第二章热质交换理论
《热质交换原理与设备》课后答案
末状态为35℃时 =129 kJ/kg(干空气) =36.5g/kg(干空气)
△d=36.5-4.3=22.2 g/kg(干空气)所以从被干燥的物体中吸收1 kg水分时所需的干空气量G=1000/32.2=31 kg加热量Q=G △i=31 (129-62)=2077 kJ
4、（1）会有凝结水产生。
（2）由附录4—1可知：当房中漏点温度为9.5℃而冷水管表面温度为8℃ 所以会有凝结水产生。
（3）若想管道表面不产生凝结水，则可以对房间内空气进行除湿。
5、由附录4—1可知：湿空气20℃ =50%时，i=39kJ/kg(干空气)；
湿空气15℃， =90%时，i=39kJ/kg(干空气)； 所以空气的焓值没有发生变化。
潜热交换量以空气初状态的露点温度T2为界，由T1=30℃ ，水蒸汽的分压力为2000Pa得Ts=21.4℃T2=17.5℃
水温t 50℃30℃18℃10℃
传热方向气←水 气←水气→水 气→水
传质方向 气←水 气←水气←水 气→水
18、解：（a）常压下气温为30℃，湿球温度为28℃，由附录4—1得 =23g/kg(干空气)
（b） ， 的浓度梯度沿垂直方向空气由下部向上部运动，有传质过程。
18、解；
19、解：
20、解：氨---空气
氢—空气
22、解、
质量损失
23、解： 扩散系数
25、解、该扩散为组分通过停滞组分的扩散过程
整理得
分离变量，并积分得 得
27、解：
查表得当温度为27 时，
28、解：（a）当温度为23 时， =0.021214
《热质交换原理与设备》课程教学大纲(本科)
热质交换原理与设备(Principle and Equipment of Heat and Mass Transfer)课程代码：02410040学分：2.0学时：32 （其中：课堂教学学时：28实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：《传热学》、《工程热力学》、《流体力学》适用专业：建筑环境与能源应用工程教材：热质交换原理与设备，连之伟，北京：中国建筑工业出版社，第四版一、课程性质与课程目标（一）课程性质《热质交换原理与设备》是具有承上启下意义，同时起到连接相关专业基础课与专业课桥梁作用的专业基础课。
它是在《传热学》、《流体力学》和《工程热力学》的基础上，将专业中《冷热源工程》、《暖通空调》、《热泵原理与应用》等专业课中涉及流体热质交换原理及相应设备的共性内容抽出，经综合、充实和系统整理而形成的一门专业基础课程。
此课程兼顾理论知识和设备知识，培养学生较全面掌握动量传输、热量传输及质量传输共同构成的传输理论的基础知识，掌握本专业中的典型热质交换设备的热工计算方法，为进一步学习本专业的专业课程打下坚实的基础。
（二）课程目标课程目标1:掌握传质的理论基础，包括传质的基本概念，扩散传质、对流传质的过程及分析, 相际间的热质传递模型。
课程目标2：理解传热传质的分析和计算知识，包括动量、热量和质量的传递类比，对流传质的准则关联式，热量和质量同时进行时的热质传递；学会运用所学知识分析实际问题。
课程目标3：熟悉空气热质处理方法，包括空气处理的各种途径，空气与水/固体表面之间的热质交换过程及主要影响因素，吸附和吸收处理空气的原理与方法，用吸收剂处理空气和用吸附材料处理空气的原理与方法；学会理论联系实际，分析环境控制领域常用的空气热质处理原理。
课程目标4：掌握热质交换设备的热工计算方法，包括间壁式热质交换设备的热工计算，混合式热质交换设备的热工计算和复合式热质交换设备的热工计算，能够针对具体需求对常见热质交换设备进行设计计算和校核计算。
热质交换原理与设备
质量通量用绝对速度表示A A A u m ρ=用扩散速度表示()u uA A JA -=ρ摩尔通量用绝对速度表示A A A u C N =用扩散速度表示)(M A A A u u C J -=传质通量是单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量，传质通量等于传质速度与浓度的乘积。
)(/1B B A A u u u ρρρ+=质量传质：分子传质又称为分子扩散，它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。
对流传质：指避免和运动流体之间或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。
分子扩散和对流扩散的总作用成为对流传质交换斐克定律（扩散基本定律）—在浓度场不随时间变化的情况下，组分A 向组分B 的扩散通量与组分A 的浓度梯度成正比，表达式：质量扩散通量dzB d D BA jB dz A d D AB ja ρρ-=-=,摩尔扩散通量dZdCB D BA JB dZ dCA D AB JA -=-=,两组分扩散系统有：JB JA jb jA -=-=,所以扩散系数D D BA D AB ==注：菲克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程，其传递的速度为扩散速度，一般表达式：)(B A A z A A m m a d d D m ++-=ρ M M a A A = )(B A A Z CA A N N x d d D N ++-= nn x A A =组分的实际传质通量=分子扩散通量+主题流动通量。
扩散系数：物质的分子扩散系数表示它的扩散能力，是物质的物理性质之一，定义：扩散系数是沿扩散方向，在单位时间浓度降得条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数，单位㎡/s 。
浓度边界层决定了对流传质，如果在表面处流体中的某种组分A 的浓度S A C ,和自由流体的∞,A C 不同，就将产生浓度边界层，它是存在浓的梯度的流体区域，并且它的厚度c δ被定义为[][]99.0/,=--∞AS A S A C C C C 时的y 值，在表面和自由流的流体之间的对流造成的组分的传递是由这个边界层中的条件决定的。
《热质交换原理与设备》习题答案(第3版)
第二章 传质的理论基础3、从分子运动论的观点可知：D ∽312p T -两种气体A 与B 之间的分子扩散系数可用吉利兰提出的半经验公式估算：410D -=若在压强5001.01310,273PPa T K =⨯=时各种气体在空气中的扩散系数0D ，在其他P 、T 状态下的扩散系数可用该式计算32000P T D D P T ⎛⎫= ⎪⎝⎭（1）氧气和氮气：2233025.610/()32o V m kg kmol μ-=⨯⋅=223331.110/()28N N V m kg kmol μ-=⨯⋅=52115233 1.5410/1.013210(25.6)D m s -==⨯⨯⨯+（2）氨气和空气：51.013210P Pa =⨯ 25273298T K =+=50 1.013210P Pa =⨯ 0273T K =3221.0132980.2()0.228/1.0132273D cm s=⨯⨯=2-4、解：气体等摩尔互扩散问题124230.610(160005300)()0.0259/()8.3142981010A A A D N P P kmol m s RT z --⨯⨯-=-==⋅∆⨯⨯⨯错误！未找到引用源。
m 2sR 0通用气体常数单位：J/kmol ﹒K5、解：250C 时空气的物性：351.185/, 1.83510,kg m Pa s ρμ-==⨯⋅6242015.5310/,0.2210/m s D m s υ--=⨯=⨯32420006640.2510/40.08Re 2060515.531015.53100.620.2510o c P T D D m s P T u d v v S D ----⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭⨯===⨯⨯===⨯用式子（2-153）进行计算0.830.440.830.4440.0230.023206050.6270.9570.950.25100.0222/0.08m e c m m sh R S sh D h m sd -==⨯⨯=⨯⨯===设传质速率为A G ，则211220000()()()44ln4A A A m A s A A lA m A s AA s A m A s A dG d dx h d u d du d dx h du l h ρρππρρρρρρρρρρ⋅⋅⋅⋅=-==--=-⎰⎰2-6、解：20℃时的空气的物性：（注：状态不同，D 需修正）353352244200505541.205/, 1.8110,1.013102930.22100.2410/1.0132102730.053 1.205Re 99901.81101.81100.6261.2050.2410o c kg m Pa s P T D D m s P T u dv S D ρμρμρ------==⨯⋅⎛⎫⨯⎛⎫==⨯⨯⨯=⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯（1）用式0.830.440.023m e c sh R S =计算m h0.830.4440.02399900.6260.24100.018750.05m m sh D h d -⨯⨯⨯⨯===（2）用式13340.0395e c sh R S =计算m h134340.0395(9990)(0.626)0.24100.01621/0.05m sh D h m sd -⨯⨯===第3章传热传质问题的分析和计算5、解：040,C 时空气的物性ρυ⨯23-6=1.128kg/m ,=16.9610m /s60e 210R 1.1810u lυ⨯===⨯⨯-616.9610转折点出现在56e 510101.1810e R , 4.24R c x l m μν⨯⨯⨯=== 因此，对此层流---湍流混合问题，应用式（2-157）30.8(0.037870)e c LR S Sh γ=-查表2—4得，定性温度为350C 时，324000.26410O D P T D P T -⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭2m /s40.264100.64c DS υ-⨯⨯===-616.9610360.8[0.037(1.1810)870]0.641548.9LSh γ=⨯⨯-⨯=430.288101548.9 4.4610/10mLL D h Sh m sL --⨯⎛⎫==⨯=⨯ ⎪⎝⎭每2m 池水的蒸发速率为()m A A S A n h ρρ⋅∞=-300C 时，3030.03037/;40,0.05116/A S A S kg m C kg m ρρ⋅⋅'==时()354.4610(0.030370.50.05116) 2.1410m A A S A S n h ρϕρ--⋅⋅'=-=⨯⨯-⨯=⨯6、解：在稳定状态下，湿球表面上水蒸发所需的热量来自于空气对湿球表面的对流换热，即可得以下能量守衡方程式2()s fg H O h T T h n ∞-=其中fg h 为水的蒸发潜热222()H O H O H O m S n h ρρ⋅⋅∞=-22()H O H O ms fgS h T T h h ρρ∞⋅⋅∞=+-又23r P 1m p c h h c S ρ⎛⎫= ⎪⋅⎝⎭ 查附录2—1，当s T =035C 时，水蒸汽的饱和蒸汽压力5808S P=于是 325808180.0408/8314308H OS S sP M kg mRT ρ⨯===⨯0ρ∞=第四章 空气的热湿处理1、（1）大气是由干空气和一定量的水蒸汽混合而成的。
热质交换原理与设备要点总结
<热质交换原理与设备>第一章绪论1．分子传递的三定律3个传递系数、公式、结构上的类似性。
2．紊流传递，分子传递的基本概念基于流态划分的传递现象的两种基本形式。
3．设备的分类以及它们各自的传热机理第二章热质交换过程1．传质定义：分子扩散和对流扩散的概念基于质交换的构因划分的质交换的基本方式对流传质量概念2．5种扩散通量的定义之间的关系扩散通量质扩散通量、摩尔扩散通量、扩散通量向量、绝对扩散通量、相对扩散通量3．斐克定律的其它表示形式质量平均速度与扩散速度4．斯蒂芬定律应用情况；积分形式、微分形式，转化条件（转化为斐克定律）5．扩散系数定义，o D的定义（公式不记），随压强和温度的变化情况6．对流传质的基本公式7．边界层的概念？意义？对流传质简化模型的中心思想。
8．薄膜渗透理论的基本论点、结论（公式、推导不计）9．各准则数的物理意义普朗特，施密特，刘伊斯10．类似律的本质：阐述三传之间的类似关系（建立了…和之间的关系）11．同一表面上传质对传热的影响，对壁面热传导和总传热量影响相反由（2-90）和图2-16来分析影响12．刘伊斯关系式的表达式和意义第三章相变热量交换原理1．什么是沸腾放热的临界热流密度？有何意义？2．汽化核心分析3．影响沸腾换热的因素4．影响凝结现象的因素第四章空气热质处理方法1．麦凯尔方程的意义，热质交换设备的图解方法。
2．空气与水直接接触时热湿交换的原理，显热，潜热推动力，空气状态变化过程，实际过程3．吸收吸附法较之表冷器除湿的优点。
4．干燥循环的3个环节5．吸附剂传质速度的影响因素。
6．吸附原理：表面自由焓7．动态吸附除湿的再生方式8．吸附除湿空调系统9．吸收原理：气液平衡关系第五章 其它形式的热质交换1．空气射流的种类、特点等温自由射流的速度衰减。
非等温射流温度边界层，速度边界层，浓度边界层的特性。
起始段，主体段2．回风口空气衰减规律3．送风温差第六章 热质交换设备1．表冷器的热工计算(1)传热系数与哪些因素有关 迎面风速，析湿系数，水流速(2) 效能—传热单元法 主要原则，几个参量的意义2．喷淋室的热工计算（1）影响喷淋室热交换效果的因素。
热质交换原理与设备名词解释及课后第二章习题
名词解释热舒适性（人体对周围空气环境的舒适热感觉）、绝热饱和温度(绝热增湿过程中空气降温的极限)、传质通量（单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量）、扩散系数(沿扩散方向在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数、)空气调节（利用冷却或者加热设备等装置，对空气的温度和湿度进行处理，使之达到人体舒适度的要求）、新风（从室外引进的新鲜空气，经过热质交换设备处理后送入室内的环境中）、回风（从室内引出的空气，经过热质交换设备的处理再送回室内的环境中）、露点温度(指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下冷却到饱和时的温度)、机器露点(空气在机器上结露产生凝结水的温度值)、分子传质(由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)（扩散传质）、对流传质(：是流体流动条件下的质量传输过程)、质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)、浓度边界层（质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层）、速度边界层(质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层)、热边界层流体流动过程中.在固体壁面附近流体温度发生剧烈变化的薄层、雷诺类比（对流传热和摩擦阻力间的联系）、宣乌特准则数(流体传质系数hm和定型尺寸的乘积与物体的互扩散系数（Di）的比值)、施密特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的扩散系数（D）的比值)、普朗特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的导温系数a的比值)简要回答问题1、什么叫冰蓄冷空调？其系统种类有哪些？冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量2、根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为哪几类？试说明他们各自的特点？水冷和风冷冷凝器水冷，空冷，水—空气冷却以及靠制冷剂蒸发或其他工艺介质进行冷却的冷凝器。
采用水冷式冷凝器可以得到比较低的温度，这对制冷系的制冷能力和运行经济性均比较有利。
第2章热质交换过程
类似导热
类似对流换热
本节主要内容
分子传质 （分子扩散）
传质
对流传质 （紊流扩散为主）
定义 机理 公式
2.2 扩散传质
2.2.1 斐克定律（Fick’s law）
1、定义：在浓度场不随时间而变化的稳态扩 散条件下，当无整体流动时，组成二元混合 物中组分A和组分B发生互扩散。其中组分A 向组分B的扩散通量(质量通量j或摩尔通量J) 与组分A的浓度梯度成正比。 2、表达式： dC dρ
du τ = −µ dy
dt q = −λ dy d (ρu ) τ = −ν dy
q = −a
d (ρC p t ) dy
斐克定律
m A = − DAB
dρ A dy
2.5.1 三种传递现象的类比
2、湍流传递性质
在湍流流动中，除分子传递现象外，宏观流体 微团的不规则掺混运动也引起动量、热量和质 量的传递，其结果从表象上看起来，相当于在 流体中产生了附加的 “ 湍流切应力 ” ， “ 湍流热 传导”和“湍流质量扩散”。 湍流传递的强度要比分子传递的强度大得多。 湍流流动的理论分析至今仍远未彻底解决，目 前主要还是依靠实验来解决。
第2章 热质交换过程
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 传质概论 An introduction to mass transfer 扩散传质 Mass diffusion 对流传质 Convective mass transfer 相际间的对流传质模型 动量、热量和质量传递类比 对流传质的准则关联式 热量和质量同时进行时的热质传递
2.5.2 三种传递过程的典型的微分方程
1、方程
热质交换原理与设备复习重点
三种传递现象：动量传递τ=﹣μdu／dy，热量传递q=﹣λdt／dy,质量传递m A=﹣D AB dC A／dy。
统一公式：FDφ’=﹣Cdφ／dy。
传质的通量：单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量，等于传质速度与浓度的乘积。
质量传递的基本方式：分子传质和对流传质。
分子扩散可以因浓度梯度、温度梯度或压力梯度而产生，或者是因对混合物施加一个有向的外加电势或其他电势而产生。
分子扩散有两种形式：双向扩散（反方向扩散）和单向扩散（一组分通过另一停滞组分的扩散）。
等分子反方向扩散：设由AB两种组分组成的二元混合物中，组分AB进行反方向扩散，若二者扩散的通量相等。
组分A通过停滞组分B进行扩散：设组分AB两组分组成的混合物中，组分A为扩散组分，组分B为不扩散组分（停滞组分）。
对流传质：是指壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递，分子扩散与对流扩散两者的共同作用称为对流质交换。
液体中的分子扩散速率远低于液体中分子扩散速率原因：由于液体分子之间的距离较近，扩散物质A的分子运动容易与邻近液体B的分子相碰撞，使本身的扩散速率减慢。
固体扩散现象：固体物料的干燥、固体吸附、固体除湿。
固体中的扩散包括气体，液体和固体在在固体内的分子扩散固体扩散的分类：①与固体内部结构基本无关的扩散②与固体内部结构基本有关的多孔介质中的扩散。
当扩散物质在多孔管道内进行扩散时，其扩散通量与扩散物质本身的性质和孔道尺寸密切相关。
物质的分子扩散系数表示它的扩散能力，是物质的物理性质之一。
扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质的种类及其温度和压力。
与气体的浓度无关，并随气体温度的升高和总压力的下降而加大，原因：随着气体温度的升高，气体分子的平均运动动能增大故扩散加快，而随着气体压强的升高，分子间的平均自由行程减小，故扩散就减弱。
液相质扩散扩散系数D比气相质扩散的D低一个数量级以上，是由于液体中分子间的作用力强烈地束缚了分子活动的自由程，分子移动的自由度缩小的缘故。
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c－－对流传质简化模型的“停滞层”厚
度
2.3.5 对流传质过程的相关准则数
（1）施密特准则数(Sc)对应于对流传热中的普朗特 准则数（Pr)
Pr / a
Sc
Di
ν: 流体的运动粘度（即动量传输系数） α：物体的导温系数（即热量传输系数） Di：物体的扩散系数
( 2 ) 舍伍德准则数（Sh）对应于对流传热中的努谢 尔特准则数(Nu)
m A,conv m A,dif m A, g m A,st
A [ ( A n ) ( D AB ) A n A ]dV t dV V V
A ( A ) ( DAB ) A nA t
D p p p A, 2 D p p B,2 m ln ln A R AT h p p A,1 R AT h p B ,1
D R AT D R AT
p p B , 2 p B ,1 h p B ,m D P p p A,1 p A, 2 (C A,1 C A, 2 ) h PB ,m h pB ,m
2.2.5 扩散系数
扩散系数是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度降 的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量 或摩尔数，即
MA nA D d A dC A dy dy
表2-1 气--气质扩散系数和气体在液体中 的质扩散系数D (m2/s) 气体在空气中的D，25℃，p=1atm
y 0
2.3.2 浓度边界层
浓度边界层的概念
浓度边界层 δc被定义为 [(CAs-CA）/（CAs-CA∞）]= 0.99时的y值
边界层的重要意义
由于边界层的引入，可以大大简化讨 论问题的难度。我们可以将整个的求解区 域划分为主流区和边界层区。在主流区内， 为等温、等浓度的势流，各种参数视为常 数；在边界层内部具有较大的速度梯度、 温度梯度和浓度梯度，其速度场、温度场 和浓度场需要专门来讨论求解
PA
PB
h
1
1
0
P
PA1
PB1
水面蒸汽向空气中的扩散
对静坐标的净质扩散通量对水蒸气和空气分别为：
D m m A C A A R AT D m m B C B B RB T
dp A pA dy R AT dpB pB 0 dy RB T
斯蒂芬﹙J. Stefan﹚定律的表达式
液相，20℃，稀溶液
氨-水
CO2-水
1.75×10-9
1.78×10-9
氯化氢-水
氯化钠-水
2.58×10-9
2.58×10-9
O2 -水
H2-水
1.81×10-9
5.19×10-9
乙烯醇-水
CO2-乙烯醇
0.97×10-9
3.42×10-9
表2-2 气体在空气中的分子扩散系数D0（ cm2/s）
p A dp A D dp A D m A R AT dy p p A R AT dy
D 1 R AT
pA p pA
D p dp A dp A R AT p p A DY dy
边界条件
y 0,
y h,
可得
p p A,1 p B ,1
p p A, 2 p B , 2
质量分数 摩尔分数
MA aA M nA xA n
2.1.2 传质的速度和扩散通量
uA u u A um u A um
uA u
扩散通量
• 以绝对速度表示的质 量通量 • 以扩散速度表示的质 量通量
m A Au A
mB B u B
j A A u A u
扩散基本定律—斐克定律：
d A j A DAB dz
J A DAB dCA dz
kg/m2 s
kmol/m2 s
A
－－组分A的质量浓度
C A －－摩尔浓度
DAB －－比例系数，称分子扩散系数
jA , J A
扩散物质A的质量扩散通量 和摩尔扩散通量
组分的实际传质通量=分子扩散通量+主体流动通量
气体
H2 N2 O2 CO2
D0
0.511 0.132 0.178 0.138
气体
SO2 NH3 H2O HC1
D0
0.103 0.20 0.22 0.13
表2-2列举了在压强、温度T0=273K时各种气 体在空气中的扩散系数D0，在其它p、T状态 下的扩散系数可用下式换算
p0 T D D0 T p 0
氨-空气
2.81×10-5
苯蒸汽-空气
甲苯蒸气-空气
0.84×10-5
0.88×10-5
水蒸气-空气 2.55×10-5
CO2-空气
O2 -空气
1.64×10-5
2.05×10-5
乙醚蒸汽-空气
0.93×10-5
甲醇蒸汽 -空气 1.59×10-5
H2-空气
4.11×10-5
乙醇蒸汽-空气
1.19×10-5
图 2-10
有效边界层
2-10 有效边界层
按斐克第一定律于图2-10所示的边界条件下 积分，得到传质通量的计算式为
Di mi (C f C w ) c
kg/m s
2
i
Di
－－扩散组分（i)于流体中的互扩散系数 D －－散组分于流体中的平均浓度，或反映平衡浓度
Cf
Cw －－扩散组分于固体表面上的浓度或平衡浓度
2.3.3 湍流传质的机理
• 组分A的主体平均浓度定义为：
2.3.4 对流传质的数学描述
因为边界层厚度一般很小，可利用下面的不等式
u
u u , , y x y x T T y x
速度边界层
温度边界层 浓度边界层
C A C A y x
第二章
热质交换过程
2．1 传质概论
2．2 扩散传质
2．3 对流传质
2．4 相际间的对流传质模型
2．5 动量、热量和质量传递类比
2．6 对流传质的准则关联式
2．7 热量和质量同时进行时的热质传递
2.1
传质概论
2.1.1 混合物组成的表示方法
质量浓度
MA A V
MB B V
i －－ 在单位容积中所含某组分的质量，
2.2.3.1 液体中的扩散通量方程
dC A C A N A N B N A D dz C
dCA C A N A N B N A D dz Cav
2 1 1 C av M M M av 2 1 2
hm l Sh Di
α: 对流传热系数
λ：物体的导热系数 l: 定型尺寸系数 hm: 对流传质系数 Di：物体的扩散系数
l Nu
( 3 ) 传质的斯坦顿准则数(Stm)对应于对流传热 中的斯坦顿准则数St
经简化和近似，总的连续性方程及x方向动量方程可简化为
u u 1 p 2u u 2 x y x y
根据利用速度边界层近似的量级分析，可以表明y动量方 程可简化为
p 0 y
上述简化，能量方程可简化为上述简化，能量方程可简化为
T T T u u a 2 x y y c p y
32
两种气体A与B之间的分子扩散系数可用 (Gilliland)提出的半经验公式估算：
D
1 p VA 3 V
435 .7T
32 13 2 B
1
A
1
B
T －－热力学温度；
p
－－总压强； －－气体A,B的分子量；
摩尔容积
A, B
VA,VB －－气体A，B在正常沸点时液态克
表2-3
2
2
组分的连续性方程变成
C A C A 2C A u DAB 2 x y y
上述简化，能量方程可简化为上述简化，能量方程可简化为
T T T u u a 2 x y y c p y
2
2
组分的连续性方程变成
C A C A 2C A u DAB 2 x y y
D AB
二元混合物的分子互扩散系数相等
DAB DBA D
D p A,1 p A, 2 mA R AT y
mA D
C A,1 C A, 2 y
NA D
n A,1 n A, 2 y
p A,1 p A, 2 D NA A R AT y
2.2.3 液体中的稳态扩散过程
2.2.4.1 与固体内部结构无关的稳态扩散过程
dC A C A N A N B N A D dz C
dCA N A D dz
2.2.4.2 与固体内部结构有关的多孔固体中的 稳态扩散过程
1、婓克型扩散
NA Dp z 2 z1
C A1 C A 2
D DP
对流传质方程
任意表面的速任意表面的速度,热和浓度边界层的开展度,热和浓度边
边界层中组分守恒的微元控制体及能量交换示意图 界层中组分守恒的微元控制体及能量交换示意图
输入流体微元的质量速率 反应生成的质量速率 输出流体微元的质量速率 流体微元内累积的质量速率
控制体中的传质情况
1 D D1 D2 2
2.2.3.2 液体中的等分子反向扩散
NA JA D C A1 C A2 z
浓度分布方程
C A C A1 z z1 C A1 C A2 z1 z2