重慶大學(xué)三傳基礎(chǔ)課程質(zhì)量傳輸

第三篇質(zhì)量傳輸前言物質(zhì)由物體或空間中的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分的現(xiàn)象稱質(zhì)量傳輸，簡(jiǎn)稱傳質(zhì)。傳質(zhì)中，濃度場(chǎng)是特征量，濃度差是推動(dòng)力。一般而言，傳質(zhì)的結(jié)果是使?jié)舛炔羁s小。以微觀分子擴(kuò)散表現(xiàn)的傳質(zhì)過(guò)程為分子傳質(zhì)或擴(kuò)散傳質(zhì)，又稱物性傳質(zhì)。本質(zhì)上，擴(kuò)散傳質(zhì)是依賴微觀粒子(分子、原子、離子)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)所引起的，對(duì)某一傳輸?shù)奈镔|(zhì)而言，當(dāng)體系存在濃度差時(shí)，濃度大的分子破壞了均衡態(tài)而導(dǎo)致了定向的分子運(yùn)動(dòng)，促使?jié)舛却蟮膮^(qū)域的分子趨向濃度小的區(qū)域，而達(dá)到濃度一致。通常情況下，擴(kuò)散傳質(zhì)是很緩慢的，傳遞的質(zhì)量也很少。以流體質(zhì)點(diǎn)或微團(tuán)的宏觀運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的傳質(zhì)過(guò)程為對(duì)流傳質(zhì)。一般而言，我們不深入到微觀一級(jí)去考察傳質(zhì)的機(jī)理，但也應(yīng)把傳質(zhì)和物體的運(yùn)動(dòng)區(qū)別開來(lái)。第描十蘆二楊章虛質(zhì)洽量旗傳舉輸漂的芝基程本典定置律1應(yīng)2夸-練1基革本謎概拳念1烏2凍-勺2菲朱克疏第繡一管定踢律1攤2甲-過(guò)3元朵體乒質(zhì)吃量雞平惑衡—看—帶糠擴(kuò)形散助的惑連母續(xù)雖性粥方循程1鴿2杠-多4菲給克之第舟二演定撲律1生2趕-裂1基每本譜概俊念

顯然有：，其中Mi—分子量相陣對(duì)仍濃搭度梢：一僵．躁濃疾度谷及棉其詢表前示耀法絕散對(duì)體濃世度屑：質(zhì)量濃度:kg/m3摩爾濃度:mol/m3質(zhì)量濃度分?jǐn)?shù)：摩爾分?jǐn)?shù)：，所以有：其中，；同理有：，所以有：對(duì)于氣體，由，Pi稱為分壓。二燥．煌濃視度硬場(chǎng)濃度場(chǎng)：定態(tài)濃度場(chǎng)：，非定態(tài)濃度場(chǎng)：當(dāng)姨濃即度匆場(chǎng)肅與關(guān)時(shí)劈燕間介無(wú)那關(guān)億時(shí)仰，樹該攔濃見度搭場(chǎng)殃為艘定書態(tài)扮濃餡度陜場(chǎng)犧，幅此都時(shí)可發(fā)菜生絲式的傭傳巾質(zhì)糧過(guò)烏程什為竭定借態(tài)瞇傳題質(zhì)怪。其灣特奴點(diǎn):體終系變中簡(jiǎn)無(wú)i組草分乒質(zhì)租量都蓄嘆積穗量偏。與是時(shí)軍間布有剩關(guān)辯的悔濃尿度急場(chǎng)少為宣不言定蛙態(tài)度濃腥度綱場(chǎng)迅，姻此待時(shí)茶發(fā)洪生某的見傳秒質(zhì)桂為躍不翁定交態(tài)帖傳懷質(zhì)霜。三光．存濃應(yīng)度蒙梯磁度濃度梯度：四本．閥傳證質(zhì)深通捐量傳絮質(zhì)崗?fù)ǜ?jìng)量n—啞—單映位拍時(shí)昆間遷、鄰單坐位杜面算積糊上原的汁傳意質(zhì)偏量匙，K摟g爺/驅(qū)m2·s棟(或m萄o撐l洋/窮m2·s打)。1根2緩-檔2菲訓(xùn)克軌第災(zāi)一離定談律式系中織，Di為賢組鄉(xiāng)豐分i的聞擴(kuò)擠散暈系增數(shù)測(cè)，m2/鞠s。1咬.菲蛋克拌第紹一勝定刑律：說(shuō)某第組救分艱的針傳辨質(zhì)思通化量蜜與探濃蹄度結(jié)梯北度蹦成陶正自比懶。m捉o辛l汪/牲m2·sk南g螺/掠m2·s牛頓粘性定律傅立葉導(dǎo)熱定律菲克第一定律三茫定蒜律萄分灑別地說(shuō)唇明朽三盒種悶傳終輸剖通晨量鋪與乞其顆動(dòng)缸量?jī)A梯膏度違、螺熱雖量印梯碎度不和鼠濃哲度床梯蜻度培成貌正衡比崗。三憤種慕傳談?shì)敯晗岛鷶?shù)ν、a、D的裙單菌位恢也駱一榴致箭，糕都草是m2/懲s。對(duì)淘比瀉：2趴.物許質(zhì)嚼的漿擴(kuò)巨散膝系穿數(shù)—燈—表港示環(huán)物蔽質(zhì)轟的鉤擴(kuò)哀散捧能數(shù)力狡。(廉1詞)氣剝體土的陽(yáng)擴(kuò)消散愛系腫數(shù)在唐固沾、乖液眾、列氣迅三貫種曾物開質(zhì)丹中言，泥氣山體離的墾擴(kuò)逼散說(shuō)系隆數(shù)腔最應(yīng)大江，恐為5瘋×1孕0-塞6~檔1撲0-羊5m2/自s。比籌氣摘體從小賠，托為1育0-竿1桃0~侍1要0-堵9m2/咸s(夾3劣)固化體哥的楊擴(kuò)樸散陜系已數(shù)是火三擁態(tài)描中身最嗓小依的麻，置為1顫0-招1訴4~島1華0-砍1播0m2/搬s(享2區(qū))液臣體以的否擴(kuò)結(jié)散曲系繳數(shù)1叛2冷-孝3元輛體姨質(zhì)鄉(xiāng)豐量兆平問衡大方雜程(帶潑擴(kuò)巴散誓的驅(qū)連慌續(xù)挎性浩方揀程)動(dòng)型量騰傳愁輸告中松的爬連粱續(xù)培性敢方揚(yáng)程儀是槐單寧組蛾分妹、暈均秀質(zhì)拍體粥系鈔的貍質(zhì)晃量欣平竿衡例關(guān)吹系聰，歇現(xiàn)彩討與論速多總組彎分遞、寸非績(jī)均織質(zhì)購(gòu)的瓜有并濃離度移梯上度饒的忠體遣系胡中段某叔一巾組朱分肉的惱質(zhì)雞量怠平渡衡獎(jiǎng)關(guān)狗系錯(cuò)。在崖后詳者協(xié)條泡件聲下撇，豆除仰對(duì)奇流舅質(zhì)棗量躺傳最輸灣外竄，矮還破有彎因臺(tái)濃婆度故差蜘引轎起棕的樂擴(kuò)甜散葡質(zhì)尼量哀傳腎輸路，塊故脅元效體辟質(zhì)返量晚平摸衡聾關(guān)箱系芬為雖：[對(duì)羨流蘭質(zhì)湖量謹(jǐn)收密支量差隙量]部+究[擴(kuò)承散銹質(zhì)軌量等收如支艦差勢(shì)量]=[質(zhì)敞量病蓄遭積]zyox假酸設(shè)忌：①怒體稿系互為誕不倘可鳥壓徑縮昨，剝體上系船總迷密儉度ρ=C會(huì)o屆n芽s連t；②赤常大物財(cái)性瓶體商系鵝，內(nèi)即吼：Di=國(guó)C塌o趣n損s值txzyo單稼位腳時(shí)蠢間屢內(nèi)北，i組次分衣各揮方憶向隆對(duì)匪流或質(zhì)駝量雕收富支群差龍：x方向：y方向：z方向：擴(kuò)蕉散休傳交質(zhì)獵：x方向，單位時(shí)間內(nèi)由A面擴(kuò)散傳入的i組分質(zhì)量為：zyoABx由B面擴(kuò)散傳出的i組分質(zhì)量為：x方向，i組分單位時(shí)間內(nèi)的擴(kuò)散質(zhì)量收支差量為：x、

y、

z方向，i組分單位時(shí)間內(nèi)的擴(kuò)散質(zhì)量收支差量分別為：元體質(zhì)量蓄積量表現(xiàn)為i組分質(zhì)量隨時(shí)間的變化：x、

y、

z方向，i組分單位時(shí)間內(nèi)的對(duì)流質(zhì)量收支差分別為：[對(duì)流質(zhì)量收支差量]+[擴(kuò)散質(zhì)量收支差量]

=

[質(zhì)量蓄積]代入得：—馬—質(zhì)最量盤平塵衡岔方躬程(帶個(gè)擴(kuò)洞散賽的鄙連屈續(xù)繁性皺方多程)帶婆擴(kuò)狀散探的競(jìng)連燭續(xù)燥性狠方散程和N懼—志S方昂程鐘、F崗—轎K方敵程企很紗相阿似昏。嚷這上是旱因完為謙其絨物仆理腥本正質(zhì)辯的享相牲似—父—物詠性剃傳艙輸悅和壞對(duì)般流主傳揮輸慎引墓起澡的千傳涂輸?shù)V量趟的膝蓄憲積超。N—S方程牛頓粘性定律F—K方程傅立葉導(dǎo)熱定律菲克第一定律帶擴(kuò)散的連續(xù)性方程1陡2由-餡4菲將克算第縣二藥定尺律將完上涂式姐用眉于俊一柱維戰(zhàn)固屢體香擴(kuò)臘散剪有匪：——菲克第二定理?！獜V義的菲克第二定理。用校于肝三唉維絡(luò)固資體奴擴(kuò)汁散剝有辜：第拳十窗三適章合擴(kuò)肅散箱與思對(duì)宴流酸傳狹質(zhì)1唉3則-層1擴(kuò)剛散熊傳捷質(zhì)擴(kuò)亦散趨傳博質(zhì)筑主借要豆用薦于蘇固影體恥中葛內(nèi)晴部箏的程擴(kuò)充散峽，鞏根度據(jù)抱濃劃度依場(chǎng)產(chǎn)是沉否淹和辨時(shí)課間蘭有巧關(guān)浪，箏分領(lǐng)定異態(tài)炮擴(kuò)剃散餐與潔不沿定擦態(tài)依擴(kuò)口散者兩橫大寸類塵。在姐求睛解竭上爬分蒸別完和廚定鍵態(tài)蓮導(dǎo)隊(duì)熱冒和旁不透定嗓態(tài)跟導(dǎo)舅熱系相奧對(duì)杯應(yīng)浩。定啟態(tài)茶擴(kuò)腔散執(zhí)的端關(guān)架系休多笨用象于吸實(shí)序驗(yàn)?zāi)蹨y(cè)種定粒擴(kuò)惑散吐系級(jí)數(shù)趙。不愁定膛態(tài)愧擴(kuò)珍散侵的狐求努解炸目梨的受則盆主閃要蕉是頓確壟定舒濃家度據(jù)場(chǎng)膀。定命態(tài)魔擴(kuò)喂散宴傳期質(zhì)：知解腿析剖過(guò)捉程蜂和威定鐵態(tài)凱導(dǎo)中熱鮮完禍全攏一沫樣娘，界或贈(zèng)由覺菲洗克茂第成一閘定巖理華求躺解咐，烤或毒由雨定桑態(tài)仆擴(kuò)煙散套方剪程衛(wèi)求造解霧。對(duì)細(xì)應(yīng)嫩參包數(shù)蟻：傳劃熱制：t、q、a、α傳性質(zhì)梅：ρ、n、D、k方程：傳熱：傳質(zhì)：§坐1留1竭-帆2對(duì)簽流饒傳刑質(zhì)類撕似滿于遷牛蜻頓聲冷胳卻旱公劫式妄，椅對(duì)辱流厚傳糧質(zhì)常有華下壇計(jì)右算豬式兔：式丸中詞，ki—住—傳塵質(zhì)有系屋數(shù)惕，[予m叫/葬s汗]。階當(dāng)拌濃逮度蝕以依相睜對(duì)應(yīng)濃朽度琴表梁示竿時(shí)虎，ki的抖單揪位煎和ni一撈致吊。ki與品牛夜頓梳冷走卻肅公宿式依中陜的α相校對(duì)末應(yīng)雞。mol/m2.smol/s一印、歷定鉛義流皺體腫流洗動(dòng)刪時(shí)勉發(fā)兄生秀的圈傳飾質(zhì)瞧過(guò)桑程唉稱瞧為意對(duì)昨流炭傳傍質(zhì)杏。流休體想的瘋流視動(dòng)弦是臭對(duì)薄流啦傳概質(zhì)閑的扣前刮提稍，唱故暈對(duì)幫流獻(xiàn)傳瓜質(zhì)李與喪對(duì)螞流旺傳厭熱增相葉類發(fā)似騙，鴉研姥究邁方侍法坑也攀相衛(wèi)類株似對(duì)隙流奏傳降質(zhì)癥的去一浪般門計(jì)政算扁式當(dāng)遲發(fā)底生罰對(duì)鄙流扎傳紅質(zhì)辭時(shí)雄，凳在真相惱界怎面暗附轟近碗形禾成厲的煌有咸濃童度磨梯頃度籍的貞流械體簡(jiǎn)層營(yíng)稱即為秒濃他度叫附義面鞭層陡。二扭．創(chuàng)濃飄度獄附曲面答層濃度附面層邊界按定義，并記為。特謝點(diǎn)來(lái)：隨x↑而御↑旺，控隨R坐e培(引u科)冊(cè)↑而浸↓扛，讓借營(yíng)用豬速破度累附萍面瓦層質(zhì)的股概仔念閥，攪也脖有備層盞流腸與燥紊允流停附纖面裕層繩之領(lǐng)分截。層奇流毅時(shí)傲，朽對(duì)陰流機(jī)傳應(yīng)質(zhì)禁實(shí)然質(zhì)雁上勻分隙子摟擴(kuò)箱散惡傳橫質(zhì)遺。紊酬流液時(shí)利，錘在轟傳踩質(zhì)舟方哀向燥可磁劃傾為構(gòu)紊攪流恒區(qū)狀、退過(guò)宏渡質(zhì)區(qū)墻和娛層器流餃底歷層榜三爐部斑分窗，的而冊(cè)層照流耕底繭層盜集早中禁了織對(duì)顯流雜傳郵質(zhì)撞的泛大啦部躬分英阻擇力禾，吼是談對(duì)階流西傳量質(zhì)站的唇限魚制肢性賢環(huán)償節(jié)杰。在y=乳0的截相淺界波面更上頃傳資質(zhì)勻?qū)嵵H兔為爛擴(kuò)曬散腥，簽故港有昨：對(duì)胳它不作軋相辟似求轉(zhuǎn)圣換挑，孩可滿得碑對(duì)來(lái)流小傳歲質(zhì)嫌的—災(zāi)—謝期伍駱德到準(zhǔn)交數(shù)伯。三冒．家邊枕界剝傳脖質(zhì)吐微火分虹方雀程稱蝦邊存界疫傳蛙質(zhì)應(yīng)微畫分研方泳程崖，穩(wěn)為陡理使論騙求赴解浸傳棵質(zhì)損系船數(shù)另的粉基率本歲關(guān)買系壓。努伙塞革爾苦特膊準(zhǔn)昏數(shù)謝荷伍扛德熱準(zhǔn)村數(shù)四捐、肆對(duì)前流夠傳否質(zhì)到的律模木型濁理鐵論對(duì)延流違傳彈質(zhì)旋的蓮模晨型泰理療論蘇是曾描早述盾對(duì)陽(yáng)流妻傳聾質(zhì)紅在昆相欠界狡面逮上真的飛物抄理延本累質(zhì)系的港理頑論艱，合最輩終易把聽傳濱質(zhì)目系塵數(shù)k和億流瓶體占的以擴(kuò)使散腳系悄數(shù)D聯(lián)脊系徑起開來(lái)水。1．怕薄紛膜稀理某論(膜啦理息論)這腎一繭最索早飛由壞劉講易鑄斯期等斬提乓出克的銷理嫂論層認(rèn)史為澡：籌對(duì)遮流結(jié)傳屈質(zhì)懲時(shí)么，志在撐界距面憑存訊在拿一衡與委主馬流損不滑相釘混悔合姨的屆（張停遍滯楊不興動(dòng)膀的畝）飄附勵(lì)于最界唇面仍的概流沙體駝薄偶膜者，品該廉膜刺一克側(cè)疲與縱濃渡度由均產(chǎn)一景的衡主軌流潤(rùn)連薯續(xù)桌接離觸炸而繪又校不斥相披混辰。愈對(duì)康流肚傳嶄質(zhì)嘉可椅視扔為緒通萍過(guò)精該尿膜我的明穩(wěn)忠定抽態(tài)幸擴(kuò)植散鞭傳山質(zhì)年的億過(guò)而程層，筋膜惡內(nèi)脾濃翻度炒線杰性盒變疏化脆，攀于曠是萬(wàn)有圓：該母理母論幣認(rèn)虛為河對(duì)葬流未傳辨質(zhì)概是犁無(wú)趙數(shù)告濃幣度寒等鄙于袍流摔體雜主會(huì)流邊濃瓣度Cf的披流仍體接質(zhì)池點(diǎn)勝，先不浴斷獻(xiàn)滲邀透求到吸濃甘度掀為Cw的驗(yàn)界警面評(píng)，軍與鉆之終短皆時(shí)賢接變觸瞧，撤并友發(fā)燦生倆傳框質(zhì)障過(guò)附程岔而扔后勒不依再猶離撿開賴界墨面憐的屯過(guò)相程沈。傳至質(zhì)堡