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1、液膜厚度2/1)3(gub定义3/12)3(g 单位液膜宽度的质量流率 bbuu)1)(一、沿平壁降落液膜内的稳态传质 故传质模型求解结果对流传质系数ABbLmDLuk41.3241.0液膜内流速很低ABLmDk41.341.3ABLmmDkSh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 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圆管内的稳态传质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：)(1 22irruzub需同时求解以下方程：v 连续性方程v 运动方程
2、v 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zczucrurcrucAAAA0(稳态)0(一维)0(轴对称) 0(充分发展传质) 0(无化反)0Ac常数zcAARzcrrcrrrDAcAAAB1)(122222二、圆管的稳态层流传质对流扩散方程化简结果为)(1rcrrrDzczuAABA圆管内层流传质的微分方程)(1)/(122rcrrrirrbuDzcAABA与传热过程比较)(1)/(122rtrrrirrbuzt二、圆管的稳态层流传质边界条件分为以下两类常数Asc常数AsN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常数s
3、t(2)管壁处的热通量维持恒定常数sAq)/(二、圆管的稳态层流传质数学模型B.C，0r（1）0drdcA（2），irr AsAcc )(1)/(122drdcrdrdrirrbuDdzdcAABA与传热过程比较数学模型，0r（1）0drdt（2），irr stt )(1)/(122drdtrdrrirrbudzdtdB.C二、圆管的稳态层流传质3. 数学模型的求解求解结果如下：(1)66. 3ABDdckSh常数Asc(2)常数AsN36. 4ABDdckSh常数st常数sAq)/(66. 3khdNu(1)(2)36. 4khdNu与传热过程比较二、圆管的稳态层流传质考虑进口段对传质的影响
4、nSceRxdkSceRxdkShSh)(1)(21neRxdkeRxdkNuNuPr)(1Pr)(21与传热过程比较二、圆管的稳态层流传质修正式中的各有关参数值二、圆管的稳态层流传质传质进口段长度cSeRdLD05. 0/传热进口段长度Pr05. 0/eRdLt与传热过程比较二、圆管的稳态层流传质一、三传类比的基本概念 v 传递机理的类似动量、热量与质量传递类似的体现1.三传的类似性v 数学模型表达式类似v 数学模型求解方法类似v 三个传递系数可用一定的关系式相联系 根据动量、热量与质量传递的类似性，对三种传递过程进行类比分析，建立传递系数间的定量关系，该过程即三传的类比。 2.三传的类比意
5、义v利于近一步了解三传的机理一、三传类比的基本概念 v由已知传递系数求另一传递系数fhck二、三传类比表达式(类似律) 1.雷诺 (Reynolds) 类似律雷诺类比模型图suyxbuMMbtst 设流体以湍流流过壁面，流体与壁面间进行动量、热量和质量传递。 雷诺认为，湍流主体一直延伸到壁面。一层模型 设单位时间单位面积上，流体与壁面间所交换的质量为M 。AbcAsc单位时间单位面积上交换的动量为)(sbsbuuMMuMusbufM2由故0su22bufs又二、三传类比表达式(类似律) 单位时间单位面积上交换的热量为)(sbpspbpttMctMctMcSqPchM/故由)(stbthSq二、
6、三传类比表达式(类似律) 单位时间单位面积上交换的组分A的质量为)(AsAbAsAbAccccMMMN0ckM即二、三传类比表达式(类似律) 由)(0AsAbAccckN联立得02cPbkchufMbuchfP2即bukfc02bbukuchcP0二、三传类比表达式(类似律) 动量热量雷诺类似律动量质量雷诺类似律热量质量雷诺类似律由buchStPbucktS0t SStf2则二、三传类比表达式(类似律) 雷诺类似律适用条件1Pr 1Sc2.普兰德 (Prandtl) 泰勒 (Taylor) 类似律 普兰德认为，湍流边界层由湍流主体和层流内层组成。 推导得普兰德泰勒类似律) 1(Pr2/512/
7、ffuchStbP二、三传类比表达式(类似律) ) 1(2/512/0Scffukt Sbc3. 冯 卡门(Von Krmn)类似律 卡门认为，湍流边界层由湍流主体、缓冲层和层流内层组成。 三层模型卡门类似律)6Pr51ln() 1(Pr2512/ffuchStbP推导得)651ln() 1(2512/0ScScffukt Sbc二、三传类比表达式(类似律) 4. 柯尔本(Colburn)类似律流体在管内湍流传热、传质的经验公式2 . 0Re046. 0f3/18 . 0PrRe023. 0Nu3/18 . 0Re023. 0ScSh 2PrRe3/1fNu2Re3/1fScSh二、三传类比表
8、达式(类似律) 令2fjjDH3/23/1PrPrReStNujH传热 j 因数故柯尔本类似律3/23/2ReSct SScScShjD二、三传类比表达式(类似律) 适用条件10000Re 100Pr6 . 01006 . 0 Sc1Pr 若1Sc2ft SSt柯尔本类似律雷 诺类似律二、三传类比表达式(类似律) 各类似律的适用条件v 物性参数可视为常数或取平均值v 无内热源v 无辐射传热v 无边界层分离，无形体阻力 各类似律的定性温度2oimtttv 传质速率很低，速度场不受传质的影响二、三传类比表达式(类似律) 练 习 题 目思考题作业题: 17、181. 对流传质系数有哪几种求解方法，其适用情 况如何 ？2. 三传类比具有哪些理论意义和实际意义？3. 何为湍流传质的一层模型、两层模型和三层 模型，各模型分别用哪一个类似律来表达？本 章 小 结本章重点掌握的内容v混合物组成的表示方法v质量传递的基本方式v传质的速度与通量v传质微分方程v气体中的稳态扩散v停滞膜模型v对流传质系数和对流传质速率方程v雷诺类似律