空气的热湿处理---热质交换与设备原理52页PPT
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质量通量用绝对速度表示A A A u m ρ=用扩散速度表示()u uA A JA -=ρ摩尔通量用绝对速度表示A A A u C N =用扩散速度表示)(M A A A u u C J -=传质通量是单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量,传质通量等于传质速度与浓度的乘积。
)(/1B B A A u u u ρρρ+=质量传质:分子传质又称为分子扩散,它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。
对流传质:指避免和运动流体之间或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。
分子扩散和对流扩散的总作用成为对流传质交换斐克定律(扩散基本定律)—在浓度场不随时间变化的情况下,组分A 向组分B 的扩散通量与组分A 的浓度梯度成正比,表达式:质量扩散通量dzB d D BA jB dz A d D AB ja ρρ-=-=,摩尔扩散通量dZdCB D BA JB dZ dCA D AB JA -=-=,两组分扩散系统有:JB JA jb jA -=-=,所以扩散系数D D BA D AB ==注:菲克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程,其传递的速度为扩散速度,一般表达式:)(B A A z A A m m a d d D m ++-=ρ M M a A A = )(B A A Z CA A N N x d d D N ++-= nn x A A =组分的实际传质通量=分子扩散通量+主题流动通量。
扩散系数:物质的分子扩散系数表示它的扩散能力,是物质的物理性质之一,定义:扩散系数是沿扩散方向,在单位时间浓度降得条件下,垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数,单位㎡/s 。
浓度边界层决定了对流传质,如果在表面处流体中的某种组分A 的浓度S A C ,和自由流体的∞,A C 不同,就将产生浓度边界层,它是存在浓的梯度的流体区域,并且它的厚度c δ被定义为[][]99.0/,=--∞AS A S A C C C C 时的y 值,在表面和自由流的流体之间的对流造成的组分的传递是由这个边界层中的条件决定的。
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。
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,也可以是由漩涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递。
质量浓度:单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度。
物质的量浓度:单位体积混合物中某组分的物质的量称为该组分的物质的量浓度,符号C。
绝对速度= 主体流动速度+ 扩散速度单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。
传质通量等于传质速度与浓度的乘积。
质量传递的方式分为分子传质和对流传质。
分子传质又称为分子扩散,它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。
对流传质是指壁面和运动流体之间,或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。
在湍流流体中,由于存在大大小小的漩涡运动,而引起各部位流体间的剧烈混合,在有浓度差存在的条件下,物质便朝着浓度降低的方向进行传递,这种凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象,称为紊流扩散。
斐克定律:在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下,当无整体流动时,组成二元混合物中组分A和组分B将发生互扩散,其中组分A 向组分B的扩散通量与组分A的浓度梯度成正比。
斐克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程,其传递的速度即为扩散速度。
组分的实际传质通量= 分子扩散通量+ 主体流动通量在气体扩散过程中,分子扩散有两种形式,双向扩散和单向扩散。
等分子反方向扩散(双向扩散):设由A、B两组分组成的二元混合物中,组分A、B进行反方向扩散,若二者扩散的通量相等,则成为等分子反方向扩散。
组分A通过停滞组分B的扩散(单向扩散):设组分A、B两组分组成的混合物中,组分A 为扩散组分,组分B为不扩散组分,组分A通过停滞组分B进行扩散。
液体中的等分子反方向扩散发生在摩尔潜热相等的二元混合物蒸馏时的液相中,此时,易挥发组分A向气液相界面方向扩散,而难挥发组分B则向液相主体的方向扩散。
1、有空气和氨组成的混合气体,压力为2个标准大气压,温度为273K,则空气向氨的扩散系数是1。
405*10-5 m2/s。
2、当表冷器的表面温度低于空气的露点湿度时,就会产生减湿冷却过程。
3、某一组分的速度与整体流动的平均速度之差,成为该组分的扩散速度。
4、冷却塔填料的作用是将进塔的热水尽量细化,增加水和空气的接触面,延长接触时间,增进水汽之间的热值交换延长冷却水停留时间,增加换热面积,增加换热量,均匀布水。
5、刘伊斯关系式文中叙述为h/h mad=Cp刘伊斯关系式文中叙述为即在空气一水系统的热质交换过程中,当空气温度及含湿量在实用范围内变化很小时,换热系数与传质系数之间需要保持一定的量值关系,条件的变化可使这两个系数中的某一个系数增大或减小,从而导致另一系数也相应地发生同样的变化。
6、一套管换热器、谁有200℃被冷却到120℃,油从100℃都被加热到120℃,则换热器效能是25% 。
7、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。
8、当流体中存在速度、温度、和浓度的梯度时,就会分别产生动量、热量和质量的传递现象。
9、锅炉设备中的过热器、省煤器属于间壁式式换热器。
10、潜热交换是发生热交换的同时伴有质交换(湿交换)空气中的水蒸气凝结(或蒸发)而放出(或吸收)汽化潜热的结果。
11、有一空气和二氧化碳组成的混合物,压力为3个标准大气压,温度为0℃,则此混合物中空气的质扩散系数为0.547*10-5m2/s。
12、一管式逆流空气加热器,平均换热温差为40℃,总换热量位40kW,传热系数为40W/(m2.℃)则换热器面积为25m2。
13、流体的粘性、热传导性和质量扩散通称为流体的分子传递性质。
14、当流场中速度分布不均匀时,分子传递的结果产生切应力;温度分布不均匀时,分子传递的结果产生热传导;多组分混合流体中,当某种组分浓度分布不均匀时,分子传递的结果会产生该组分的质量扩散;描述这三种分子传递性质的定律分别是牛顿粘性定律、傅里叶定律、菲克定律。