度 本章要解决的关键问题：确定对流传质系数kc ↓ 式中 NA——组分A的摩尔通量密度（mo1·m-2·s-1）; ΔcA——组分A的摩尔浓度差. ΔcA=cAw- cA∞，单位为 mol／m3; kc——以 为基准的对流传质系数（m／s）. 对流传质——运动流体与固体壁面之间，或不互溶的两种运动 流体之间发生的质量传递过程。 第12章 对流传质 流体流过固体表面时，有 对流传质通量 = 贴壁处流体的分子传质通量 分子传质通量： 联立式（12.1）和式（12.2）可得: ↑ 贴壁处流体静止不动 第12章 对流传质 12.1.2 表示传质特性的相似准数 施密特数Sc——动量扩散率与质量扩散率的比值 路易斯数Le——热扩散率与质量扩散率的比值 动量扩散率 热量扩散率 质量扩散率 ↑ 第12章 对流传质 12.2 传质系数模型 12.2.1 薄膜理论 薄膜理论认为：对流传质 的阻力主要存在于界面上所形 成的流体薄膜内 等效边界层δ ↓ ↑ 第12章 对流传质 界面处，只存在分子扩散，其传质通量为： 如果通量用对流传质系数表示，则： 由此可见， 即kc与DAB的一次方成正比。 ↑ 将前式代入，则有： ↓ 第12章 对流传质 12.2.2 渗透理论 渗透理论认为：两相间的传质 是靠流体的体积元短暂地、重复地 与界面有接触而实现的。 把体积元与界面间的传质当 作一维半无限大的非稳态扩散 过程，其初时和边界条件为： ↑ ↓ 第12章 对流传质 其传质通量为： 如果用对流传质系数表示通量， 由此可见， 即kc与DAB的平方跟成正比。 式中 te——体积元与界面接触的平均寿命（时间） 可参见式（6.45） ↑ ↓ 第12章 对流传质 12.2.3 表面更新理论 表面更新理论认为：每个体积元与表面接触的时间在零到无穷大之间变动。 平均传质通量为： 又传质系数定义式为： 因此， 即kc与DAB的平方根成正比。 式中，S—表面更新率，试验测定的常数（s与流体动力学条件及系 统的几何形状有关）。 实际传质时， ↑ 12.3 圆管内的层流对流传质 层流流动的传质进口段长度L0为 L0=0.05dReSc (12.12) 湍流流动时，传质的进口段长度为 L0=50d (12.13) 没有化学反应 、不可压缩流体的质量 传输微分方程 为 参见图7.12 ↑ ↓ 第12章 对流传质 （12.14）式在柱坐标系中的表示形式为 稳态对流传质 ，式（12.15）可简化为 ↓ ↑ 第12章 对流传质 充分发展的管内层流 ，其速度分布已由第四章得出，即 ↑ 代入上式，得 ↓ 第12章 对流传质 ↑ ↓ 边界条件: r = 0, （对称性） （12.17b ） 代人式（12.16）可得: 将 第12章 对流传质 ∵管内层流对流传质的方程和边界条件与对流换热的方程及边 界条件类似。 ↑ ↓ 第12