第三章传热传质问题的分析与计算ppt课件.ppt

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1、第三章传热传质问题的分析和计算3.1动量、热量和质量传递类比3.1.1三种传递现象的类比牛顿粘性定律斐克定律傅立叶定律3.1.1.1分子传递（传输）性质动量传递公式表明：动量通量密度正比于动量浓度的变化率。能量传递公式表明：能量通量密度正比于能量浓度的变化率。质量传递公式表明：组分A的质量通量密度正比于组分A的质量浓度的变化率。3.1.2三传方程连续性方程动量方程能量方程扩散方程边界条件为：动量方程或或能量方程扩散方程这三个性质类似的物性系数中，任意两个系数的比值均为无量纲量,即普朗特准则表示速度分布和温度分布的相互关系，体现流动和传热之间的相互

2、联系施密特准则表示速度分布和浓度分布的相互关系，体现流体的传质特性刘伊斯准则表示温度分布和浓度分布相互关系，体现传热和传质之间的联系流体沿平面流动或管内流动时质交换的准则关联式为：3.1.3动量交换与热交换的类比在质交换中的应用雷诺类比当Pr=1时----摩擦系数以上关系也可推广到质量传输，建立动量传输与质量传输之间的雷诺类似律当Sc=1，即ν=D时柯尔本类似律普朗特类似律卡门类似律契尔顿和柯尔本发表了如下的类似的表达式：适用条件的气体或液体传热因子JH，传质因子JD对流传热和流体摩阻之间的关系，可表示为：对流传质和流体摩阻之间的关系可表示为：实

3、验证明JH、JD和摩阻系数Cf有下列关系由JH=JD可以将对流传热中有关的计算式用于对流传质热、质传输同时存在的类比关系得到成立条件：0.6

4、时相应的质交换准则关联式为紊流时相应的质交换准则关联式应是3.3热量和质量同时进行时的热质传递在等温过程中，由于组分的质量传递，单位时间、单位面积上所传递的热量为Ni－－－组分的传递速率t－－－组分的温度Mi－－－组分的分子量t0－－－焓值计算参考温度Cp,i－－－组分的定压比热3.3.1同时进行传热与传质的过程如果传递系统中还有温差存在，则传递的热量为(a)(b)滞留层内浓度分布示意图(a)V(y)=0(b)v(y)≠0对于通过静止气层扩散过程的传质系数就可表示为在热量传递中也有薄膜传热系数(a)滞留层中的温度、浓度分布示意图(b)微元体内热平

5、衡3.3.2同一表面上传质过程对传热过程的影响进入微元体的热流由两部分组成(1)由温度梯度产生的导热热流为(2)由于分子扩散，进入微元体的传递组分A、B本身具有的焓为流体滞留薄膜层内的温度分布必须满足两边除以薄膜传热系数h定义，阿克曼修正系数C0与假定传质方向（壁面向流体）一致为正边界条件得到流体在薄膜层内的温度分别为壁面上的导热热流为在无传质时，C0=0,可知温度t为线性分布，而且总热流量应为因此得上式表明，传质的存在对壁面导热量和总传热量的影响方向是相反的传质对传热的影响关系示意图由图可知，当C0为正值时，壁面上的总热流量明显减少，当C0值接

6、近4时，壁面上的总热流量几乎等于零。由于可知因传质的存在，传质速率的大小与方向影响了壁面上的温度梯度，从而影响了壁面上的总传热量。普通冷却过程及三种传质冷却过程示意冷凝器表面和蒸发器表面的热质交换过程假定在传递过程中，只有组分A凝结，则冷凝器表面的总传热量为根据契尔顿-柯尔本类似律，得得进入冷凝器的总热量，应该等于冷凝器内侧的冷却流体带走的热量3.3.3刘伊斯关系式在相同的雷诺数条件下，根据契尔顿-柯本尔热质交换的类似律因为在空调温度范围内，干空气的质量浓度变化不大，故因此在空气温度范围内对于水-空气系统所以刘易斯关系式成立的条件：（1）0.6<

7、Pr<60,0.6

8、对传热过程影响不大，所以级数只取前两项，简化为考虑到干、湿球温度相差不大，因此在此温度范围内，湿空气的定压比热与汽化潜热都变化不大根据湿