热质交换第一章绪论VIP专享VIP免费

25/1/1上一内容下一内容回主目录返回第一章第一章绪论绪论1.1三传现象1.2热质交换设备概述1.3本门课程的主要研究内容25/1/1上一内容下一内容回主目录返回1.11.1““三传”现象三传”现象当流体中存在速度、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。动量、热量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的分子扩散，也可以是由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递。25/1/1上一内容下一内容回主目录返回当流体中各层的流速不一样，即存在速度梯度时，引起宏观的动量传递现象，即在相邻两流层之间的接触面上，分子传递的结果形成一对阻碍两层相对运动的切应力。切应力的大小可由流体力学中的牛顿公式表示（1-1）式中——速度；——垂直于运动方向的坐标；——动力粘性系数。yu0uy1.11.1““三传”现象三传”现象25/1/1上一内容下一内容回主目录返回当流体中各部分温度不同，即存在温度梯度时，会引起宏观的传热现象，分子传递的结果使热量从高温处传向低温处。传热量的大小可由传热学中的傅里叶导热公式表示（1-2）式中——温度；——温度发生变化方向的坐标；——导热系数。yTqTy1.11.1““三传”现象三传”现象25/1/1上一内容下一内容回主目录返回在多组分的混合流体中，当流体中某种组分的浓度不均匀，即存在浓度梯度时，分子传递的结果便引起宏观的扩散传质现象。扩散速率可由斐克定律表示（1-3）式中——浓度；——浓度发生变化方向的坐标；——扩散系数。yCDNCyD1.11.1““三传”现象三传”现象25/1/1上一内容下一内容回主目录返回由公式（1-1）~（1-3）可见，表示三种传递的机理都相同，它们依从的规律也类似，都可以用共同的形式表示：传递速率=扩散率×传递推动力1.11.1““三传”现象三传”现象25/1/1上一内容下一内容回主目录返回在湍流流动中，除分子传递现象外，宏观流体微团的不规则混合运动也引起的动量、热量和质量的湍流传递，其结果从表象上看起来，相当于在流体中产生了附加的“湍流切应力”、“湍流热传导”和“湍流质量扩散”。仿照分子传递性质的定律可以建立湍流传递性质的公式，即（1-4）式中——时均速度；——垂直于运动方向的坐标；——湍流动力粘性系数。yuttuyt1.11.1““三传”现象三传”现象25/1/1上一内容下一内容回主目录返回（1-5）式中——时均温度；——温度发生变化方向的坐标；——湍流导热系数。（1-6）式中——时均浓度；——浓度发生变化方向的坐标；——湍流质量扩散系数。yTqttTytyCDNttCytD1.11.1““三传”现象三传”现象25/1/1上一内容下一内容回主目录返回应当指出的是，这些从表象出发建立起来的公式（1-4）~（1-6）并没有根本解决湍流传递的计算问题。因为分子传递系数、和只取决于流体的热物性，而湍流传递系数、和则要取决于流体的宏观运动，故确定湍流传递系数、和，比起确定分子传递系数、和困难得多。1.11.1““三传”现象三传”现象DtttDtttDD25/1/1上一内容下一内容回主目录返回1.21.2热质交换设备的种类、型式、流动方式和构造热质交换设备的种类、型式、流动方式和构造热质交换设备的分类方法很多，可以按工作原理、流体流动方向、设备用途、传热表面结构、制造材质等分为各种类型。（1）按工作原理分类按不同的工作原理可以把热质交换设备分为：间壁式、直接接触式、蓄热式和热管式等类型。25/1/1上一内容下一内容回主目录返回间壁式又称表面式，在此类热质交换设备中，热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量传递任务，彼此不接触、不渗混。它是应用最广泛，使用数量最大的一类。锅炉设备中的过热器、省煤器和制冷系统中的冷凝器、蒸发器等均属此类。直接接触式又称为混合式，在此类热质交换设备中，两种流体直接接触并允许相互渗混，传递热量和质量后，再各自全部或部分分开，因而传热传质效率高。电站设备中的冷却塔、热力除氧器等均属此类。1.21.2热质交换设备的种类、...