工程热力学与传热学第十四章传质精选PPT.ppt

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1、工程热力学与传热学第十四章传质工程热力学与传热学第十四章传质第1页，此课件共11页哦14.1 概述概述 定义：物质由高浓度向低浓度方向的转移过程。定义：物质由高浓度向低浓度方向的转移过程。也称质量传递。推动力：浓度差也称质量传递。推动力：浓度差 传质的两种基本方式：传质的两种基本方式：分子扩散传质和对流传质。分子扩散传质和对流传质。在静止的流体中或在垂直于浓度梯度方向作层流流动的流体中在静止的流体中或在垂直于浓度梯度方向作层流流动的流体中的传质，由微观分子运动所引起，称为分子扩散传质。类似于导的传质，由微观分子运动所引起，称为分子扩散传质。类似于导热。热。在流体中由于对流掺混引起的质量传递，为

2、对流传质。在流体中由于对流掺混引起的质量传递，为对流传质。类似于对流换热。类似于对流换热。例如：糖块在溶入水的过程中，如果糖块是在静止的水中自然例如：糖块在溶入水的过程中，如果糖块是在静止的水中自然溶解，则是依靠分子随机运动的分子扩散；如果是用勺或筷子溶解，则是依靠分子随机运动的分子扩散；如果是用勺或筷子搅拌水而溶解，则是对流传质。搅拌水而溶解，则是对流传质。第2页，此课件共11页哦14.2 扩散的基本定律扩散的基本定律一、混合物组成的表示方法一、混合物组成的表示方法1.质量浓度质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量。：单位体积混合物中某组分的质量。2.摩尔浓度摩尔浓度c：单位体积混合物中某组

3、分的摩尔数。：单位体积混合物中某组分的摩尔数。第3页，此课件共11页哦摩尔浓度可表示为：摩尔浓度可表示为：分压力是指气体混合物中当某组分处在与气体混合物相同的温分压力是指气体混合物中当某组分处在与气体混合物相同的温度下，其单独占据气体混合物容积时所形成的压力，用度下，其单独占据气体混合物容积时所形成的压力，用pi表示，表示，单位为单位为Pa。理想气体状态方程表示分压力。理想气体状态方程表示分压力pi，即，即第4页，此课件共11页哦(2)斐克（斐克（Fick）定律）定律描述分子扩散的通量或速率的方程。描述分子扩散的通量或速率的方程。式中：式中：mA组分组分A的质量通量，的质量通量，kg/(m2.

4、s)dA/dy组分在传质方向上的质量浓度梯度，组分在传质方向上的质量浓度梯度，(kg/m3)/m DAB组分组分A向向B中的扩散系数，质扩散率，中的扩散系数，质扩散率，m2/s NA组分组分A的摩尔通量，的摩尔通量，kmol/(m2.s)dcA/dy组分在传质方向上的摩尔浓度梯度，组分在传质方向上的摩尔浓度梯度，(kmol/m3)/m 扩散通量正比于浓度梯度。扩散通量正比于浓度梯度。负号表示扩散朝浓度降低的方向进行。负号表示扩散朝浓度降低的方向进行。第5页，此课件共11页哦斐克定律斐克定律动量传递动量传递热量传递热量传递转移率转移率=扩散率扩散率转移推动力转移推动力第6页，此课件共11页哦转移

5、过程转移过程 转移通量转移通量 扩散率扩散率 转移特征量转移特征量 转移推动力转移推动力热量转移热量转移qa动量转移动量转移v质量转移质量转移NDcpt（焓）（焓）u（动量）（动量）c（浓度）（浓度）热量、动量、质量的转移过程中的对应量热量、动量、质量的转移过程中的对应量第7页，此课件共11页哦14.4 质量和热量的同时传递质量和热量的同时传递干湿球温度计干湿球温度计作用：测定湿空气的相对温度。作用：测定湿空气的相对温度。湿球湿度的建立受湿球纱布和周围空气间的热、质交换的支配。湿球湿度的建立受湿球纱布和周围空气间的热、质交换的支配。第8页，此课件共11页哦开始时，湿球纱布的水蒸汽分压力等于水在

6、开始时，湿球纱布的水蒸汽分压力等于水在湿球温度下的饱和蒸汽压力，大于空气主流湿球温度下的饱和蒸汽压力，大于空气主流的蒸汽分压力，引起湿球上的水分向空气蒸的蒸汽分压力，引起湿球上的水分向空气蒸发。由于蒸发的水分携带着本身的潜热进入发。由于蒸发的水分携带着本身的潜热进入空气，所以同时出现了湿球向空气传递热量空气，所以同时出现了湿球向空气传递热量的现象。这种由于传质而伴随的换热称为潜的现象。这种由于传质而伴随的换热称为潜热交换。潜热交换的结果使湿球温度低于主热交换。潜热交换的结果使湿球温度低于主流空气温度。在温差作用下空气又向湿球传流空气温度。在温差作用下空气又向湿球传递热量。为了区别于潜热交换，把

7、温差引起递热量。为了区别于潜热交换，把温差引起的对流换热量称为显热交换。最终达到稳态的对流换热量称为显热交换。最终达到稳态时，湿球与空气间处于无净热量交换的动平时，湿球与空气间处于无净热量交换的动平衡条件下，即水从湿球上蒸发带入空气的热衡条件下，即水从湿球上蒸发带入空气的热量，等于空气通过对流换热传递给湿球的热量，等于空气通过对流换热传递给湿球的热量。量。第9页，此课件共11页哦14.4 质量和热量的同时传递质量和热量的同时传递 完全干燥的空气流过湿球湿度计时，显示的温度与干球完全干燥的空气流过湿球湿度计时，显示的温度与干球温度差别很大。当空气相对湿度较大时，干湿球温度的差别温度差别很大。当空气相对湿度较大时，干湿球温度的差别就会小得多。就会小得多。第10页，此课件共11页哦THE END第11页，此课件共11页哦