热质交换原理与设备(chapter2-D)课件

2.6对流传质的准则关联式2.6.1流体在管内受迫流动时的质交换管内紊流换热Gilliland）实实验结果验结果整理成相似准则整理成相似准则应用类比律来计算管内流动质交换系数布拉修斯光滑管内的布拉修斯光滑管内的摩阻系数摩阻系数公式公式因为所以此为类比结果，与此为类比结果，与实验结果接近实验结果接近2.6.2流体沿平板流动时的质交换平板流动换热的准则式，当流动是层流时相应的质交换准则关联式为：相应的质交换准则关联式为：当流体是紊流时，换热的准则关联式为相应的质交换准则关联式应是相应的质交换准则关联式应是2-1562.72.7热量和质量同时进行时的热质传递热量和质量同时进行时的热质传递2.7.12.7.1同时进行传热与传质的过程同时进行传热与传质的过程在等温过程中，由于组分的质量传递，单位时间、单位面积上所传递的热量为：如果传递系统中还有温差存在，则传递的热量为：如果传递系统中还有温差存在，则传递的热量为：被传递质量挟带的能量t0是基准温度是基准温度采用能斯特（采用能斯特（NernstNernst）的薄膜理论分析热质同时传递）的薄膜理论分析热质同时传递模型的假设条件（1）薄膜内是滞留流体（2）薄膜内浓度线性分布（2）薄膜内温度度线性分布mA=hm(CAw-CAf)扩散扩散对流对流导热导热对流对流热质同时传递时的传质系数和换热系数热质同时传递时的传质系数和换热系数能斯特（Nernst）的薄膜理论的不足不足：1、hm与DAB是一次方关系，在层流低层是正确的；2、在湍流中心区，湍流扩散为主导hm与DAB是的关系；3、因此整个区域应该是 2.7.22.7.2传质过程对传热过程的影响传质过程对传热过程的影响设有一股温度为t2的流体流经温度为tl的壁面。在质量传递过程中，组分A、B从壁面向流体主流方向进行传递，传递速率分别为NA，NB。可以认为在靠近壁面处有一层滞流薄层滞流薄层，假定其厚度为 0，现分析壁面与流体之间的热交换量。温度梯度产生的导热热流分子扩散，进入微元体的传递组分分子扩散，进入微元体的传递组分A、B自身带入自身带入的能量为：的能量为：稳定状态时，微元体内在能量变化量稳定状态时，微元体内在能量变化量0因为因为注：此处采用了能斯特理论，注：此处采用了能斯特理论，把温度近似作为线性分布把温度近似作为线性分布传质阿克曼修传质阿克曼修正系数正系数边界条件为：二阶微分方程通解具有传质时的温具有传质时的温度分布度分布,受到传受到传质的影响，并质的影响，并非线性分布非线性分布对温度中对温度中C C0 0求极限求极限无传质时，CO 0无传质时，温度分布，线性无传质时，温度分布，线性极限的形式，0/0型壁面上的导热热流为：受传质影响后的导热量受传质影响后的导热量无传质时，CO 0不受传质影响的导热量不受传质影响的导热量总热流量应为：导热传质本身的能量因为所以可以证明C00时（传质从壁面到主体），可以证明qc/qc0是减函数;C00时，qc/qc0同样是减函数，因此，在因此，在C00时，随着时，随着C0的增大，壁面导热量是逐渐减小的，的增大，壁面导热量是逐渐减小的，在在C00时，随着时，随着C0的逐渐减小，壁面导热量是逐渐增大的的逐渐减小，壁面导热量是逐渐增大的在C00时，随着C0的增大，总传热量是逐渐增大的；由推导的结果在C00时，随着C0的减小，总传热量是逐渐减小的。即C00时，总传热与 C00时，导热量的情况一致时，导热量的情况一致反之亦然假定在传递过程中，只有组分A凝结，则冷凝器表面的总传热量为：根据契尔顿一柯尔本类比关系根据契尔顿一柯尔本类比关系考虑额外凝结热考虑额外凝结热Qk表示进入冷凝器的总热量，等于冷却流体带走热量总结 对于冷凝表面，表示热量是从主流传向壁面；对蒸发表面，表明热量是从壁面流向主流。这两种情形，由于传质的存在，改变了传热量。2.7.32.7.3刘伊斯关系式刘伊斯关系式在相同的雷诺数条件下，根据契尔顿一柯尔本热质交换的类似律，用含湿量来计算传质速率用含湿量来计算传质速率空调温度范围内，干空气的质量浓度变化不大d=水蒸气/干空气 水蒸气浓度/干空气浓度传质系数由于所以水-空气因此刘伊斯关系湿空气湿空气2.7.42.7.4湿球温度的理论基础湿球温度的理论基础湿球温度：温度计头部水分蒸发所需热量与空气传给湿布表面的热量达到平衡时的温度计读数。空气对湿布表面传递的热量为：湿布表面蒸发扩散的水分量为：湿布表面蒸发扩散的水分量为：因为由于湿球表面水分蒸发的量较小，即传质速率对传热过程由于湿球表面水分蒸发的量较小，即传质速率对传热过程影响不大影响不大由湿空气焓的定义由湿空气焓的定义i iwbC0 0i=cp.t+d.r+1.85.t结论：过程的焓值不变结论：过程的焓值不变绝热饱和温度定义：有限空气和水接触，接触面积较大，接触时间充分，空气和水达到平衡时，饱和空气温度。其能量分析过程如下：绝热饱和过程的能量平衡方程式为：综合上面4个方程：进口湿空气的含湿量进口湿空气的含湿量d为：为：实验证实，湿球温度与绝热饱和温度相差不大，可以近似相等，即写在最后写在最后成功的基成功的基础在于好的学在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits46谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way讲师：XXXXXX XX年XX月XX日