1. 三种传递现象的联系P4 当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时,则分别发生动量、热量和质量的传递现象。 三传产生原因(机理)相同:由分子的微观运动引起的分子扩散,或由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动。 以分子传递为例: (1)当流场中速度分布不均匀时,分子传递的结果产生了切应力,用牛顿黏性定律描述: dydu 式中,――切应力,表示单位时间内通过单位面积传递的动量,m2 ――流体的动力黏性系数,Pa·s,反应流体传递动量的能力。 u ——流体沿 x 方向的运动速度,m/s du /dy ——速度梯度,表示速度沿垂直于速度方向 y 的变化率,1/s物理意义:两个作直线运动的流体层之间的切应力正比于垂直于运动方向的速度变化率。负号表示黏性动量通量的指向是速度梯度的负方向,即动量是朝速度减小的方向传递的。 (2)当温度分布不均匀时,分子传递的结果产生了热传导,用傅立叶定律描述: dydtq 式中,q——热量(能量)通量密度,表示单位时间内通过单位面积传递的热量,J/(m2s) ――导热系数,W/(m·℃),反应物体传递热量的能力 t——流体的温度,℃ y ——温度发生变化方向的坐标,m dt/dy ——温度梯度,表示温度沿垂直于 y 方向的变化率,℃/m 物理意义:表示物体之间的热量传递正比于其温度梯度。符号表示热量传递的方向是温度梯度的负方向,即热量是朝温度降低的方向传递的。 (3)当某种组分的浓度分布不均匀,分子传递的结果引起该组分的质量扩散,用费克定律描述,它是指在无总体流动或静止的双组分混合物中,若组分A 的质量分数CA 的分布是一维的,则通过分子扩散传递的组分A 的质量通量密度为 dydCDmAABA 式中,mA——组分A 的质量通量密度,表示在单位时间内,通过单位面积传递的组分A 的质量,kg/(m2·s) DAB——组分A 在组分B 中的扩散系数,m2/s,反映物体传递质量的能力。 CA——扩散组分A 在密度发生变化的方向上的坐标,m y ——组分A 在密度发生变化的方向的坐标,m dCA/dy ——组分A 的质量浓度梯度,kg/( m3·m) 物理意义:质量传递正比于其浓度梯度。符号表示质量传递的方向是浓度梯度的负方向,即,质量是朝浓度降低的方向传递的。 总:表示三传分子传递性质的数学关系式是类似的,因而这三个传递公式可以用如下的统一公式来表示: dydCFD' 其中,FD’——’的通量密度 ddy——的变化率...