《传递过程导论》PPT课件

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1、传递过程导论化工学院孙志仁管道中的流体流动换热器中的热量交换吸收塔中的质量传递传递现象?前言天然气管道输送节能装修烟气扩散烟气上升高尔夫Golf由绿（Green）、氧气（Oxygen）、阳光（Light）和友谊（Friendship）四个单词组成。流传十五世纪一位苏格兰牧人在放牧时，偶然用一根棍子将一颗圆石击入野兔子洞中，从中得到启发，发明了后来称为高尔夫球的运动。十八世纪开始流传到世界各地，并逐渐奠定了优雅、高贵的形象，作为一种时尚或某种身份的隐约暗示。第一章分子传递现象1.1你了解“流体”吗？1.1.1基本假定—连续介质模型连续介质模

2、型流体微团相对于分子尺度足够大，相对于设备尺度充分小，且连续一片。微团尺度对密度的影响流体内有空隙吗？1.1.2流体受力p压力τ剪切应力静止流体内部p=p0+ρgh流体静力学平衡定律剪切变形剪切变形速率速度梯度加速度随体导数例1-1吊盐水吊盐水中恒定滴速控制面C、B、D、E现象问题物理模型水位降至B面之前（H2-H1）不变，pD恒定，滴速不变。B-C：pC+ρgH1=pB=p0C-D：pD=pC+ρgH2∴pD=p0+ρg（H2-H1）原理：流体静力学平衡定律p=p0+ρgh数学模型解析结果规律结论pD+ρgh+Δp=pE>pM工程联系高

3、位槽流量控制问题探讨课后思考1.农家的烟囱为什么能自动排烟？2.工厂的烟囱为什么造得那么高？1.1.3流体流动截面平均速度体积流率质量流率[m/s][m3/s][kg/s]流体层相对运动产生了内摩擦力τ，宏观表现为流体的“粘性”。1.2分子传递机理1.2.1牛顿粘性定律τyx：剪切应力[N/m2]μ：粘度[N·s/m2]：ux在y方向上的梯度牛顿粘性定律问题探讨剪切应力（τ）与动量（mu）之间有何联系？例1-2平板间流体流动非定常定常一维问题板间定常流动速度分布牛顿粘性定律边界条件速度分布取长1、宽1、厚dy控制体，对定常流动有课后思考4

4、.由奈维-斯托克斯方程(教材P226,式6-10)简化求解例1-2平板间流体的速度分布。3.在单位面积流体表面上标出力F的各个分量及符号。奈维-斯托克斯方程平板间流体的速度分布牛顿流体与非牛顿流体凡符合牛顿粘性定律的流体，称牛顿流体，不符合的称非牛顿流体。牛顿流体：水、空气、甘油、天然气等幂律流体宾汉流体：牙膏、雪花膏等非牛顿流体凯森流体：血液、油漆等假塑性流体：CMC溶液、油墨等胀塑性流体：淀粉糊、阿拉伯树胶等傅立叶定律qx:导热通量[J/m2·s]k:热导率[W/m·K]:温度梯度[K/m]负号表明热量由高温传向低温。1.2.2傅立叶

5、导热定律平壁玻璃内的温度分布通过平壁玻璃的导热速率例1-3玻璃窗散热对多层串联复合平壁热流体对流传热给壁面，平壁内导热传给另一侧壁面，再对流传给冷流体。类似欧姆定律有对多层串联复合圆筒，类似有其中Ai﹑Aj分别为某层圆筒的内外面积例1-4管道保温管道保温最大散热临界半径对R0管道，保温层加厚，起散热作用。当大于C点时，才保温。5.用双层玻璃取代单层玻璃能节省多少能量?6.家用和工业用电热棒结构如图，石英砂层阻碍加热吗？课后思考例1-5大地升温大地初始温度T0，突然暖风吹来，温度升为TW，并维持不变。大地内温度仅沿x方向变化，为一维非定常导

6、热。傅立叶定律解得：式中：erf(η)为高斯误差函数若温度5℃的大地，表面突然升至37℃。⑴.1小时后地表面下0.05m处的温度？⑵.[0，t]与[t,2t]内单位面积传热量之比。已知：大地a=4.65×10-7m2/s。⑴.⑵.1.2.3费克扩散定律JAy:扩散通量[kmol/m2.s]若浓度用ρA表示DAB:扩散系数[m2/s]:浓度梯度例1-6湖水中的氧扩散冰冻的湖面融化，水中的氧含量随时间，沿深度变化。式中：查误差函数表得已知：CA0=3.010-5kmol/m3，CAW=3.0610-4kmol/m3，DAB=1.5810

7、-9m2/s。求：三天后，离湖面0.06m深处的氧浓度。将湖水简化为半无限大平壁，氧扩散为非定常分子扩散。氧浓度为解：例1-7缓释药片的扩散速率在药粒外包覆一层薄膜,药物以分子扩散方式通过薄膜,实现缓释作用。根据质量守恒原理忽略高阶小量，得（CA0、CAW恒定）积分再积分代费克定律得边界条件薄膜内浓度分布缓释速率问题探讨缓释速率的控制药粒浓度CA0，薄膜材料DAB，薄膜厚度δ。课后思考7.缓释化肥和缓释农药有何优点。如何控制其缓释速率。1.3类似现象费克分子扩散定律傅立叶导热定律牛顿粘性定律粘性系数动量浓度热量通量导温系数热量浓度动量通量

8、扩散系数质量浓度质量通量平壁玻璃的导热速率缓释药片的扩散速率平板间流动阻力传递现象的本质三传之间的类似，对传递现象的研究奠定了基础。分子热运动碰撞交换完成传递式中：式中：例1-8半无限大平壁非