重慶科技學院教案用紙PAGE1PAGE6第一次課課題：3.質量傳輸3.1質量傳輸的基本概念及基本定律3.2擴散傳質一、本課的基本要求：1.理解質量傳輸的定義、動力及分類。2.掌握質量傳輸中質量濃度、摩爾濃度的表示方法。3.重點掌握菲克第一定律、菲克第二定律的表達式、適用條件及物理意義。4.正確理解穩定擴散傳質，了解不穩定擴散傳質。二、本課的重點和難點1.本課的重點是質量傳輸、動量傳輸、熱量傳輸的類似性及質量傳輸的基本定律的表達式及應用。2.本課的難點是擴散傳質。三、作業：P2251質量傳輸質量傳輸與動量、熱量傳輸共同組成統一的傳輸理論。質量傳輸的研究對象：物質傳遞的運動規律。質量傳輸過程：物質從物體或空間的某一部分傳遞到另一部分的現象即為質量傳輸過程。其定義為：在一體系內存在著一種或兩種以上不同物質的組分，而當其中一種或幾種組分的濃度分布不均勻時，則各組分濃度較高的部分就會向濃度較低的部分轉移，這種過程叫質量傳輸過程。質量傳輸過程的動力：濃度。質量傳輸過程的分類：物性傳質（擴散傳質）對流傳質質量傳輸是動量、熱量傳輸過程的基礎和條件，這三種傳輸過程又具有類似的規律及數學表達式。§3.1質量傳輸的基本概念及基本定律3.1.1濃度及其表示方法定義：參與傳質過程的混合物中，某一組分的濃度是指單位體積混合物中該組成物質量的多少。1.質量濃度定義：單位體積的質量。定義式：相對質量濃度：——總質量濃度2.摩爾濃度定義：指單位體積溶體中，該組分的摩爾數。定義式：相對摩爾濃度：3.氣體的濃度氣體的濃度用分壓濃度表示，按道爾頓定律p=pA+pB+pC+pD+p——總壓力pA、pB、pC、pD——分壓力氣體的分壓濃度與質量濃度的關系按理想氣體狀態方程推之為：4.濃度場及濃度梯度5.濃度附面層3．1．2質量傳輸基本定律1.菲克第一定律這是說明穩定擴散傳質過程的基本定律。穩定濃度場模型見書212頁圖3-1-3。菲克第一定律定義：組分i每單位時間通過單位面積的質量傳輸量正比于濃度梯度。定義式：Di——自擴散系數。負號表示質量傳輸的方向與濃度梯度的方向相反。菲克第一定律的前提條件：穩定濃度場。多組分菲克定律的表達式物體的擴散系數單位：m2/s物理意義：單位傳質量相當于單位濃度梯度下的擴散傳質通量。影響因素：物體的種類物體的結構溫度、壓力等。菲克第二定律（1）帶擴散的連續性方程式：（2）菲克第二定律對一維的不穩定擴散：——菲克第二定律3.2擴散傳質穩定擴散傳質穩定擴散傳質與穩定導熱相類似，即在傳質過程中沒有質量蓄積。即ci=01.氣體通過平板的擴散2.氣體通過圓筒壁的擴散不穩定擴散傳質不穩定擴散傳質與不穩定導熱具有相類似的微分方程、開始條件、邊界條件及解析方法。

第二次課課題：3.3對流傳質3.4動量、熱量、質量傳輸的類比一、本課的基本要求：1.掌握對流傳質的基本概念。2.重點掌握對流傳質系數。3.正確理解對流傳質中的相關準數。4.認識動量、熱量、質量傳輸中的雷諾類似律、柯爾本類似律。二、本課的重點、難點：1.本課的重點是對流傳質的基本概念及相關準數。2.本課的難點是雷諾類似律、柯爾本類似律的應用。三、作業：P22533.3對流傳質對流傳質是在流體流動下的質量傳輸過程，包括質點對流和分子擴散兩方面因素所決定的傳質過程。對流傳質與對流換熱，在對流傳質中，擴散是限制性環節而質點對流是基礎。對流傳質的基本概念1.對流傳質簡化模型2.對流傳質系數ki與對流換熱系數相類似。3.對流傳質中的相關準數施密特準數：它是聯系動量傳輸與質量傳輸的，與Pr對應。謝伍德準數：它與Nu準數對應。3.3.2流體流過物體表面時的對流傳質流體流過物體或在管內流動時的對流傳質，與相同條件下的對流換熱相類似，可以用相同的數學解析方法獲得的數學表達式。層流下平板繞流時的對流傳質紊流下平板繞流時的對流傳質系數3.4動量、熱量、質量傳輸的類比由于動量、熱量、質量傳輸的類比性，因此求得一種傳輸方式的有關計算式就可以用類比關系直接求出另一種傳輸方式的關系式而不必重復推導演算或做實驗，這種方法叫類比法。3.4.1雷諾類似律根據動量、熱量傳輸的類比性，雷諾通過理論分析建立了對流換熱與摩擦阻力之間