第一章動(dòng)量、熱量與質(zhì)量傳遞

1、第一章動(dòng)量、熱量與質(zhì)量傳遞 由由的所引起的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞的所引起的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞 (層流情況層流情況下下) 。 由由混合形成的流體的混合形成的流體的所引起的動(dòng)量、所引起的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞熱量和質(zhì)量傳遞(湍流情況下湍流情況下)。由分子傳遞產(chǎn)生的動(dòng)量傳遞由分子傳遞產(chǎn)生的動(dòng)量傳遞 牛頓粘性定律牛頓粘性定律由分子傳遞產(chǎn)生的熱量傳遞由分子傳遞產(chǎn)生的熱量傳遞 傅立葉定律傅立葉定律由分子傳遞產(chǎn)生的質(zhì)量傳遞由分子傳遞產(chǎn)生的質(zhì)量傳遞 費(fèi)克第一定律費(fèi)克第一定律(分子擴(kuò)散定律分子擴(kuò)散定律)(Newtons law of viscosity)yuhu + dudyxu04321(Fouriers la

2、w)(Ficks law) 對(duì)于兩組分系統(tǒng)，分子擴(kuò)散所產(chǎn)生的質(zhì)量通量為：對(duì)于兩組分系統(tǒng)，分子擴(kuò)散所產(chǎn)生的質(zhì)量通量為： 由此知：剪應(yīng)力由此知：剪應(yīng)力為單位時(shí)間為單位時(shí)間(s)通過(guò)單位面積通過(guò)單位面積(m2)的動(dòng)量，故剪應(yīng)的動(dòng)量，故剪應(yīng)力可表示動(dòng)量通量。力可表示動(dòng)量通量。 對(duì)于物性常數(shù)對(duì)于物性常數(shù)k，cP和和均為定值的導(dǎo)熱問(wèn)題，傅立葉定律可改寫(xiě)均為定值的導(dǎo)熱問(wèn)題，傅立葉定律可改寫(xiě)成下式：成下式：ytytkAqPPPd)cd(d)cd(c yDjABAddA 三類分子傳遞過(guò)程可以用一個(gè)通式來(lái)描述；三類分子傳遞過(guò)程可以用一個(gè)通式來(lái)描述；動(dòng)量、熱量和質(zhì)量三個(gè)的擴(kuò)散系數(shù)動(dòng)量、熱量和質(zhì)量三個(gè)的擴(kuò)散系數(shù)v、和

3、和DAB具有相同的因次具有相同的因次m2/s，且只是狀態(tài)函數(shù)，與傳遞的物理量或梯度無(wú)關(guān)；，且只是狀態(tài)函數(shù)，與傳遞的物理量或梯度無(wú)關(guān)；通量為向量，其方向與該量的梯度方向相反，故有通量為向量，其方向與該量的梯度方向相反，故有“-”?？偤馑闩c微分衡算一般步驟：總衡算與微分衡算一般步驟： 選擇控制體（選擇控制體（Control Volume)，可大可小，可大可小 分析控制體與外界之間關(guān)系：輸入、輸出、流股狀態(tài)；分析控制體與外界之間關(guān)系：輸入、輸出、流股狀態(tài)； 根據(jù)守恒定律（質(zhì)量、能量和動(dòng)量）建立數(shù)學(xué)關(guān)系：根據(jù)守恒定律（質(zhì)量、能量和動(dòng)量）建立數(shù)學(xué)關(guān)系：簡(jiǎn)單幾何體的質(zhì)量衡算簡(jiǎn)單幾何體的質(zhì)量衡算多組分系統(tǒng)多組分系統(tǒng)(P14) 對(duì)每一組分：對(duì)每一組分： 對(duì)總體：對(duì)總體： m u 線動(dòng)量線動(dòng)量 P=M u F= F輸入輸出累積輸入輸出累積 動(dòng)量速率：動(dòng)量速率： 輸出輸入累積輸出輸入累積FRxRyR突然擴(kuò)大 （P30） qWF= ()con dAuuA dddVu V 總結(jié) 三個(gè)