第三章分子扩散传质-4~5.ppt

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1、质量传输课件第三章分子扩散传质第四、五节典型的扩散传质3.4稳态一维扩散传质3.4.1等分子逆向扩散3.4.2蒸发过程的扩散传质3.4.3一类边界条件下平板的扩散传质3.4.4一类边界条件下通过圆管的扩散3.5不稳态扩散传质—菲克第二定律质量传输课件3.4稳态一维扩散传质3.4.1等分子逆向扩散一种最简单的稳态扩散问题。即二元气体混合物中A、B组分以大小相等，方向相反的速度进行扩散，即：质量传输课件质量传输课件有对气体，3.4.2蒸发过程的扩散传质例如书P382页，蒸发过程，如水的蒸发上面有空气流过，水蒸气为A，空气为B。C

2、A+CB=C或PA+PB=P。水面上有朝上的、流速为v的物质流。联立得:质量传输课件质量传输课件气体B在恒速流过管口yCCA0CB0CALCBLCACBABAB扩扩物物散散质质流流整理得:质量传输课件否则，分离变量，积分得：或质量传输课件对气体:当PA＜＜P时，有3.4.3一类边界条件下平板的扩散传质己扩散传质阻率为已知质量传输课件注意到固(或液)相中的组分，浓度Ci与其压力pi成平方根关系。质量传输课件定义渗透率标准状态下的渗透率则则即质量传输课件3.4.4一类边界条件下通过圆管的扩散图流体通过单层筒壁扩散C1C2rD0r

3、1r2一类边界条件下的导热通量为：一类边界条件下圆管的扩散传质传质阻力为若是气体:质量传输课件质量传输课件3.5不稳态扩散传质——菲克第二定律对固体内分子扩散传质有：第Ⅰ类边界条件下半无限厚平板不稳态扩散传质问题对一维扩散传质，有上式称为菲克扩散第二定律，与无内热源的固体导热微分方程完全一致。一类边界条件下半无限厚平板的导热问题：质量传输课件CwC0x故质量传输课件或质量传输课件由于微分方程式，以及初始边界条件都完全相同，于是有或于是有质量传输课件质量传输课件或习题20.含0.2%碳的低碳钢工件在1000℃下（奥氏体区）表面

4、渗碳，入在渗碳气氛中使表面碳浓度维持在1.2%，已知1000℃条件下碳在钢中的平均扩散系数为3.59×10-11m2/s。求：经过3.5hr后距表面0.5mm深度处的碳浓度。解：依题意有：Cw＝1.2%，C0＝0.2%，x＝0.5×10-3m，D＝3.59×10-11m2/s，＝3.5×3600s=12600s将工件视为无限厚平板，则有：质量传输课件答：经过3.5小时后，距表面0.5mm深处的碳浓度为0.799%。