冶金傳輸原理復(fù)習(xí)總結(jié)課件

冶金傳輸原理冶金傳輸原理1、三種傳輸現(xiàn)象的基本定律2、三種傳輸現(xiàn)象普遍規(guī)律(類比關(guān)系）緒論（1)通量＝－擴(kuò)散系數(shù)×濃度梯度（各自量的濃度梯度）；(3)“－”號(hào)意義相同,即通量與濃度梯度方向相反。傳輸——物理量從非平衡態(tài)向平衡態(tài)的轉(zhuǎn)移過程1、三種傳輸現(xiàn)象的基本定律2、三種傳輸現(xiàn)象普遍規(guī)律(類比關(guān)系第1章流體的主要物理性質(zhì)1、流體的概念及連續(xù)介質(zhì)模型流體、連續(xù)介質(zhì)模型

等溫壓縮率體脹系數(shù)2、液體的壓縮性和膨脹性3、氣體的壓縮性和膨脹性PV=RT第1章流體的主要物理性質(zhì)1、流體的概念及連續(xù)介質(zhì)模型流體粘性——流體抵抗剪切變形的能力粘性阻力（內(nèi)摩擦力）——由粘性產(chǎn)生的作用力5、牛頓粘性定律第1章流體的主要物理性質(zhì)——?jiǎng)恿φ扯?Pa·s，——運(yùn)動(dòng)粘度/m2/s，又稱“動(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)”。影響的因素：物質(zhì)種類、溫度6、粘度4、粘性粘性——流體抵抗剪切變形的能力粘性阻力（內(nèi)摩擦力）——由粘第2章流體靜力學(xué)1、作用在流體上的力質(zhì)量力、表面力（法向力、切向力）2、流體靜壓強(qiáng)流體靜壓強(qiáng)——單位面積上的流體靜壓力流體壓強(qiáng)的特性3、流體平衡微分方程（2-14）歐拉靜平衡方程第2章流體靜力學(xué)1、作用在流體上的力質(zhì)量力、表面力（法向力4、平衡微分方程的積分第2章流體靜力學(xué)5、靜止流體中的壓強(qiáng)分布規(guī)律當(dāng)已知液面壓強(qiáng)p0和液面距基準(zhǔn)面的距離z0,4、平衡微分方程的積分第2章流體靜力學(xué)5、靜止流體中的壓強(qiáng)6、靜力學(xué)方程的能量意義與幾何意義第2章流體靜力學(xué)根據(jù)可知：

（1）同一靜止液體中，各點(diǎn)的測壓管水頭是相等的，各點(diǎn)的靜壓水頭也是相等的。（幾何意義）

（2）總比勢能不變，但比壓能和比位能可以互相轉(zhuǎn)化。（能量意義）。6、靜力學(xué)方程的能量意義與幾何意義第2章流體靜力學(xué)根據(jù)可知7、靜止液體對(duì)平面壁的壓力第2章流體靜力學(xué)7.1求壓力的大小即壓力P為浸水面積與形心處的液體靜壓強(qiáng)的乘積7.2求壓力的作用點(diǎn)8、靜止液體對(duì)曲面壁的壓力7、靜止液體對(duì)平面壁的壓力第2章流體靜力學(xué)7.1求壓力的壓力的傾斜角為

第2章流體靜力學(xué)P的作用點(diǎn)（壓力中心）D的確定：見圖2.16

壓力的傾斜角為第2章流體靜力學(xué)P的作用點(diǎn)（壓力中心）D的第3章流體動(dòng)力學(xué)3.1流體運(yùn)動(dòng)的基本概念

速度、加速度、穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流、跡線、流線、流管、流束、流量3.2連續(xù)性方程對(duì)不可壓縮流體，空間連續(xù)性方程3.2.1直角坐標(biāo)系的連續(xù)性方程第3章流體動(dòng)力學(xué)3.1流體運(yùn)動(dòng)的基本概念速度、第3章流體動(dòng)力學(xué)3.2.2沿總流的連續(xù)性方程對(duì)不可壓縮流體

物理意義：對(duì)可壓縮流體穩(wěn)定流，沿流程的質(zhì)量流量保持不變。

物理意義：對(duì)不可壓縮流體沿流程體積流量不變，流速與管截面積成反比。第3章流體動(dòng)力學(xué)3.2.2沿總流的連續(xù)性方程對(duì)不可壓縮流第3章流體動(dòng)力學(xué)3.3理想流體動(dòng)量傳輸方程——?dú)W拉方程3.4實(shí)際流體動(dòng)量傳輸方程——納維爾-斯托克斯方程納維爾—斯托克斯方程（N—S方程）第3章流體動(dòng)力學(xué)3.3理想流體動(dòng)量傳輸方程——?dú)W拉方程第3章流體動(dòng)力學(xué)3.5理想流體和實(shí)際流體的貝努利方程理想流體的貝努利方程實(shí)際流體的貝努利方程實(shí)際流體總流的貝努利方程第3章流體動(dòng)力學(xué)3.5理想流體和實(shí)際流體的貝努利方程理第3章流體動(dòng)力學(xué)貝努利方程的幾何意義、物理意義理想流體的幾何意義實(shí)際流體的幾何意義物理意義3.6貝努利方程的應(yīng)用第3章流體動(dòng)力學(xué)貝努利方程的幾何意義、物理意義理想流體的幾第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失4.1流動(dòng)形態(tài)及阻力分類1、流動(dòng)形態(tài)：層流流動(dòng)、湍流流動(dòng)、2、流動(dòng)狀態(tài)判別準(zhǔn)則——雷諾數(shù)臨界雷諾數(shù)：圓管、非圓形管、平板3、能量損失的兩種形式

沿程阻力和沿程損失、局部阻力和局部損失、總能量損失

流體繞過固體流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失4.1流動(dòng)形態(tài)及阻力分類1、流4.2流體在園管中的層流運(yùn)動(dòng)第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失速度分布公式最大流速平均流速管中層流流量沿程損失4.2流體在園管中的層流運(yùn)動(dòng)第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失速第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失邊界層概念

邊界層——當(dāng)流體流過固體表面時(shí)，由流體的粘性作用，在表面上呈現(xiàn)出具有速度差異（滑差速度）的流體薄層。層流起始段——層流穩(wěn)定之前的一段。4.3園管中的湍流運(yùn)動(dòng)1、湍流的脈動(dòng)現(xiàn)象2、速度的時(shí)均化原則及時(shí)均速度第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失邊界層概念邊界層——當(dāng)流體3.湍流邊界層湍流邊界層4.水力光滑管和水力粗糙管

水力光滑管：δ>Δ，Δ對(duì)流動(dòng)影響小，類似完全光滑管。水力粗糙管：δ<Δ，Δ對(duì)流動(dòng)影響大，消耗能量。第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失3.湍流邊界層湍流邊界層4.水力光滑管和水力粗糙管水力第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失5.湍流沿程損失的基本關(guān)系式

圖4.8尼古拉茨實(shí)驗(yàn)圖Ⅰ區(qū)：層流區(qū):Ⅱ區(qū)：過渡區(qū):Ⅳ區(qū)：水力光滑管→粗糙管的過渡區(qū)：Ⅲ區(qū)：水力光滑管區(qū)：Ⅴ區(qū)：水力粗糙管區(qū)：圖4-9莫迪圖第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失5.湍流沿程損失的基本關(guān)系式圖第5章熱量傳遞的基本概念在熱量傳遞過程中，溫度及其分布是第一要素，溫差是推動(dòng)力。

穩(wěn)態(tài)傳熱--物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間改變的熱傳遞過程。非穩(wěn)態(tài)傳熱--物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間改變的熱傳遞過程。5.1基本概念1、溫度場——某一時(shí)刻空間所有各點(diǎn)的溫度分布2、等溫面與等溫線3、溫度梯度第5章熱量傳遞的基本概念在熱量傳遞過程中，溫度及其分布是第第5章熱量傳遞的基本概念4

熱流量與熱流密度熱流量Φ——單位時(shí)間內(nèi)，經(jīng)由某一給定面積傳遞的熱量，W.熱流密度q——單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量，W/m2.5.2熱量傳遞方式

5.2.1導(dǎo)熱

導(dǎo)熱——物體各部分無相對(duì)位移或不同物體直接接觸時(shí)依靠物質(zhì)分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象。2、傅立葉導(dǎo)熱定律1、定義第5章熱量傳遞的基本概念4熱流量與熱流密度熱流量Φ——第5章熱量傳遞的基本概念3、熱導(dǎo)率熱量傳輸系數(shù)熱導(dǎo)率5．2．2對(duì)流

對(duì)流換熱（對(duì)流+導(dǎo)熱）—流體和與之接觸的表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在溫差作用下進(jìn)行的熱量傳輸過程。1、定義2、計(jì)算公式牛頓冷卻公式

第5章熱量傳遞的基本概念3、熱導(dǎo)率熱量傳輸系數(shù)熱導(dǎo)率5．2第5章熱量傳遞的基本概念5.2.3熱輻射1、含義及特點(diǎn)

熱輻射——物體自身溫度（或熱運(yùn)動(dòng)）的原因而激發(fā)產(chǎn)生的電磁波傳播效應(yīng)。投射到物體上，為物體吸收轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，使其溫度升高。

輻射換熱特點(diǎn)第5章熱量傳遞的基本概念5.2.3熱輻射1、含義第5章熱量傳遞的基本概念

2、斯蒂芬—波爾茨曼定律

（1）黑體在某一溫度下的輻射能斯蒂芬—波爾茨曼定律（四次方定律）

（2）實(shí)際物體的輻射能式中，ε

——實(shí)際物體的黑度（或發(fā)射率）。介于0～1之間。

第5章熱量傳遞的基本概念2、斯蒂芬—波爾茨曼定律第6章導(dǎo)熱6.1.1導(dǎo)熱微分方程

當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無內(nèi)熱源時(shí)無內(nèi)熱源穩(wěn)態(tài)第6章導(dǎo)熱6.1.1導(dǎo)熱微分方程當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無第6章導(dǎo)熱

對(duì)于軸對(duì)稱問題（圓柱、圓筒或圓球），采用圓柱坐標(biāo)系（r,ф,z）或球坐標(biāo)系（r,ф,θ）下的導(dǎo)熱微分方程式（6.4）～（6.7）。

實(shí)用問題的簡化

無內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：

無內(nèi)熱源的穩(wěn)態(tài)二維導(dǎo)熱（直角坐標(biāo)系）：第6章導(dǎo)熱對(duì)于軸對(duì)稱問題（圓柱、圓筒或圓球），第6章導(dǎo)熱6.1.2初始條件及邊界條件1、初始條件最簡單的初始條件是2．邊界條件1）第一類邊界條件已知任何時(shí)刻邊界面上的溫度分布，即

邊界溫度均勻時(shí)，上式可簡化為第6章導(dǎo)熱6.1.2初始條件及邊界條件1、初始條件最簡單第6章導(dǎo)熱（2）第二類邊界條件給定物體邊界上任何時(shí)刻的熱流密度分布

如果邊界溫度均勻時(shí)，有第6章導(dǎo)熱（2）第二類邊界條件給定物體邊界上任何時(shí)刻的熱流第6章導(dǎo)熱（3）第三類邊界條件

已知與邊界面直接接觸的流體溫度Tf和邊界面與流體之間的對(duì)流換熱系數(shù)h6.2一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱6.2一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱6.2.1平壁的導(dǎo)熱1．

單層平壁第6章導(dǎo)熱（3）第三類邊界條件已知與邊界面直接接觸第6章導(dǎo)熱2.熱阻3、多層平壁的導(dǎo)熱第6章導(dǎo)熱2.熱阻3、多層平壁的導(dǎo)熱第6章導(dǎo)熱6.2.2圓筒壁的導(dǎo)熱1．單層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱阻第6章導(dǎo)熱6.2.2圓筒壁的導(dǎo)熱1．單層圓筒壁的第6章導(dǎo)熱2、多層圓筒的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱6.2.3球壁的導(dǎo)熱6.3非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱特征：第6章導(dǎo)熱2、多層圓筒的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱6.2.3球壁的導(dǎo)熱6.6.4.1第三類邊界條件下的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱—周圍介質(zhì)溫度為常數(shù)第6章導(dǎo)熱一、無限大平壁的分析解和諾謨圖完整數(shù)學(xué)描述如下：6.4.1第三類邊界條件下的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱—周圍介質(zhì)溫度為第6章導(dǎo)熱

解方程及邊界條件得分析解線算圖（諾謨圖）無限大平壁中心溫度的諾謨圖:任意位置任意時(shí)刻溫度T的求解第6章導(dǎo)熱解方程及邊界條件得分析解線第6章導(dǎo)熱物體的累計(jì)熱量方程組的解歸納為準(zhǔn)則關(guān)系式的意義：(1)更好地揭示了物理現(xiàn)象的本質(zhì)；(2)大幅度減少了變量數(shù)..第6章導(dǎo)熱物體的累計(jì)熱量方程組的解歸納為準(zhǔn)則關(guān)系式的意義：第6章導(dǎo)熱6.4.2第一類邊界條件下的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱——表面溫度為常數(shù)

半無限大物體邊界條件（第一類）理論解第6章導(dǎo)熱6.4.2第一類邊界條件下的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱——第6章導(dǎo)熱表面的瞬時(shí)熱流密度qW

蓄熱系數(shù)b——綜合衡量材料蓄熱和導(dǎo)熱能力的物理量第6章導(dǎo)熱表面的瞬時(shí)熱流密度qW蓄熱系數(shù)b——綜合第7章對(duì)流換熱7.1對(duì)流換熱概述7.1.1對(duì)流換熱和牛頓冷卻公式牛頓冷卻公式和換熱系數(shù)對(duì)流換熱的主要任務(wù)：

第7章對(duì)流換熱7.1對(duì)流換熱概述7.1.1對(duì)流換熱和牛第7章對(duì)流換熱7.1.2影響對(duì)流換熱的主要因素1.流動(dòng)動(dòng)力（起因）

2.流動(dòng)狀態(tài)

3.

換熱表面幾何尺寸、形狀、位置

4.流體的物理性質(zhì)物性相互間的聯(lián)系和制約：主要反映在準(zhǔn)則數(shù)值的大小上。

二、對(duì)流換熱微分方程

一、影響因素第7章對(duì)流換熱7.1.2影響對(duì)流換熱的主要因素1.流第7章對(duì)流換熱能量微分方程7.2對(duì)流換熱微分方程組對(duì)流換熱微分方程：（7.3）式連續(xù)性微分方程：（3.27）或（7.4）式

動(dòng)量微分方程：(3.47)式能量微分方程：（7.5）式

對(duì)流換熱微分方程組7.3熱邊界層概念

熱邊界層——壁面附近形成的溫度急劇變化的流體簿層第7章對(duì)流換熱能量微分方程7.2對(duì)流換熱微分方程組對(duì)流換第7章對(duì)流換熱

層流邊界層中,沿y方向的熱量傳遞依靠導(dǎo)熱。

湍流邊界層中，沿y方向的熱量傳遞依靠流體微團(tuán)的脈動(dòng)引起的混合作用。普朗特?cái)?shù)第7章對(duì)流換熱層流邊界層中,沿y方向的熱量傳遞依靠第7章對(duì)流換熱7.4相似理論基礎(chǔ)

相似準(zhǔn)數(shù)(similarityeriterion)：由確定物理現(xiàn)象的物理量組成的反映現(xiàn)象物理相似的數(shù)量特征的無量綱數(shù)群。

在相似現(xiàn)象中，相應(yīng)的相似準(zhǔn)數(shù)數(shù)值相同，而且描述相似現(xiàn)象的準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式也相同。因此如果把模擬結(jié)果整理成準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式，那么得到的準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式就可推廣到其他與之相似的現(xiàn)象上去。

由相似準(zhǔn)數(shù)可以得出模型定律，作為設(shè)計(jì)物理模擬模型的依據(jù)。在確定相似準(zhǔn)數(shù)的方法中，常用的主要有方程分析法、量綱分析法和定律分析法3種。方程分析法的根據(jù)是相似現(xiàn)象的物理方程相同，由分析描述現(xiàn)象的方程得出相似準(zhǔn)數(shù)。第7章對(duì)流換熱7.4相似理論基礎(chǔ)相似準(zhǔn)數(shù)(sim第7章對(duì)流換熱

（3）按照規(guī)定選取特征尺寸（準(zhǔn)則數(shù)Nu、Re和Gr中的幾何尺寸稱為特征尺寸）。

（4）按規(guī)定選用特征流速(強(qiáng)迫對(duì)流換熱準(zhǔn)則數(shù)關(guān)系式中計(jì)算雷諾數(shù)Re所選用的流速稱為特征流速)

特征溫度、特征尺寸和特征流速常稱為對(duì)流換熱的三大特征量。

（5）正確選用各種修正系數(shù)。

（2）按規(guī)定選取特征溫度Tc(查取流體物性參數(shù)的溫度稱為特征溫度)。

（1）根據(jù)對(duì)流換熱的類型和有關(guān)參數(shù)的范圍選擇所需要的準(zhǔn)則數(shù)方程，不能弄錯(cuò)。

對(duì)流換熱準(zhǔn)則數(shù)方程的正確使用第7章對(duì)流換熱（3）按照規(guī)定選取特征尺寸（準(zhǔn)則數(shù)N第7章對(duì)流換熱7.6自然對(duì)流的換熱計(jì)算自然對(duì)流時(shí)的溫度分布和速度分布二、計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)的準(zhǔn)則方程簡化計(jì)算公式：一個(gè)大氣壓、TCP=50℃左右，空氣與表面換熱時(shí)，有一、邊界層的形成與發(fā)展第7章對(duì)流換熱7.6自然對(duì)流的換熱計(jì)算自然對(duì)流時(shí)的溫度分第7章對(duì)流換熱7.7強(qiáng)制對(duì)流的換熱計(jì)算7.7.1

外掠平板

7.2.2

橫掠圓柱

沖擊角影響及其修正第7章對(duì)流換熱7.7強(qiáng)制對(duì)流的換熱計(jì)算7.7.1外掠第7章對(duì)流換熱7.7.3繞流球體

7.7.4

管內(nèi)流動(dòng)

湍流換熱實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則式：定性溫度考慮不均勻物性的影響時(shí)，可選用以下實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則式第7章對(duì)流換熱7.7.3繞流球體7.7.4管內(nèi)流動(dòng)第7章對(duì)流換熱幾點(diǎn)討論：（1）非圓形管定型尺寸采用當(dāng)量直徑

（2）入口段修正（3）彎管修正系數(shù)（4）管內(nèi)層流換熱2）換熱計(jì)算公式1）附加自然對(duì)流的影響第7章對(duì)流換熱幾點(diǎn)討論：（1）非圓形管定型尺寸采用當(dāng)量直徑第8章輻射換熱8.1熱輻射基礎(chǔ)8.1.1熱輻射的本質(zhì)及特點(diǎn)

熱輻射—物體自身溫度或熱運(yùn)動(dòng)的原因而激發(fā)產(chǎn)生的電磁波傳播效應(yīng)。投射到物體上，為物體吸收轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，使其溫度升高.特點(diǎn)：1、2、38.1.2熱輻射的基本概念及基本定律本質(zhì)1、絕對(duì)黑體的概念第8章輻射換熱8.1熱輻射基礎(chǔ)8.1.1熱輻射的本質(zhì)及第8章輻射換熱第8章輻射換熱第8章輻射換熱黑體模型:黑體模型物體向外輻射的能量是按波長和空間分布的。輻射力—EW/m2單色輻射力—第8章輻射換熱黑體模型:黑體模型物體向外輻射的能量是按波長第8章輻射換熱2、普朗克定律

Ebλ=f(λ,T)的具體表達(dá)形式維恩定律3、斯蒂芬-波爾茨曼定律第8章輻射換熱2、普朗克定律Ebλ=f(λ,T)的具體表第8章輻射換熱灰體定義4、灰體及其輻射力

根據(jù)灰體的定義，有第8章輻射換熱灰體定義4、灰體及其輻射力根據(jù)灰體的定義，第8章輻射換熱5、基爾霍夫定律及實(shí)際物體的吸收比

基爾霍夫定律——熱平衡條件下任意物體對(duì)黑體輻射能的吸收比等于同溫度下該物體的黑度。對(duì)于灰體，有8.2熱輻射的工程應(yīng)用8.2.1輻射率的工程處理方法式中，為實(shí)際物體的發(fā)射率（黑度），可通過實(shí)驗(yàn)確定。第8章輻射換熱5、基爾霍夫定律及實(shí)際物體的吸收比基第8章輻射換熱

常用材料的表面發(fā)射率ε可查相關(guān)圖表。影響ε的因素：物體的種類、表面溫度和表面狀況。8.2.2兩物體之間的輻射換熱1、角系數(shù)

物體尺寸、形狀及相互位置等表面幾何因素對(duì)輻射換熱的影響可用角系數(shù)來表示。

角系數(shù)定義——有兩個(gè)任意放置的物體表面，表面1發(fā)出的輻射能中落到表面2上的能量所占的百分?jǐn)?shù)稱為表面1對(duì)表面2的角系數(shù)，記為φ1,2.同理第8章輻射換熱常用材料的表面發(fā)射率ε可查相關(guān)圖表。第8章輻射換熱（2）兩個(gè)很大的同軸圓柱表面（長軸在井式爐內(nèi)加熱）（3）一個(gè)平面和一個(gè)曲面（平板在馬弗爐內(nèi)加熱）由兩個(gè)表面組成的封閉系統(tǒng)↑

常見封閉體系的角系數(shù)（1）兩個(gè)相距很近的平行大平面第8章輻射換熱（2）兩個(gè)很大的同軸圓柱表面（長軸在井式爐內(nèi)第8章輻射換熱2、封閉體系內(nèi)兩個(gè)大平板的輻射換熱(1)黑表面(2)灰表面式中第8章輻射換熱2、封閉體系內(nèi)兩個(gè)大平板的輻射換熱(1)黑第8章輻射換熱（3）封閉體系內(nèi)任意輻射交換的計(jì)算公式補(bǔ)充：包壁（1）與內(nèi)包非凹小物體（2）第8章輻射換熱（3）封閉體系內(nèi)任意輻射交換的計(jì)算公式補(bǔ)充第8章輻射換熱8.2.5氣體與固體的輻射換熱1、氣體輻射與吸收特點(diǎn)2、氣體的輻射力和黑度輻射力氣體的單色吸收率可表示為第8章輻射換熱8.2.5氣體與固體的輻射換熱1、氣體輻第8章輻射換熱3、火焰輻射（1）暗焰（2）輝焰4、氣體與固體壁面之間的輻射換熱8.3綜合傳熱

綜合傳熱——兩種或三種基本熱量傳遞方式同時(shí)起作用。第8章輻射換熱3、火焰輻射（1）暗焰（2）輝焰4、氣體與固第8章輻射換熱8.3.1對(duì)流和輻射同時(shí)存在的傳熱8.3.2爐墻的綜合傳熱第8章輻射換熱8.3.1對(duì)流和輻射同時(shí)存在的傳熱8.3.第8章輻射換熱第8章輻射換熱第9章質(zhì)量傳輸基本概念

質(zhì)量傳輸——物質(zhì)從空間或物體的某一部分轉(zhuǎn)移到另一部分的現(xiàn)象9.1.1擴(kuò)散傳質(zhì)9.1.2對(duì)流傳質(zhì)

流動(dòng)體系中，由流體質(zhì)點(diǎn)的宏觀運(yùn)動(dòng)而引起的物質(zhì)傳遞過程。其機(jī)制與對(duì)流換熱類似。9.1.3相間傳質(zhì)

傳質(zhì)過程涉及到兩相或多相的相際之間的傳質(zhì)。與綜合傳熱類似。

由于濃度差存在，依靠分子運(yùn)動(dòng)引起的質(zhì)量傳輸。其機(jī)理類似于熱傳導(dǎo)過程多相反應(yīng)：氣—固、氣—液、固—液等第9章質(zhì)量傳輸基本概念質(zhì)量傳輸——物質(zhì)從空間或物第9章質(zhì)量傳輸基本概念9.2.1濃度1、質(zhì)量濃度2、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3、量濃度第9章質(zhì)量傳輸基本概念9.2.1濃度1、質(zhì)量濃度2、第9章質(zhì)量傳輸基本概念4、摩爾分?jǐn)?shù)5、氣體第9章質(zhì)量傳輸基本概念4、摩爾分?jǐn)?shù)5、氣體第9章質(zhì)量傳輸基本概念質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系：同理第9章質(zhì)量傳輸基本概念質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系：同理第9章質(zhì)量傳輸基本概念9.2.2速度1、以靜止坐標(biāo)為參考基準(zhǔn)第9章質(zhì)量傳輸基本概念9.2.2速度1、以靜止坐標(biāo)為參第9章質(zhì)量傳輸基本概念2、以平均速度為參考基準(zhǔn)9.2.3傳質(zhì)通量通量密度=速度×濃度1、相對(duì)于靜止坐標(biāo)系的質(zhì)量通量和摩爾通量第9章質(zhì)量傳輸基本概念2、以平均速度為參考基準(zhǔn)9第9章質(zhì)量傳輸基本概念2、相對(duì)于質(zhì)量平均速度的質(zhì)量通量和相對(duì)于摩爾平均速度的摩爾通量為:

雙組分混合物中，濃度、速度以及質(zhì)量通量的表達(dá)及其相互關(guān)系式→表9.1第9章質(zhì)量傳輸基本概念2、相對(duì)于質(zhì)量平均速度的質(zhì)第10章質(zhì)量傳輸微分方程1、以質(zhì)量濃度表示的組分A的質(zhì)量傳輸微分方程2、以物質(zhì)的摩爾濃度表示的組分A的質(zhì)量傳輸微分方程3、以質(zhì)量通量密度表示的組分A的質(zhì)量傳輸微分方程4、用摩爾通量密度表示的組分A的質(zhì)量傳輸微分方程第10章質(zhì)量傳輸微分方程1、以質(zhì)量濃度表示的組分A的質(zhì)量第10章質(zhì)量傳輸微分方程質(zhì)量傳輸微分方程的幾種簡化形式1、均質(zhì)不可壓縮流體（ρ=常數(shù)）2、均質(zhì)不可壓縮流體沒有化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定態(tài)傳質(zhì)（v=常數(shù)，rA=rB=0）第10章質(zhì)量傳輸微分方程質(zhì)量傳輸微分方程的幾種簡化形式1第10章質(zhì)量傳輸微分方程3、總體流動(dòng)可忽略不計(jì)及不可壓縮流體沒有化學(xué)反應(yīng)的非穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)（v=0,rA=rB=0）費(fèi)克第二定律；（2）費(fèi)克第二定律與導(dǎo)熱的傅里葉定律在形式上完全一致，其在各坐標(biāo)系中的表達(dá)式見表10.1.（1）費(fèi)克第二定律適用于固體、靜止液體或氣體組成的等摩爾逆

向擴(kuò)散體系；第10章質(zhì)量傳輸微分方程3、總體流動(dòng)可忽略不計(jì)及第10章質(zhì)量傳輸微分方程10.4定解條件10.4.1初始條件簡單情況t=0,cA0=常數(shù)10.4.2邊界條件1、規(guī)定了邊界上的濃度值2、規(guī)定邊界上的通量3、規(guī)定邊界上的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)kc及組分A的濃度對(duì)流傳質(zhì)時(shí)，邊界上的摩爾通量為:已給定第10章質(zhì)量傳輸微分方程10.4定解條件10.4.1第10章質(zhì)量傳輸微分方程4、規(guī)定化學(xué)反應(yīng)的速率第10章質(zhì)量傳輸微分方程4、規(guī)定化學(xué)反應(yīng)的速率第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1一維穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散

研究目的:找出內(nèi)部濃度分布規(guī)律，以及通過分子擴(kuò)散方式所傳遞的質(zhì)量通量。

研究內(nèi)容:在不流動(dòng)或停滯介質(zhì)以及固體中以分子擴(kuò)散方式進(jìn)行的質(zhì)量傳遞過程。11.1.1等摩爾逆向擴(kuò)散第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1一維穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散研究目的第11章擴(kuò)散傳質(zhì)邊界條件其解為微分方程

等摩爾逆向擴(kuò)散濃度分布傳質(zhì)通量或

等摩爾逆向擴(kuò)散質(zhì)量傳遞與一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱相類似(見表11.1）。第11章擴(kuò)散傳質(zhì)邊界條件其解為微分方程等摩爾逆向擴(kuò)散濃第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1.2通過靜止氣膜的單相擴(kuò)散液體表面的蒸發(fā)第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1.2通過靜止氣膜的單相擴(kuò)散液第11章擴(kuò)散傳質(zhì)

濃度分布方程為或單向擴(kuò)散濃度分布組分物質(zhì)的摩爾濃度是按指數(shù)規(guī)律變化第11章擴(kuò)散傳質(zhì)濃度分布方程為或單向擴(kuò)散濃度分布第11章擴(kuò)散傳質(zhì)質(zhì)量通量NAZ：或第11章擴(kuò)散傳質(zhì)質(zhì)量通量NAZ：或第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1.3氣體通過金屬膜的擴(kuò)散氣體氫通過一金屬膜的擴(kuò)散擴(kuò)散通量或式中，第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1.3氣體通過金屬膜的擴(kuò)散氣體第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.2非穩(wěn)定態(tài)分子擴(kuò)散11.2.1忽略表面阻力的半無限大介質(zhì)中的非穩(wěn)定態(tài)分子擴(kuò)散初始條件t=0，對(duì)所有z值：cA＝cA0邊界條件t＞0，x=0：cA＝cAwx=∞：cA＝cA0

微分方程鋼的表面滲碳濃度分布第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.2非穩(wěn)定態(tài)分子擴(kuò)散11.2.第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.3影響擴(kuò)散的因素11.3.1氣相擴(kuò)散系數(shù)11.3.2液相擴(kuò)散系數(shù)11.3.3固體擴(kuò)散系數(shù)1、溫度的影響2、固溶體類型3、晶體結(jié)構(gòu)4、濃度5、合金元素6、晶界擴(kuò)散、表面擴(kuò)散和位錯(cuò)擴(kuò)散第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.3影響擴(kuò)散的因素11.3.1第12章對(duì)流傳質(zhì)12.1對(duì)流傳質(zhì)的基本概念

對(duì)流傳質(zhì)——運(yùn)動(dòng)流體與固體壁面之間，或不互溶的兩種運(yùn)動(dòng)流體之間發(fā)生的質(zhì)量傳遞過程。12.1.1對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)對(duì)流傳質(zhì)通量密度kc——以ΔcA為基準(zhǔn)的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)（m／s）對(duì)流傳質(zhì)微分方程12.1.2表示傳質(zhì)特性的相似準(zhǔn)數(shù)

施密特?cái)?shù)路易斯數(shù)第12章對(duì)流傳質(zhì)12.1對(duì)流傳質(zhì)的基本概念第12章對(duì)流傳質(zhì)12.2傳質(zhì)系數(shù)模型12.2.1薄膜理論

薄膜理論—對(duì)流傳質(zhì)的阻力主要存在于界面上所形成的流體薄膜內(nèi)δ—等效邊界層12.2.2滲透理論

滲透理論—兩相間的傳質(zhì)是靠流體的體積元短暫地、重復(fù)地與界面有接觸而實(shí)現(xiàn)的。te——體積元與界面接觸的平均壽命（時(shí)間）12.2.3表面更新理論

表面更新理論認(rèn)為：每個(gè)體積元與表面接觸的時(shí)間在零到無窮大之間變動(dòng)。第12章對(duì)流傳質(zhì)12.2傳質(zhì)系數(shù)模型12.2.1第12章對(duì)流傳質(zhì)S—表面更新率，試驗(yàn)測定的常數(shù)。實(shí)際傳質(zhì)時(shí)，12.3

圓管內(nèi)的層流對(duì)流傳質(zhì)

在r=ri處，cA＝常量，有：Sh=3.66(12.19)

在r=ri處，NA＝常量，有：

第12章對(duì)流傳質(zhì)S—表面更新率，試驗(yàn)測定的常數(shù)。實(shí)際傳第12章對(duì)流傳質(zhì)12.4動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳輸?shù)念惐?2.4.1湍流傳輸?shù)念愃菩砸姳?2.112.4.2三種傳輸?shù)念惐?、雷諾類比

雷諾類比假設(shè)湍流邊界層是由單一高度湍動(dòng)的區(qū)域構(gòu)成。Sc=1時(shí)，式中，稱為斯坦頓數(shù)

在熱量傳輸中，當(dāng)Pr=1時(shí)，類似可以推導(dǎo)出

式中，St——斯坦頓數(shù)第12章對(duì)流傳質(zhì)12.4動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳輸?shù)念惐鹊?2章對(duì)流傳質(zhì)2、普朗特類比假設(shè)湍流流動(dòng)是由層流底層與湍流核心區(qū)組成

3、卡門類比湍流流動(dòng)是由層流底層、過渡層和湍流核心區(qū)組成

第12章對(duì)流傳質(zhì)2、普朗特類比假設(shè)湍流流動(dòng)是由層流底層第12章對(duì)流傳質(zhì)4、奇爾頓－科爾伯思類比或

式中，jD

——傳質(zhì)的j因子.適用條件：氣體或液體0.6＜Sc＜2500第12章對(duì)流傳質(zhì)4、奇爾頓－科爾伯思類比或式中，jD第12章對(duì)流傳質(zhì)完整的奇爾頓一科爾伯思類比關(guān)系式為：式中，jH

——傳熱j因子適用條件：平板流動(dòng)或其它沒有形狀阻力存在的幾何形體對(duì)有形狀阻力的體系：

或適用條件：0.6＜Sc＜2500；0.6＜Pr＜100。第12章對(duì)流傳質(zhì)完整的奇爾頓一科爾伯思類比關(guān)系式為：式第12章對(duì)流傳質(zhì)12.5

對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式12.5.1平板和球的傳質(zhì)以上各式的應(yīng)用條件是0.6<Sc<2500.或第12章對(duì)流傳質(zhì)12.5對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式1第13章相間傳質(zhì)

相間傳質(zhì)——物質(zhì)由某一相穿過界面向另一相內(nèi)傳遞，傳質(zhì)發(fā)生在互相接觸的兩相之間。氣—液、液—液、氣—固常見相間傳質(zhì)實(shí)例：13.1相間阻力傳質(zhì)理論（雙膜理論）（1）兩相接觸時(shí)（以氣-液相為例），在兩相間的界面二側(cè)，各自形成有效濃度邊界層(薄膜），如下圖示。圖13.1互相接觸的兩相之間的濃度分布第13章相間傳質(zhì)相間傳質(zhì)——物質(zhì)由某一第13章相間傳質(zhì)（2）相間傳質(zhì)包括三個(gè)步驟：首先是某組分從一個(gè)相的內(nèi)部向界面上傳輸，然后是穿過界面向第二相傳輸，最后向第二相內(nèi)部傳輸。（3)在界面處的二相，處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，傳質(zhì)過程的阻力只存在于薄膜內(nèi)。

傳質(zhì)過程的控制環(huán)節(jié)（速度最慢，即阻力最大的環(huán)節(jié)）(1)物質(zhì)遷移的快慢所控制(2)界面化學(xué)反應(yīng)速度所控制第13章相間傳質(zhì)（2）相間傳質(zhì)包括三個(gè)步驟：首先是某組第13章相間傳質(zhì)由（13.10）和（13.11）兩式可以看出，影響總傳質(zhì)系數(shù)的因素有：或影響相間傳質(zhì)的因素

基于分壓驅(qū)動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)?！诨w濃度驅(qū)動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)?！合鄬?duì)流傳質(zhì)系數(shù)。式中——?dú)庀鄬?duì)流傳質(zhì)系數(shù)；第13章相間傳質(zhì)由（13.10）和（13.11）兩式可第13章相間傳質(zhì)13.2氣相——液相反應(yīng)中的擴(kuò)散金屬液中的吸氣與排氣過程：（1）氣相中的傳質(zhì)；（2）液相中的傳質(zhì)；（3）界面化學(xué)反應(yīng)；（4）新相（氣泡）生成。1、液膜控制總速率圖13.3液膜控制總速率第13章相間傳質(zhì)13.2氣相——液相反應(yīng)中的擴(kuò)散金屬第13章相間傳質(zhì)2、氣膜控制總速率圖13.3氣膜控制總速率3、界面化學(xué)反應(yīng)控制總速率圖13.3界面化學(xué)反應(yīng)控制總速率第13章相間傳質(zhì)2、氣膜控制總速率圖13.3氣第13章相間傳質(zhì)4、擴(kuò)散控制總速率圖13.3擴(kuò)散控制總速率5、混合控制速率

圖13.3混合控制速率第13章相間傳質(zhì)4、擴(kuò)散控制總速率圖13.3擴(kuò)散控第13章相間傳質(zhì)

一般鐵水或鋼水吸氣，用薄膜理論，即

對(duì)有攪拌作用（中頻爐熔煉），用滲透理論,即第13章相間傳質(zhì)一般鐵水或鋼水吸氣，用薄膜第13章相間傳質(zhì)

未反應(yīng)核模型——假定化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在未反應(yīng)核和反應(yīng)產(chǎn)物層的分界面（沒有厚度）上，同時(shí)要考慮氣相邊界層的傳質(zhì)過程。13.3氣相——固相反應(yīng)中的擴(kuò)散固體碳與氧分子間燃燒反應(yīng)過程包括：

氣相內(nèi)部的對(duì)流流動(dòng)傳質(zhì)界面上進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)固體碳燃燒后形成的灰分層內(nèi)的擴(kuò)散第13章相間傳質(zhì)未反應(yīng)核模型——假定化學(xué)反應(yīng)發(fā)第13章相間傳質(zhì)氣相內(nèi)部的對(duì)流流動(dòng)傳質(zhì)圖13.4固體碳與氧燃燒反應(yīng)時(shí)表面擴(kuò)散過程氧濃度O2δ擴(kuò)散層厚度第13章相間傳質(zhì)氣相內(nèi)部的對(duì)流流動(dòng)傳質(zhì)圖13.4固第13章相間傳質(zhì)2、固相內(nèi)的物質(zhì)傳遞（1）考慮灰分（反應(yīng)產(chǎn)物）時(shí)或δ灰c∞2cs2圖13.4固體碳與氧燃燒反應(yīng)時(shí)表面擴(kuò)散過程cs2c∞2（2）若忽略第13章相間傳質(zhì)2、固相內(nèi)的物質(zhì)傳遞（1）考慮第13章相間傳質(zhì)當(dāng)燃燒過程處于穩(wěn)定態(tài)時(shí)，故得出固體碳氧化燃燒速率為

當(dāng)溫度較高時(shí)，則擴(kuò)散型過程當(dāng)溫度較低時(shí)，則動(dòng)力型過程（反應(yīng)控制過程）第13章相間傳質(zhì)當(dāng)燃燒過程處于穩(wěn)定態(tài)時(shí)，故得出固體碳氧第13章相間傳質(zhì)13.4相變擴(kuò)散相變擴(kuò)散——通過擴(kuò)散而形成新相13.4.1相變擴(kuò)散的基本概念相變擴(kuò)散速度取決于化學(xué)反應(yīng)和原子擴(kuò)散兩個(gè)因素原子擴(kuò)散過程為控制性環(huán)節(jié)時(shí)，有13.4.2相變擴(kuò)散速率即擴(kuò)散層厚度X與擴(kuò)散t為拋物線關(guān)系。表面反應(yīng)為控制性環(huán)節(jié)時(shí)，有即X與t為直線關(guān)系第13章相間傳質(zhì)13.4相變擴(kuò)散相變擴(kuò)散——通過擴(kuò)第13章相間傳質(zhì)實(shí)際情況（見圖13.7）第13章相間傳質(zhì)實(shí)際情況（見圖13.7）

冶金傳輸原理冶金傳輸原理1、三種傳輸現(xiàn)象的基本定律2、三種傳輸現(xiàn)象普遍規(guī)律(類比關(guān)系）緒論（1)通量＝－擴(kuò)散系數(shù)×濃度梯度（各自量的濃度梯度）；(3)“－”號(hào)意義相同,即通量與濃度梯度方向相反。傳輸——物理量從非平衡態(tài)向平衡態(tài)的轉(zhuǎn)移過程1、三種傳輸現(xiàn)象的基本定律2、三種傳輸現(xiàn)象普遍規(guī)律(類比關(guān)系第1章流體的主要物理性質(zhì)1、流體的概念及連續(xù)介質(zhì)模型流體、連續(xù)介質(zhì)模型

等溫壓縮率體脹系數(shù)2、液體的壓縮性和膨脹性3、氣體的壓縮性和膨脹性PV=RT第1章流體的主要物理性質(zhì)1、流體的概念及連續(xù)介質(zhì)模型流體粘性——流體抵抗剪切變形的能力粘性阻力（內(nèi)摩擦力）——由粘性產(chǎn)生的作用力5、牛頓粘性定律第1章流體的主要物理性質(zhì)——?jiǎng)恿φ扯?Pa·s，——運(yùn)動(dòng)粘度/m2/s，又稱“動(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)”。影響的因素：物質(zhì)種類、溫度6、粘度4、粘性粘性——流體抵抗剪切變形的能力粘性阻力（內(nèi)摩擦力）——由粘第2章流體靜力學(xué)1、作用在流體上的力質(zhì)量力、表面力（法向力、切向力）2、流體靜壓強(qiáng)流體靜壓強(qiáng)——單位面積上的流體靜壓力流體壓強(qiáng)的特性3、流體平衡微分方程（2-14）歐拉靜平衡方程第2章流體靜力學(xué)1、作用在流體上的力質(zhì)量力、表面力（法向力4、平衡微分方程的積分第2章流體靜力學(xué)5、靜止流體中的壓強(qiáng)分布規(guī)律當(dāng)已知液面壓強(qiáng)p0和液面距基準(zhǔn)面的距離z0,4、平衡微分方程的積分第2章流體靜力學(xué)5、靜止流體中的壓強(qiáng)6、靜力學(xué)方程的能量意義與幾何意義第2章流體靜力學(xué)根據(jù)可知：

（1）同一靜止液體中，各點(diǎn)的測壓管水頭是相等的，各點(diǎn)的靜壓水頭也是相等的。（幾何意義）

（2）總比勢能不變，但比壓能和比位能可以互相轉(zhuǎn)化。（能量意義）。6、靜力學(xué)方程的能量意義與幾何意義第2章流體靜力學(xué)根據(jù)可知7、靜止液體對(duì)平面壁的壓力第2章流體靜力學(xué)7.1求壓力的大小即壓力P為浸水面積與形心處的液體靜壓強(qiáng)的乘積7.2求壓力的作用點(diǎn)8、靜止液體對(duì)曲面壁的壓力7、靜止液體對(duì)平面壁的壓力第2章流體靜力學(xué)7.1求壓力的壓力的傾斜角為

第2章流體靜力學(xué)P的作用點(diǎn)（壓力中心）D的確定：見圖2.16

壓力的傾斜角為第2章流體靜力學(xué)P的作用點(diǎn)（壓力中心）D的第3章流體動(dòng)力學(xué)3.1流體運(yùn)動(dòng)的基本概念

速度、加速度、穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流、跡線、流線、流管、流束、流量3.2連續(xù)性方程對(duì)不可壓縮流體，空間連續(xù)性方程3.2.1直角坐標(biāo)系的連續(xù)性方程第3章流體動(dòng)力學(xué)3.1流體運(yùn)動(dòng)的基本概念速度、第3章流體動(dòng)力學(xué)3.2.2沿總流的連續(xù)性方程對(duì)不可壓縮流體

物理意義：對(duì)可壓縮流體穩(wěn)定流，沿流程的質(zhì)量流量保持不變。

物理意義：對(duì)不可壓縮流體沿流程體積流量不變，流速與管截面積成反比。第3章流體動(dòng)力學(xué)3.2.2沿總流的連續(xù)性方程對(duì)不可壓縮流第3章流體動(dòng)力學(xué)3.3理想流體動(dòng)量傳輸方程——?dú)W拉方程3.4實(shí)際流體動(dòng)量傳輸方程——納維爾-斯托克斯方程納維爾—斯托克斯方程（N—S方程）第3章流體動(dòng)力學(xué)3.3理想流體動(dòng)量傳輸方程——?dú)W拉方程第3章流體動(dòng)力學(xué)3.5理想流體和實(shí)際流體的貝努利方程理想流體的貝努利方程實(shí)際流體的貝努利方程實(shí)際流體總流的貝努利方程第3章流體動(dòng)力學(xué)3.5理想流體和實(shí)際流體的貝努利方程理第3章流體動(dòng)力學(xué)貝努利方程的幾何意義、物理意義理想流體的幾何意義實(shí)際流體的幾何意義物理意義3.6貝努利方程的應(yīng)用第3章流體動(dòng)力學(xué)貝努利方程的幾何意義、物理意義理想流體的幾第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失4.1流動(dòng)形態(tài)及阻力分類1、流動(dòng)形態(tài)：層流流動(dòng)、湍流流動(dòng)、2、流動(dòng)狀態(tài)判別準(zhǔn)則——雷諾數(shù)臨界雷諾數(shù)：圓管、非圓形管、平板3、能量損失的兩種形式

沿程阻力和沿程損失、局部阻力和局部損失、總能量損失

流體繞過固體流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失4.1流動(dòng)形態(tài)及阻力分類1、流4.2流體在園管中的層流運(yùn)動(dòng)第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失速度分布公式最大流速平均流速管中層流流量沿程損失4.2流體在園管中的層流運(yùn)動(dòng)第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失速第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失邊界層概念

邊界層——當(dāng)流體流過固體表面時(shí)，由流體的粘性作用，在表面上呈現(xiàn)出具有速度差異（滑差速度）的流體薄層。層流起始段——層流穩(wěn)定之前的一段。4.3園管中的湍流運(yùn)動(dòng)1、湍流的脈動(dòng)現(xiàn)象2、速度的時(shí)均化原則及時(shí)均速度第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失邊界層概念邊界層——當(dāng)流體3.湍流邊界層湍流邊界層4.水力光滑管和水力粗糙管

水力光滑管：δ>Δ，Δ對(duì)流動(dòng)影響小，類似完全光滑管。水力粗糙管：δ<Δ，Δ對(duì)流動(dòng)影響大，消耗能量。第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失3.湍流邊界層湍流邊界層4.水力光滑管和水力粗糙管水力第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失5.湍流沿程損失的基本關(guān)系式

圖4.8尼古拉茨實(shí)驗(yàn)圖Ⅰ區(qū)：層流區(qū):Ⅱ區(qū)：過渡區(qū):Ⅳ區(qū)：水力光滑管→粗糙管的過渡區(qū)：Ⅲ區(qū)：水力光滑管區(qū)：Ⅴ區(qū)：水力粗糙管區(qū)：圖4-9莫迪圖第4章流動(dòng)狀態(tài)及能量損失5.湍流沿程損失的基本關(guān)系式圖第5章熱量傳遞的基本概念在熱量傳遞過程中，溫度及其分布是第一要素，溫差是推動(dòng)力。

穩(wěn)態(tài)傳熱--物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間改變的熱傳遞過程。非穩(wěn)態(tài)傳熱--物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間改變的熱傳遞過程。5.1基本概念1、溫度場——某一時(shí)刻空間所有各點(diǎn)的溫度分布2、等溫面與等溫線3、溫度梯度第5章熱量傳遞的基本概念在熱量傳遞過程中，溫度及其分布是第第5章熱量傳遞的基本概念4

熱流量與熱流密度熱流量Φ——單位時(shí)間內(nèi)，經(jīng)由某一給定面積傳遞的熱量，W.熱流密度q——單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量，W/m2.5.2熱量傳遞方式

5.2.1導(dǎo)熱

導(dǎo)熱——物體各部分無相對(duì)位移或不同物體直接接觸時(shí)依靠物質(zhì)分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象。2、傅立葉導(dǎo)熱定律1、定義第5章熱量傳遞的基本概念4熱流量與熱流密度熱流量Φ——第5章熱量傳遞的基本概念3、熱導(dǎo)率熱量傳輸系數(shù)熱導(dǎo)率5．2．2對(duì)流

對(duì)流換熱（對(duì)流+導(dǎo)熱）—流體和與之接觸的表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在溫差作用下進(jìn)行的熱量傳輸過程。1、定義2、計(jì)算公式牛頓冷卻公式

第5章熱量傳遞的基本概念3、熱導(dǎo)率熱量傳輸系數(shù)熱導(dǎo)率5．2第5章熱量傳遞的基本概念5.2.3熱輻射1、含義及特點(diǎn)

熱輻射——物體自身溫度（或熱運(yùn)動(dòng)）的原因而激發(fā)產(chǎn)生的電磁波傳播效應(yīng)。投射到物體上，為物體吸收轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，使其溫度升高。

輻射換熱特點(diǎn)第5章熱量傳遞的基本概念5.2.3熱輻射1、含義第5章熱量傳遞的基本概念

2、斯蒂芬—波爾茨曼定律

（1）黑體在某一溫度下的輻射能斯蒂芬—波爾茨曼定律（四次方定律）

（2）實(shí)際物體的輻射能式中，ε

——實(shí)際物體的黑度（或發(fā)射率）。介于0～1之間。

第5章熱量傳遞的基本概念2、斯蒂芬—波爾茨曼定律第6章導(dǎo)熱6.1.1導(dǎo)熱微分方程

當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無內(nèi)熱源時(shí)無內(nèi)熱源穩(wěn)態(tài)第6章導(dǎo)熱6.1.1導(dǎo)熱微分方程當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無第6章導(dǎo)熱

對(duì)于軸對(duì)稱問題（圓柱、圓筒或圓球），采用圓柱坐標(biāo)系（r,ф,z）或球坐標(biāo)系（r,ф,θ）下的導(dǎo)熱微分方程式（6.4）～（6.7）。

實(shí)用問題的簡化

無內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：

無內(nèi)熱源的穩(wěn)態(tài)二維導(dǎo)熱（直角坐標(biāo)系）：第6章導(dǎo)熱對(duì)于軸對(duì)稱問題（圓柱、圓筒或圓球），第6章導(dǎo)熱6.1.2初始條件及邊界條件1、初始條件最簡單的初始條件是2．邊界條件1）第一類邊界條件已知任何時(shí)刻邊界面上的溫度分布，即

邊界溫度均勻時(shí)，上式可簡化為第6章導(dǎo)熱6.1.2初始條件及邊界條件1、初始條件最簡單第6章導(dǎo)熱（2）第二類邊界條件給定物體邊界上任何時(shí)刻的熱流密度分布

如果邊界溫度均勻時(shí)，有第6章導(dǎo)熱（2）第二類邊界條件給定物體邊界上任何時(shí)刻的熱流第6章導(dǎo)熱（3）第三類邊界條件

已知與邊界面直接接觸的流體溫度Tf和邊界面與流體之間的對(duì)流換熱系數(shù)h6.2一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱6.2一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱6.2.1平壁的導(dǎo)熱1．

單層平壁第6章導(dǎo)熱（3）第三類邊界條件已知與邊界面直接接觸第6章導(dǎo)熱2.熱阻3、多層平壁的導(dǎo)熱第6章導(dǎo)熱2.熱阻3、多層平壁的導(dǎo)熱第6章導(dǎo)熱6.2.2圓筒壁的導(dǎo)熱1．單層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱阻第6章導(dǎo)熱6.2.2圓筒壁的導(dǎo)熱1．單層圓筒壁的第6章導(dǎo)熱2、多層圓筒的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱6.2.3球壁的導(dǎo)熱6.3非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱特征：第6章導(dǎo)熱2、多層圓筒的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱6.2.3球壁的導(dǎo)熱6.6.4.1第三類邊界條件下的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱—周圍介質(zhì)溫度為常數(shù)第6章導(dǎo)熱一、無限大平壁的分析解和諾謨圖完整數(shù)學(xué)描述如下：6.4.1第三類邊界條件下的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱—周圍介質(zhì)溫度為第6章導(dǎo)熱

解方程及邊界條件得分析解線算圖（諾謨圖）無限大平壁中心溫度的諾謨圖:任意位置任意時(shí)刻溫度T的求解第6章導(dǎo)熱解方程及邊界條件得分析解線第6章導(dǎo)熱物體的累計(jì)熱量方程組的解歸納為準(zhǔn)則關(guān)系式的意義：(1)更好地揭示了物理現(xiàn)象的本質(zhì)；(2)大幅度減少了變量數(shù)..第6章導(dǎo)熱物體的累計(jì)熱量方程組的解歸納為準(zhǔn)則關(guān)系式的意義：第6章導(dǎo)熱6.4.2第一類邊界條件下的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱——表面溫度為常數(shù)

半無限大物體邊界條件（第一類）理論解第6章導(dǎo)熱6.4.2第一類邊界條件下的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱——第6章導(dǎo)熱表面的瞬時(shí)熱流密度qW

蓄熱系數(shù)b——綜合衡量材料蓄熱和導(dǎo)熱能力的物理量第6章導(dǎo)熱表面的瞬時(shí)熱流密度qW蓄熱系數(shù)b——綜合第7章對(duì)流換熱7.1對(duì)流換熱概述7.1.1對(duì)流換熱和牛頓冷卻公式牛頓冷卻公式和換熱系數(shù)對(duì)流換熱的主要任務(wù)：

第7章對(duì)流換熱7.1對(duì)流換熱概述7.1.1對(duì)流換熱和牛第7章對(duì)流換熱7.1.2影響對(duì)流換熱的主要因素1.流動(dòng)動(dòng)力（起因）

2.流動(dòng)狀態(tài)

3.

換熱表面幾何尺寸、形狀、位置

4.流體的物理性質(zhì)物性相互間的聯(lián)系和制約：主要反映在準(zhǔn)則數(shù)值的大小上。

二、對(duì)流換熱微分方程

一、影響因素第7章對(duì)流換熱7.1.2影響對(duì)流換熱的主要因素1.流第7章對(duì)流換熱能量微分方程7.2對(duì)流換熱微分方程組對(duì)流換熱微分方程：（7.3）式連續(xù)性微分方程：（3.27）或（7.4）式

動(dòng)量微分方程：(3.47)式能量微分方程：（7.5）式

對(duì)流換熱微分方程組7.3熱邊界層概念

熱邊界層——壁面附近形成的溫度急劇變化的流體簿層第7章對(duì)流換熱能量微分方程7.2對(duì)流換熱微分方程組對(duì)流換第7章對(duì)流換熱

層流邊界層中,沿y方向的熱量傳遞依靠導(dǎo)熱。

湍流邊界層中，沿y方向的熱量傳遞依靠流體微團(tuán)的脈動(dòng)引起的混合作用。普朗特?cái)?shù)第7章對(duì)流換熱層流邊界層中,沿y方向的熱量傳遞依靠第7章對(duì)流換熱7.4相似理論基礎(chǔ)

相似準(zhǔn)數(shù)(similarityeriterion)：由確定物理現(xiàn)象的物理量組成的反映現(xiàn)象物理相似的數(shù)量特征的無量綱數(shù)群。

在相似現(xiàn)象中，相應(yīng)的相似準(zhǔn)數(shù)數(shù)值相同，而且描述相似現(xiàn)象的準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式也相同。因此如果把模擬結(jié)果整理成準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式，那么得到的準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式就可推廣到其他與之相似的現(xiàn)象上去。

由相似準(zhǔn)數(shù)可以得出模型定律，作為設(shè)計(jì)物理模擬模型的依據(jù)。在確定相似準(zhǔn)數(shù)的方法中，常用的主要有方程分析法、量綱分析法和定律分析法3種。方程分析法的根據(jù)是相似現(xiàn)象的物理方程相同，由分析描述現(xiàn)象的方程得出相似準(zhǔn)數(shù)。第7章對(duì)流換熱7.4相似理論基礎(chǔ)相似準(zhǔn)數(shù)(sim第7章對(duì)流換熱

（3）按照規(guī)定選取特征尺寸（準(zhǔn)則數(shù)Nu、Re和Gr中的幾何尺寸稱為特征尺寸）。

（4）按規(guī)定選用特征流速(強(qiáng)迫對(duì)流換熱準(zhǔn)則數(shù)關(guān)系式中計(jì)算雷諾數(shù)Re所選用的流速稱為特征流速)

特征溫度、特征尺寸和特征流速常稱為對(duì)流換熱的三大特征量。

（5）正確選用各種修正系數(shù)。

（2）按規(guī)定選取特征溫度Tc(查取流體物性參數(shù)的溫度稱為特征溫度)。

（1）根據(jù)對(duì)流換熱的類型和有關(guān)參數(shù)的范圍選擇所需要的準(zhǔn)則數(shù)方程，不能弄錯(cuò)。

對(duì)流換熱準(zhǔn)則數(shù)方程的正確使用第7章對(duì)流換熱（3）按照規(guī)定選取特征尺寸（準(zhǔn)則數(shù)N第7章對(duì)流換熱7.6自然對(duì)流的換熱計(jì)算自然對(duì)流時(shí)的溫度分布和速度分布二、計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)的準(zhǔn)則方程簡化計(jì)算公式：一個(gè)大氣壓、TCP=50℃左右，空氣與表面換熱時(shí)，有一、邊界層的形成與發(fā)展第7章對(duì)流換熱7.6自然對(duì)流的換熱計(jì)算自然對(duì)流時(shí)的溫度分第7章對(duì)流換熱7.7強(qiáng)制對(duì)流的換熱計(jì)算7.7.1

外掠平板

7.2.2

橫掠圓柱

沖擊角影響及其修正第7章對(duì)流換熱7.7強(qiáng)制對(duì)流的換熱計(jì)算7.7.1外掠第7章對(duì)流換熱7.7.3繞流球體

7.7.4

管內(nèi)流動(dòng)

湍流換熱實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則式：定性溫度考慮不均勻物性的影響時(shí)，可選用以下實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則式第7章對(duì)流換熱7.7.3繞流球體7.7.4管內(nèi)流動(dòng)第7章對(duì)流換熱幾點(diǎn)討論：（1）非圓形管定型尺寸采用當(dāng)量直徑

（2）入口段修正（3）彎管修正系數(shù)（4）管內(nèi)層流換熱2）換熱計(jì)算公式1）附加自然對(duì)流的影響第7章對(duì)流換熱幾點(diǎn)討論：（1）非圓形管定型尺寸采用當(dāng)量直徑第8章輻射換熱8.1熱輻射基礎(chǔ)8.1.1熱輻射的本質(zhì)及特點(diǎn)

熱輻射—物體自身溫度或熱運(yùn)動(dòng)的原因而激發(fā)產(chǎn)生的電磁波傳播效應(yīng)。投射到物體上，為物體吸收轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，使其溫度升高.特點(diǎn)：1、2、38.1.2熱輻射的基本概念及基本定律本質(zhì)1、絕對(duì)黑體的概念第8章輻射換熱8.1熱輻射基礎(chǔ)8.1.1熱輻射的本質(zhì)及第8章輻射換熱第8章輻射換熱第8章輻射換熱黑體模型:黑體模型物體向外輻射的能量是按波長和空間分布的。輻射力—EW/m2單色輻射力—第8章輻射換熱黑體模型:黑體模型物體向外輻射的能量是按波長第8章輻射換熱2、普朗克定律

Ebλ=f(λ,T)的具體表達(dá)形式維恩定律3、斯蒂芬-波爾茨曼定律第8章輻射換熱2、普朗克定律Ebλ=f(λ,T)的具體表第8章輻射換熱灰體定義4、灰體及其輻射力

根據(jù)灰體的定義，有第8章輻射換熱灰體定義4、灰體及其輻射力根據(jù)灰體的定義，第8章輻射換熱5、基爾霍夫定律及實(shí)際物體的吸收比

基爾霍夫定律——熱平衡條件下任意物體對(duì)黑體輻射能的吸收比等于同溫度下該物體的黑度。對(duì)于灰體，有8.2熱輻射的工程應(yīng)用8.2.1輻射率的工程處理方法式中，為實(shí)際物體的發(fā)射率（黑度），可通過實(shí)驗(yàn)確定。第8章輻射換熱5、基爾霍夫定律及實(shí)際物體的吸收比基第8章輻射換熱

常用材料的表面發(fā)射率ε可查相關(guān)圖表。影響ε的因素：物體的種類、表面溫度和表面狀況。8.2.2兩物體之間的輻射換熱1、角系數(shù)

物體尺寸、形狀及相互位置等表面幾何因素對(duì)輻射換熱的影響可用角系數(shù)來表示。

角系數(shù)定義——有兩個(gè)任意放置的物體表面，表面1發(fā)出的輻射能中落到表面2上的能量所占的百分?jǐn)?shù)稱為表面1對(duì)表面2的角系數(shù)，記為φ1,2.同理第8章輻射換熱常用材料的表面發(fā)射率ε可查相關(guān)圖表。第8章輻射換熱（2）兩個(gè)很大的同軸圓柱表面（長軸在井式爐內(nèi)加熱）（3）一個(gè)平面和一個(gè)曲面（平板在馬弗爐內(nèi)加熱）由兩個(gè)表面組成的封閉系統(tǒng)↑

常見封閉體系的角系數(shù)（1）兩個(gè)相距很近的平行大平面第8章輻射換熱（2）兩個(gè)很大的同軸圓柱表面（長軸在井式爐內(nèi)第8章輻射換熱2、封閉體系內(nèi)兩個(gè)大平板的輻射換熱(1)黑表面(2)灰表面式中第8章輻射換熱2、封閉體系內(nèi)兩個(gè)大平板的輻射換熱(1)黑第8章輻射換熱（3）封閉體系內(nèi)任意輻射交換的計(jì)算公式補(bǔ)充：包壁（1）與內(nèi)包非凹小物體（2）第8章輻射換熱（3）封閉體系內(nèi)任意輻射交換的計(jì)算公式補(bǔ)充第8章輻射換熱8.2.5氣體與固體的輻射換熱1、氣體輻射與吸收特點(diǎn)2、氣體的輻射力和黑度輻射力氣體的單色吸收率可表示為第8章輻射換熱8.2.5氣體與固體的輻射換熱1、氣體輻第8章輻射換熱3、火焰輻射（1）暗焰（2）輝焰4、氣體與固體壁面之間的輻射換熱8.3綜合傳熱

綜合傳熱——兩種或三種基本熱量傳遞方式同時(shí)起作用。第8章輻射換熱3、火焰輻射（1）暗焰（2）輝焰4、氣體與固第8章輻射換熱8.3.1對(duì)流和輻射同時(shí)存在的傳熱8.3.2爐墻的綜合傳熱第8章輻射換熱8.3.1對(duì)流和輻射同時(shí)存在的傳熱8.3.第8章輻射換熱第8章輻射換熱第9章質(zhì)量傳輸基本概念

質(zhì)量傳輸——物質(zhì)從空間或物體的某一部分轉(zhuǎn)移到另一部分的現(xiàn)象9.1.1擴(kuò)散傳質(zhì)9.1.2對(duì)流傳質(zhì)

流動(dòng)體系中，由流體質(zhì)點(diǎn)的宏觀運(yùn)動(dòng)而引起的物質(zhì)傳遞過程。其機(jī)制與對(duì)流換熱類似。9.1.3相間傳質(zhì)

傳質(zhì)過程涉及到兩相或多相的相際之間的傳質(zhì)。與綜合傳熱類似。

由于濃度差存在，依靠分子運(yùn)動(dòng)引起的質(zhì)量傳輸。其機(jī)理類似于熱傳導(dǎo)過程多相反應(yīng)：氣—固、氣—液、固—液等第9章質(zhì)量傳輸基本概念質(zhì)量傳輸——物質(zhì)從空間或物第9章質(zhì)量傳輸基本概念9.2.1濃度1、質(zhì)量濃度2、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3、量濃度第9章質(zhì)量傳輸基本概念9.2.1濃度1、質(zhì)量濃度2、第9章質(zhì)量傳輸基本概念4、摩爾分?jǐn)?shù)5、氣體第9章質(zhì)量傳輸基本概念4、摩爾分?jǐn)?shù)5、氣體第9章質(zhì)量傳輸基本概念質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系：同理第9章質(zhì)量傳輸基本概念質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系：同理第9章質(zhì)量傳輸基本概念9.2.2速度1、以靜止坐標(biāo)為參考基準(zhǔn)第9章質(zhì)量傳輸基本概念9.2.2速度1、以靜止坐標(biāo)為參第9章質(zhì)量傳輸基本概念2、以平均速度為參考基準(zhǔn)9.2.3傳質(zhì)通量通量密度=速度×濃度1、相對(duì)于靜止坐標(biāo)系的質(zhì)量通量和摩爾通量第9章質(zhì)量傳輸基本概念2、以平均速度為參考基準(zhǔn)9第9章質(zhì)量傳輸基本概念2、相對(duì)于質(zhì)量平均速度的質(zhì)量通量和相對(duì)于摩爾平均速度的摩爾通量為:

雙組分混合物中，濃度、速度以及質(zhì)量通量的表達(dá)及其相互關(guān)系式→表9.1第9章質(zhì)量傳輸基本概念2、相對(duì)于質(zhì)量平均速度的質(zhì)第10章質(zhì)量傳輸微分方程1、以質(zhì)量濃度表示的組分A的質(zhì)量傳輸微分方程2、以物質(zhì)的摩爾濃度表示的組分A的質(zhì)量傳輸微分方程3、以質(zhì)量通量密度表示的組分A的質(zhì)量傳輸微分方程4、用摩爾通量密度表示的組分A的質(zhì)量傳輸微分方程第10章質(zhì)量傳輸微分方程1、以質(zhì)量濃度表示的組分A的質(zhì)量第10章質(zhì)量傳輸微分方程質(zhì)量傳輸微分方程的幾種簡化形式1、均質(zhì)不可壓縮流體（ρ=常數(shù)）2、均質(zhì)不可壓縮流體沒有化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定態(tài)傳質(zhì)（v=常數(shù)，rA=rB=0）第10章質(zhì)量傳輸微分方程質(zhì)量傳輸微分方程的幾種簡化形式1第10章質(zhì)量傳輸微分方程3、總體流動(dòng)可忽略不計(jì)及不可壓縮流體沒有化學(xué)反應(yīng)的非穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)（v=0,rA=rB=0）費(fèi)克第二定律；（2）費(fèi)克第二定律與導(dǎo)熱的傅里葉定律在形式上完全一致，其在各坐標(biāo)系中的表達(dá)式見表10.1.（1）費(fèi)克第二定律適用于固體、靜止液體或氣體組成的等摩爾逆

向擴(kuò)散體系；第10章質(zhì)量傳輸微分方程3、總體流動(dòng)可忽略不計(jì)及第10章質(zhì)量傳輸微分方程10.4定解條件10.4.1初始條件簡單情況t=0,cA0=常數(shù)10.4.2邊界條件1、規(guī)定了邊界上的濃度值2、規(guī)定邊界上的通量3、規(guī)定邊界上的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)kc及組分A的濃度對(duì)流傳質(zhì)時(shí)，邊界上的摩爾通量為:已給定第10章質(zhì)量傳輸微分方程10.4定解條件10.4.1第10章質(zhì)量傳輸微分方程4、規(guī)定化學(xué)反應(yīng)的速率第10章質(zhì)量傳輸微分方程4、規(guī)定化學(xué)反應(yīng)的速率第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1一維穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散

研究目的:找出內(nèi)部濃度分布規(guī)律，以及通過分子擴(kuò)散方式所傳遞的質(zhì)量通量。

研究內(nèi)容:在不流動(dòng)或停滯介質(zhì)以及固體中以分子擴(kuò)散方式進(jìn)行的質(zhì)量傳遞過程。11.1.1等摩爾逆向擴(kuò)散第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1一維穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散研究目的第11章擴(kuò)散傳質(zhì)邊界條件其解為微分方程

等摩爾逆向擴(kuò)散濃度分布傳質(zhì)通量或

等摩爾逆向擴(kuò)散質(zhì)量傳遞與一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱相類似(見表11.1）。第11章擴(kuò)散傳質(zhì)邊界條件其解為微分方程等摩爾逆向擴(kuò)散濃第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1.2通過靜止氣膜的單相擴(kuò)散液體表面的蒸發(fā)第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1.2通過靜止氣膜的單相擴(kuò)散液第11章擴(kuò)散傳質(zhì)

濃度分布方程為或單向擴(kuò)散濃度分布組分物質(zhì)的摩爾濃度是按指數(shù)規(guī)律變化第11章擴(kuò)散傳質(zhì)濃度分布方程為或單向擴(kuò)散濃度分布第11章擴(kuò)散傳質(zhì)質(zhì)量通量NAZ：或第11章擴(kuò)散傳質(zhì)質(zhì)量通量NAZ：或第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1.3氣體通過金屬膜的擴(kuò)散氣體氫通過一金屬膜的擴(kuò)散擴(kuò)散通量或式中，第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.1.3氣體通過金屬膜的擴(kuò)散氣體第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.2非穩(wěn)定態(tài)分子擴(kuò)散11.2.1忽略表面阻力的半無限大介質(zhì)中的非穩(wěn)定態(tài)分子擴(kuò)散初始條件t=0，對(duì)所有z值：cA＝cA0邊界條件t＞0，x=0：cA＝cAwx=∞：cA＝cA0

微分方程鋼的表面滲碳濃度分布第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.2非穩(wěn)定態(tài)分子擴(kuò)散11.2.第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.3影響擴(kuò)散的因素11.3.1氣相擴(kuò)散系數(shù)11.3.2液相擴(kuò)散系數(shù)11.3.3固體擴(kuò)散系數(shù)1、溫度的影響2、固溶體類型3、晶體結(jié)構(gòu)4、濃度5、合金元素6、晶界擴(kuò)散、表面擴(kuò)散和位錯(cuò)擴(kuò)散第11章擴(kuò)散傳質(zhì)11.3影響擴(kuò)散的因素11.3.1第12章對(duì)流傳質(zhì)12.1對(duì)流傳質(zhì)的基本概念

對(duì)流傳質(zhì)——運(yùn)動(dòng)流體與固體壁面之間，或不互溶的兩種運(yùn)動(dòng)流體之間發(fā)生的質(zhì)量傳遞過程。12.1.1對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)對(duì)流傳質(zhì)通量密度kc——以ΔcA為基準(zhǔn)的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)（m／s）對(duì)流傳質(zhì)微分方程12.1.2表示傳質(zhì)特性的相似準(zhǔn)數(shù)

施密特?cái)?shù)路易斯數(shù)第12章對(duì)流傳質(zhì)12.1對(duì)流傳質(zhì)的基本概念第12章對(duì)流傳質(zhì)12.2傳質(zhì)系數(shù)模型12.2.1薄膜理論

薄膜理論—對(duì)流傳質(zhì)的阻力主要存在于界面上所形成的流體薄膜內(nèi)δ—等效邊界層12.2.2滲透理論

滲透理論—兩相間的傳質(zhì)是靠流體的體積元短暫地、重復(fù)地與界面有接觸而實(shí)現(xiàn)的。te——體積元與界面接觸的平均壽命（時(shí)間）12.2.3表面更新理論

表面更新理論認(rèn)為：每個(gè)體積元與表面接觸的時(shí)間在零到無窮大之間變動(dòng)。第12章對(duì)流傳質(zhì)12.2傳質(zhì)系數(shù)模型12.2.1第12章對(duì)流傳質(zhì)S—表面更新率，試驗(yàn)測定的常數(shù)。實(shí)際傳質(zhì)時(shí)，12.3

圓管內(nèi)的層流對(duì)流傳質(zhì)

在r=ri處，cA＝常量，有：Sh=3.66(12.19)