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得AiiD=Ain=iN:式达表量质传散

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重庆科技学院教案用纸第1页第2 次课课题:扩散传质(2学时)一、本课的基本要求1.掌握扩散传质系数的测定方法。2.掌握传质傅里叶数和传质毕渥数的表达式及物理意义。3.能够借用不稳定传热方法解决传质问题。二、本课的重点、难点重点:扩散传质系数的测定方法。难点:借用不稳定传热方法解决传质问题。三、作业习题P27215-6四、教参及教具《动量、热量、质量传输原理》高家锐主编重庆大学出版社图15-1图15-2第15章扩散传质15.1 稳定扩散传质稳定扩散传质的特点:无质量蓄积,通过物体的扩散传质量为常数。研究目的:结合一定的实验方法确定物质的互扩散系数。研究方法:借用稳定导热的求解方法。1.气体通过平壁的扩散长宽无限(实际上长宽为厚度的8-10),沿平壁厚度方向的扩散—一维大平壁稳定扩散。设厚度为δ,两表面某组分浓度为C1>C2,扩散系数为Di的大平壁,如图15-1P267。根据直角坐标的一维稳定扩散传质方程022=dxCdi积分得引入边界条件:xCCCi21 +=;10CCxi==2CCxi==δ因此,壁内浓度场表达式为δxCCCCx=−−211该式表明:当扩散系数Di为常数时,平壁内浓度场是线性的。根据菲克第一定律dxdCDniii −=则扩散传质通量mol/m2.s()21CCDnii−=δ令则mol/m2.sδiDk=()21CCkni−=k—传质系数,m/s。根据扩散传质量表达式:得AdxdCDAnNiiii−=⋅=重庆科技学 院 教 案 用 纸第2页m2/sdxdCANDiii−=通过实验方法可以测定出总的扩散传质量Ni和浓度梯度,进而计算互扩散系数。2.气体通过圆筒壁的扩散无限长(实际上长度为外径的8-10)圆筒壁,沿径向的扩散—一维圆筒壁稳定扩散。设圆筒壁内半径为r1,外半径为r2,两表面某一组分浓度为C1>C2,扩散系数Di为常数,如图15-2P268。根据柱坐标的一维稳定扩散方程0=⎟⎠⎞⎜⎝⎛drdCrdrdi积分得引入边界条件:21ln CrCCi+=;11CCrri==22CCrri==因此,壁内浓度场表达式为⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛=−−211211lnlnrrrrCCCCi该式表明:当扩散系数Di为常数时,圆筒壁内浓度场呈对数曲线分布。根据菲克第一定律rLdrdCDAdrdCDNiiiiiπ2−=−=mol/s⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=1221ln21rrLDCCNiiπ由还可得:则rLdrdCDAdrdCDNiiiiiπ2−=−=( )LrddCDNiiiπ2ln−=( )rddCLNDiiiln2π−=通过实验方法可以测定出总的扩散传质量Ni和浓度梯度,进而计算互扩散系数。15.2不稳定扩散传质1.传质基本方程菲克第二定律22xCDCiii∂∂=∂∂τ2.边界条件表面浓度为常数和介质浓度 为常数。wCfC3.相似特征数对应...

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