第三章分子扩散传质-4~5.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,质量传输课件,第三章 分子扩散传质,第四、五节 典型的扩散传质,3.4,稳态一维扩散传质,3.4.1,等分子逆向扩散,3.4.2,蒸发过程的扩散传质,3.4.3,一类边界条件下平板的扩散传质,3.4.4,一类边界条件下通过圆管的扩散,3.5,不稳态扩散传质,菲克第二定律,质量传输课件,3.4,稳态一维扩散传质,3.4.1,等分子逆向扩散,一种最简单的稳态扩散问题。即二元气体混合物中,A,、,B,组分以大小相等，方向相反的速度进行扩散，即,：,质量传输课件,质量传输课件,有,对气体，,3.4.2,蒸发过程的扩散传质,例如书,P382,页，蒸发过程，如水的蒸发上面有空气流过，水蒸气为,A,，空气为,B,。,C,A,+C,B,=C,或,P,A,+P,B,=P,。水面上有朝上的、流速为,v,的物质流。,联立得,:,质量传输课件,质量传输课件,气体,B,在恒速流过管口,y,C,C,A0,C,B0,C,AL,C,BL,C,A,C,B,A B A B,扩 扩 物 物,散 散 质 质,流 流,整理得,:,质量传输课件,否则，,分离变量，积分得：,或,质量传输课件,对气体,:,当,P,A,P,时，有,3.4.3,一类边界条件下平板的扩散传质,己扩散传质阻率为,已知,质量传输课件,注意到固,(,或液,),相中的组分浓度,C,i,与其压力,p,i,成平方根关系。,质量传输课件,定义渗透率,标准状态下的渗透率,则,则,即,质量传输课件,3.4.4,一类边界条件下通过圆管的扩散,图,流体通过单层筒壁扩散,C,1,C,2,r,D,0,r,1,r,2,一类边界条件下的导热通量为：,一类边界条件下圆管的扩散传质,传质阻力为,若是气体,:,质量传输课件,质量传输课件,3.5,不稳态扩散传质,菲克第二定律,对固体内分子扩散传质有：,第,类边界条件下半无限厚平板不稳态扩散传质问题,对一维扩散传质，有,上式称为菲克扩散第二定律，与无内热源的固体导热微分方程完全一致。,一类边界条件下半无限厚平板的导热问题：,质量传输课件,C,w,C,0,x,故,质量传输课件,或,质量传输课件,由于微分方程式，以及初始边界条件都完全相同，于是有,或,于是有,质量传输课件,质量传输课件,或,习题,20.,含,0.2%,碳的低碳钢工件在,1000,下（奥氏体区）表面渗碳，入在渗碳气氛中使表面碳浓度维持在,1.2%,，已知,1000,条件下碳在钢中的平均扩散系数为,3.5910,-11,m,2,/s,。求：经过,3.5 hr,后距表面,0.5mm,深度处的碳浓度。,解：,依题意有：,C,w,1.2%,，,C,0,0.2%,，,x,0.510,-3,m,，,D,3.5910,-11,m,2,/s,，,3.53600 s,=,12600 s,将工件视为无限厚平板，则有：,质量传输课件,答：经过,3.5,小时后，距表面,0.5mm,深处的碳浓度为,0.799%,。,