第一章-多组分反应流体的基本定律及基本方程.pptVIP

第一节 多组分气体的基本关系式 一、相对浓度 1．S组分的质量相对浓度 2．S组分的摩尔相对浓度 3．二者关系 或 混合气总物质流： ∴ 结论：（1） 即 S 组分的物质流≠S组分的扩散流。 （∵ 中还包括牵连速度的影响） 结论：（2） 即通过混合气微元体表面各组分扩散流的 总和为0，因而扩散流的总和 对混合气整体 运动无影响。 结论：（3） 混合气中 ∴ 各组分扩散速度的总和不为0。 ◆ 输运现象——温差导热、浓差扩散、电位差导电…… ◆ 交叉输运现象——温差导电、温差扩散、浓差导热… ◆ 输运定律通式 的含义： 各种“力”都对某一通量有贡献。 ——各种通量； ——广义力； ——广义输运系数 ：主导输运系数，如粘性系数、导温系数、 扩散系数、导电系数等； ：交叉输运系数，如热扩散系数、浓差导热 系数、温差导电系数等。 * 对通常的有反应的气体系统，大多数情况下，交叉输运现象可以不予考虑。 Newton粘性定律（动量交换） N/㎡ Fourier导热定律（热量交换） W/㎡ Fick定律（物质交换） 对双组分： ——第一种组分相对于坐标的扩散流； ——组分1与2之间的双元分子扩散系数。 对于多元组分 设 则 动量输运 热量输运 质量输运 —— 运动粘性系数，表征动量交换能力； —— 导温系数，表征热量交换能力； —— 扩散系数，表征质量交换能力。 无因次准则： 普朗特数 施密特数 刘易士数 三者关系 第二节 基本守恒方程 ◆ 多组分气体中 控制体积V 表面积S ◆ 某一点的特征量 ——可为密度、动量、能量等。 ◆ 在 时刻，控制体中该特征量的总和： 该量因运动而发生的对时间变化率，即 “真导数” ： （1） （2） 又全导数符号 （3） * （2）（3）代入（1）得（4）式 即 Reynolds输运定理。 （4） S组分质量的变化 控制体中的 扩散 化学反应 变化率 取 由（4）式 由Gauss定理（散度定理）： （由Fick定律 ） 代入（*）式： V 任选： ∴ 时间变化率 牵连变化率 扩散 化学反应 （对流项）