《化工分离工程》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 传质过程基础 1.3 对流传质 1.3.3 动量、热量与质量传递之间类比 1.3.4 对流传质系数经验公式（选学）

第一章传质过程基础1.3对流传质1.3.1对流传质的概念1.3.2对流传质问题的分析求解一、沿平壁降落液膜内的稳态传质

1.3.1 对流传质的概念 第一章 传质过程基础 1.3 对流传质 1.3.2 对流传质问题的分析求解 一、沿平壁降落液膜内的稳态传质

沿平壁降落液膜内的稳态传质一3.数学模型的求解流动模型求解结果Pgs2速度分[1-uy2μ布方程Pgo2u平均速度h3μ3速度分[1-(=)2]uuh布方程y2

一、沿平壁降落液膜内的稳态传质 3.数学模型的求解 流动模型求解结果 [1 ( ) ] 2 2 2   g z u y = −    3 2 g u b = [1 ( ) ] 2 3 2  z u u y b = − 速度分 布方程 平均速度 速度分 布方程

沿平壁降落液膜内的稳态传质一3u,1./2液膜厚度S=pg定义厂一单位液膜宽度的质量流率I = pu,()(l) = pu,nul)1/3故2Pg

液膜厚度 1/ 2 ) 3 ( g u b    = 定义 1 / 3 2 ) 3 (  g    =  —单位液膜宽度的质量流率     b b  = u ( )(1) = u 一、沿平壁降落液膜内的稳态传质 故

沿平壁降落液膜内的稳态传质传质模型求解结果对流传质系数u,dDABk...= 0.241.+3.41LmsL液膜内流速很低施伍德数DAB=3.41KLmSkimSh3.41mDAB

传质模型求解结果 对流传质系数  b  AB L m D L u k = 0.241 + 3.41 液膜内流速很低  AB Lm D k = 3.41 = = 3.41 AB Lm m D k Sh  一、沿平壁降落液膜内的稳态传质 施伍德数

二、圆管的稳态层流传质1.传质的物理模型某流体以稳态层流流过光滑水平圆管，流体与壁面间进行对流传质热流体流体流过可溶性固工程体管道示例冷却剂发汗冷却发汗冷却

二、圆管的稳态层流传质 某流体以稳态层流流过光滑水平圆管，流体与 壁面间进行对流传质。 1. 传质的物理模型 工程 示例 发汗冷却 流体流过 可溶性固 体管道 发汗冷却

速度边界层和速度边界层和Aa浓度迈界层均浓度边界层均充分发展传质..S..正在发展传质#0...CAD5=OD=TBp8(a)速度边界层充分发展，浓度边界会正在发展传质CADCAO0(b)圆管内的稳态传质

圆管内的稳态传质 速度边界层和 浓度边界层均 充分发展传质 速度边界层和 浓度边界层均 正在发展传质 速度边界层充分 发展，浓度边界 层正在发展传质

二、圆管的稳态层流传质2.数学模型的建立连续性方程运动方程对流扩散方程对于圆管内的稳态层流，连续性方程和运动方程求解结果为：uz=2u,[1-(=)?ri

2. 数学模型的建立 对于圆管内的稳态层流，连续性方程和运动方 程求解结果为： 2 [1 ( ) ] 2 i r r u z u b = − 需同时求解以下方程： 二、圆管的稳态层流传质 ❖ 连续性方程 ❖ 运动方程 ❖ 对流扩散方程

二、圆管的稳态层流传质柱坐标系的对流扩散方程OCAacdcu0+uz0'Oza020(稳态)0(一维)0Oc十4R2OrOr00Qz0(无化反）0(轴对称0（充分发展传质acA=常数αcA=0oz0

柱坐标系的对流扩散方程 z c z u c r u r c r u cA A A A   +   +   +       0(稳态) 0(一维) 0(轴对称) 0(充分发展传质) 0(无化反) = 0   A c = 常数 z cA   RA z c r r c r r r D A c A A A B  +   +   +     = ] 1 ( ) 1 [ 2 2 2 2 2  二、圆管的稳态层流传质

二、圆管的稳态层流传质对流扩散方程化简结果为OcuQz圆管内层流传质的微分方程DOCA0acABrOzOrOr2up[1-(r /与传热过程比较OtatαOzar2ub[1-(r / t

对流扩散方程化简结果为 ( )] 1 [ r c r r r D z c z u A AB A     =   圆管内层流传质的微分方程 ( )] 1 [ 2 [1 ( / ) ] 2 r c r r r i r r b u D z cA A B A     − =   与传热过 程比较 ( )] 1 [ 2 [1 ( / ) ] 2 r t r r r i r r b u z t     − =    二、圆管的稳态层流传质

二、圆管的稳态层流传质边界条件分为以下两类CAs =常数(1)管壁处的浓度维持恒定NAs=常数(2）管壁处的传质通量维持恒定与传热过程比较t,=常数(1）管壁处的温度维持恒定q/A)、=常数2管壁处的热通量维持恒定F

边界条件分为以下两类 cAs =常数 NAs =常数 与传热过程比较 (1)管壁处的浓度维持恒定 (2)管壁处的传质通量维持恒定 (1)管壁处的温度维持恒定 t s =常数 (2)管壁处的热通量维持恒定 (q / A) s = 常数 二、圆管的稳态层流传质