传递过程导论提要及讲稿2013.9

《传递过程导论》教学提要及讲稿2013.9

课程名称：传递过程导论 课程性质：专业必修课 学时/学分：24/1.5 一．课程概况

“传递现象”作为化学工程学发展的标志，在上世纪50年代末、60年代初出现以来，一直是化学工程专业的重点课程，它体现化学工程专业的培养目标、特点、潜能。传递现象是“充分发展的、有突出应用的物理学分支，跨越应用科学的诸多领域”。其目的在于：理解工程学、农学、气象学、生物学、分析化学、材料科学、药学等方面的诸多过程。上世纪80年代后，传递过程与热力学、电磁学、力学一样逐渐成为工科专业的公共课程和技术基础课程。传递现象研究的对象是实际工程问题，而其解决问题的方法又有着不同于专业应用技术，其特点是，比基础课程（高等数学、大学物理等）更接近实际应用，比专业应用技术课程（化工原理等）更深刻理解现象本质。

二．教学目标

1．以自然现象和工程问题中的传递现象为研究对象，以“一维”传递现象为基础，通过物理分析，进行衡算，建立方程，解析计算，并运用解析结论来解释现象和解决工程问题。通过多次重复“简化过程，建立方程”，引导学生实践“从物理到数学”，培养学生分析、处理和解决工程问题的思维方式和学习方法。

2．加强实验方法教学，理论—实验—工程，让学生体会“理论联系实际”，培养学生建立工程观。

3．对动量、热量和质量传递之间的类似问题进行对比，培养学生创新意识。

三．教学内容

前言 传递现象？

第一章 分子传递现象

1.1你了解流体吗？1.1.1基本假定—连续介质模型，1.1.2流体受力，1.1.3流体流动

1.2分子传递机理 1.

2.1牛顿粘性定律，1.2.2傅立叶导热定律，1.2.3费克扩散定律

1.3类似现象

第二章 有限控制体分析—守恒原理

2.1质量守恒

2.2机械能守恒

2.3动量守恒

第三章 动量传递

3.1流动状态—层流与湍流 3.1.1雷诺试验，3.1.2流动状态的判别—雷诺数Re

3.2管内层流 3.2.1管内层流速度分布—抛物线分布，3.2.2管道沿程阻力—压降

3.3研究流体流动的实验方法 3.3.1流场显示，3.3.2速度测试，3.3.3量纲分析

3.4湍流理论 3.

4.1湍流特性，3.4.2时均模型，3.4.3壁面湍流速度分布，3.4.4圆管湍流压降

3.5边界层理论3.5.1概念和特点，3.5.2平板边界层阻力，3.5.3圆管进口段，3.5.4绕球边界层分离

3.6绕流阻力—阻力系数 3.6.1阻力机理，3.6.2阻力系数，3.6.3减阻

第四章 热量传递

4.1传热机理 4.1.1热传导，4.1.2热对流，4.1.3热辐射

4.2管内层流换热

4.3间壁式换热器

4.4绕流传热 4.4.1传热边界层，4.4.2绕圆柱传热，4.4.3小球传热

第五章 质量传递

5.1质量与热量传递现象类似

5.2对流传质

5.3质量传递的特点

四．教学方法

1．课前预习：参考学习指导，了解课程教学基本内容，理解专业名词的基本概念。

2．课堂教学：启发式教学。从工程中的传递现象出发，引导学生运用基础理论和实验方法分析具体工程问题，深入探讨问题（师生互动），布置课后思考题（同学交流）。

3．教学实验录像：《非牛顿流体》。了解工程中非牛顿流体的“异常”行为。

4．远程实验：《多态气固相传热规律远程专业实验》。介绍远程实验，了解实验技术发展现状。

五．考核方式及成绩评定

笔试（闭卷）（70%）+ 平时成绩（出勤、作业）（30%）= 考核成绩

六．教材与参考书

1．戴干策等.传递现象导论（第二版）[M].北京:化学工业出版社，2008.

2．戴干策，陈敏恒.化工流体力学[M].北京:化学工业出版社，1988，2005.

3．(美)R.B.博德(R.Byron Bird)等著，戴干策等译.传递现象[M].北京:化学工业出版社，2004.

1

七．学习指导

课次 章节名称 教学内容 作业布置

1 前言 传递现象？第一章

分子传递现象1.1你了解

流体吗？1.1.1基本假定

—连续介质模型1.1.2流

体受力 1.1.3流体流动

1.2分子传递机理 1.

2.1

牛顿粘性定律 知识点：传递现象，连续介质模型[P2]，压力[P7-9]， 剪切应力

[P8]，流体静力学平衡定律[P7-9]，剪切变形速率[P10-12]，加速

度[P12-13]，吊盐水中恒定滴速，高位槽流量控制，速度分布[P2]，

截面平均速度[P3]，体积流率[P2-3],质量流率[P2-3]，牛顿粘性

定律[P16-18]，平板间流体流动[P75-78]，非定常与定常[P14]，

一维问题[P14]

重点：剪切应力，流体静力学平衡定律，简化过程，建立方程，分

析问题，速度分布，牛顿粘性定律

难点：剪切变形速率，运用解析结论来解释现象和分析工程问题，

运用牛顿粘性定律推导平板间流体流动的速度分布

习题1-1，

1-2，1-3，

1-4，1-8

2 1.2.1牛顿粘性定律

1.2.2傅立叶导热定律 知识点：牛顿流体与非牛顿流体[P18-19]，《非牛顿流体》教学实

验录像，傅立叶定律[P20-21]，玻璃窗散热[P25-27]，多层串联复

合平壁[P26]，管道保温[P27-29]，多层串联复合圆筒[P172]，最

大散热临界半径[P29]，

重点：区分牛顿流体与非牛顿流体，了解非牛顿流体的“异常”行

为，傅立叶定律，多层串联复合平壁导热，管道保温，最大散热临

界半径

难点：管道保温，多层串联复合圆筒传热，如何理解最大散热临界

半径，分析保温还是散热问题

习题1-11，

1-13

3 1.2.2傅立叶导热定律

1.2.3费克扩散定律 1.3

类似现象 知识点：大地升温[P34]，一维非定常导热[P33-34]，高斯误差函

数[P33，249]，费克扩散定律[P21-23]，非定常分子扩散[P34-36]，

缓释药片的扩散速率，类似现象[P23-24]，传递通量[P5，23]，传

递现象的本质[P23-24] ，半无限大平壁非定常分子传递现象

[P33-36]

重点：大地升温，一维非定常导热，高斯误差函数，费克扩散定律，

类似现象，传递通量

难点：一维非定常导热，非定常分子扩散，缓释药片的扩散速率，

类似现象

习题1-18

4 第二章 有限控制体分析

—守恒原理2.1质量守恒

2.2机械能守恒 知识点：控制面与控制体[P47] ，守恒原理表达式[P47-48]，质量

守恒[P48]，高位槽加料[P49]，机械能守恒式[P49-51]，伯努利方

程[P50-51]，虹吸，文丘里流量计[P57-58]，吹火筒

重点：控制面与控制体的选择，质量守恒，伯努利方程，虹吸，运

用伯努利方程分析实际问题

难点：控制面与控制体的选择，运用伯努利方程分析实际问题

习题2-4，

2-5， 2-9

5 2.3动量守恒 第三章 动

量传递3.1流动状态—层

流与湍流 3.1.1雷诺试验

3.1.2流动状态的判别—

雷诺数Re 知识点：动量守恒[P61-62]，旋转飞盘能在空中平行飞行原理，喷

嘴[P61-62]，表压[P62]，流动状态—层流与湍流[P72-75]，雷诺

试验[P73-74]，雷诺数Re[P74-75]，临界雷诺数

Re xc=2100[P74-75]，Re数的物理含义[P74]

重点：运用动量守恒定律分析实际问题，流动状态—层流与湍流，

雷诺数，临界雷诺数

难点：运用动量守恒定律分析实际问题

习题2-15，

3-1

6 3.2管内层流 3.2.1管内

层流速度分布—抛物线分

布3.2.2管道沿程阻力—

压降3.3研究流体流动的

实验方法 3.3.1流场显示

3.3.2速度测试3.3.3量

纲分析 知识点：管内层流速度分布—抛物线分布[P78-80]，管道沿程阻力

—压降[P123-124]，摩擦阻力系数[P123]，哈根-泊谡叶方程[P80]，

煤气管道安装，管道沿程阻力—压降[P123-124]，摩擦阻力系数

[P123]，流场显示[P109-110]，速度测试[P110-111]，毕托管测速

[P57]，粒子成像测速仪PIV[P111]，基本量纲[P112]，导出量纲

[P112]，无量纲数[P112,116]，管内层流实验[P113-115]，管流压

降无量纲数的函数关系[P114-115，123-125]，π定理[P112]

重点：管内层流速度分布—抛物线分布，哈根-泊谡叶方程及应用，

产生管道沿程阻力—压降的原理，毕托管测速，无量纲数，管流压

降无量纲数的函数关系的推导

难点：管内层流速度分布—抛物线分布的理论推导，哈根-泊谡叶

方程的应用，管流压降无量纲数的函数关系的推导

习题3-4，

3-6，3-12，

3-13

2

3

7

3.4湍流理论 3.

4.1湍流特性，3.4.2时均模型，3.4.3壁面湍流速度分布，3.4.4圆管湍流压降

知识点：湍流特性[P99，101，109]，时均模型[P98-99]，通用速度分布[P104-106]，管内流动截面上的速度[P107]，布拉休斯经验阻力定律[P124]

重点：时均模型，求管内流动截面上的点速度 难点：求管内流动截面上的点速度

习题3-9，3-17，

3-18

8

3.5边界层理论3.5.1概念和特点3.5.2平板边界层阻力3.5.3圆管进口段3.5.4绕球边界层分离

3.6绕流阻力—阻力系数 3.6.1阻力机理3.6.2阻力系数 知识点：边界层概念和特点[P87-89]，平板边界层阻力计算[P91-95]，圆管进口段[89-90]，管内流动状态与边界层发展的关系[P90]，绕球边界层分离[P96-98]，边界层分离条件[P97]，层流

边界层分离[P98]，湍流边界层分离[P98]，阻力机理[P116-117]，

摩擦阻力[P117]，压差（形体）阻力[P117]，阻力系数定义

[P119-120]，爬流[P117-118]，斯托克斯阻力定律[P118]，落球法测粘度，C D ~Re 变化曲线[P120]，卡门涡街区[P120]，阻力平方区[P120]，阻力危机区[P120]

重点：边界层概念和特点，平板边界层阻力计算，圆管进口段流动，管内流动状态与边界层发展的关系，绕球边界层分离，边界层分离条件，层流边界层分离，湍流边界层分离，阻力机理，摩擦阻力，压差（形体）阻力，阻力系数定义，斯托克斯阻力定律及应用，C D ~Re 变化曲线

难点：平板边界层阻力计算，理解绕曲面流动的边界层分离原理，运用边界层分离原理分析绕流阻力大小，斯托克斯阻力定律及应用

习题3-7，3-8，3-15

9

3.6.3减阻 第四章 热量传递

4.1传热机理 4.1.1热传导 4.1.2热对流4.1.3热辐射

知识点：减阻方法[P132-134]，传热机理[P140]，热水瓶保温，影响传热因素[P141-142]，芯片散热，傅立叶定律[P20-21]，牛顿冷却定律[P140-141]，热辐射[P142-143]

重点：减阻方法，运用传热机理分析具体问题，牛顿冷却定律

难点：运用传热机理分析具体问题

10

4.2管内层流换热4.3间壁式换热器4.4绕流传热4.4.1传热边界层 4.4.2绕圆柱传热

知识点：恒壁温与恒热流[P148-149]，努塞尔数Nu

[P149]，间壁式换热器[P171-173]，

强化传热途径[P173-174]，环氧树脂的加热，传热边界层[P150-157]，热边界层厚度[P151]，普朗特数

Pr [P151]，芯片冷却速率，绕圆柱传热h θ 随θ的变化关系[P157]

重点：恒壁温与恒热流，努塞尔数，间壁式换热器传热原理，强化传热途径，传热边界层概念和计算，普朗特数, 绕圆柱传热h θ 随θ的变化关系

难点：分析具体问题的强化传热途径，传热边界层计算

习题4-5，4-6，4-8

11

4.4.3小球传热

知识点：集总参数法[P31]，毕奥数 Bi [P31]，小球传热原理[P31-33]，远程实验，实验结果讨论，数据处理，自然对流[P167-171]，强制对流传热规律 重点：毕奥数，小球传热原理 难点：小球传热原理及应用

习题1-17

12

第五章 质量传递 5.1质量与热量传递现象类似5.2对流传质5.3质量传递的特点

知识点：传递类似[P23]，对流传质模型[P184]，工业废气处理，双膜论[P210]，膜分离[P213-214]，质量传递的特点[P200] 重点：理解传递类似现象

难点：理解传递类似现象

八．教学讲稿

传递过程导论

化工学院孙志仁

管道中的流体流动换热器中的热量交换吸收塔中的质量传递

传递现象?

前言 天然气管道输送

节能装修

烟气扩散

烟气上升

高尔夫Golf由绿（Green）、氧

气（Oxygen）、阳光（Light）

和友谊（Friendship）四个单词

组成。流传十五世纪一位苏格兰

牧人在放牧时，偶然用一根棍子

将一颗圆石击入野兔子洞中，从

中得到启发，发明了后来称为高

尔夫球的运动。十八世纪开始流

传到世界各地，并逐渐奠定了优

雅、高贵的形象，作为一种时尚

或某种身份的隐约暗示。

第一章分子传递现象

1.1 你了解“流体”吗？

1.1.1 基本假定—连续介质模型

连续介质模型

流体微团相对于分子尺度足够大，相对于设备

尺度充分小，且连续一片。

微团尺度对密度的影响

流体内有空隙吗？

1.1.2 流体受力

p压力τ剪切应力

水位降至B 面之前（H

2

-H

1

）

不变，p

D

恒定，滴速不变。

B-C：p C+ρg H1= p B= p0

C-D：p D= p C+ρg H2

∴p

D

= p

+ρg（H2-H1）

原理：流体静力学平衡定律

p = p

+ρg h

数学模型

解析结果

规律结论

p

D

+ρg h=p E>p M

工程联系

高位槽流量控制

问题探讨

课后思考

1.农家的烟囱为什么能自动排烟？

2.工厂的烟囱为什么造得那么高？

流体层相对运动产生了内摩擦力τ，宏观表现

为流体的“粘性”。

1.2 分子传递机理

1.2.1 牛顿粘性定律

τ

水性蜡的研制与应用

1.水包油型蜡乳液。

2.能在包装钢带表面形成蜡膜，起润滑作用。

3.对发蓝钢带有一定的防锈效果。

渣油乳化及应用

燃料渣油粘度大，雾化效果差，燃烧不充分，降低燃料燃烧效率。大量未燃尽的含碳尘粒随烟气进入后续设备，一部分在热交换器中沉降，易造成设备堵塞；另一部分随尾气直接排进大气中，增加环境污染。

渣油乳化降粘

乳化渣油含水率大于16%时，可为水包油型乳液。常温下，剪切速率为1000（1/s）时，渣油乳化后，粘度下降了约93%。

通过平壁玻璃的导热速率

5.用双层玻璃取代单层玻璃能节省多少能量?

6.家用和工业用电热棒结构如图，石英砂层阻碍加热吗？

课后思考

例1-5 大地升温

大地初始温度T 0，突然暖

风吹来，温度升为T W ，并维持不变。大地内温度仅沿x 方向变化，为一维非定常导热。

Q Q Q ?=进出升

T

?

将湖水简化为半无限大平壁，

例1-7缓释药片的扩散速率

在药粒外包覆一层薄膜,

药物以分子扩散方式通过薄膜,

实现缓释作用。

课后思考

7.缓释化肥和缓释农药有何优点。如何控制其缓释

速率。

()()

d u d u

duρρ

μ

()()

d C T d C T

ρρ

热量通量导温系数热量浓度

扩散系数质量浓度

质量通量

传递现象的本质

三传之间的类似，对传递现象的研究奠定了基础。

分子热运动

碰撞

交换

完成传递

？

第二章有限控制体分析—守恒原理

生成速率

特征量

输出速率

特征量

输入速率

特征量

变化速率

特征量

+

?

=

确定对象及范围：控制面控制体

7

高位槽加料时，若出料和进料

速度恒定，求槽内液位上升速度。

课外链接

欧拉方程

参考书：戴干策、陈敏恒编著，《化工流体力学》

化学工业出版社，1988，P148-152

沿流线积分

无旋条件下积分

伯努利方程

（同一根流线上）

伯努利方程

（不同流线之间）

课后思考

2.你了解座便器的抽吸原理吗？

3.当列车进站时，为什么要站在安全线后？

F t m u m u

ΣΔ?=?

K K K

21

F W U W U

Σ=?

K K K

21

牛顿第二定律：

对定常管流：

矢量式可用x，y，z 方向的分量式计算。

ΣF包括压力F

P

、摩擦力F

f

、重力F

g

、其它外力F

R

。

2.3 动量守恒

x x x

y y y

z z z

F WU WU

F WU WU

F WU WU

Σ

Σ

Σ

=?

=?

=?

K K K

K K K

K K K

21

21

21

例2-5 飞盘

现象问题

旋转飞盘能在空中平行飞行

物理模型

数学模型

控制体

动量守恒定律F W U W U

Σ=?

K K K

21

飞盘

下面气体：

上面气体：

解析结果

()

y y y

y

F WU WU W U WU

F F WU

Σ

Σ

=?=??=

=?=?

21

1

()()

()

y

F W U WU W U U

F W U U

Σ′′

=??=?+

′

=+

2

飞盘受力：

y

F F F

G WU G

Σ′

=++=?

K

K K K

21

问题：固定喷嘴所需的力

x R

F P A F

Σ=+

11

x

WU WU WU

Δ=?

21

()

动量变化率：

合力：

解：选控制体，以表压计。

例2-6 喷嘴

固定喷嘴所需的力：()

R

F W U U P A

=??

2111

课后思考

4.水以2m/s的流速从直径为10cm的圆管中流

出，垂直射向对面的容器平壁，求水流对容器

壁的冲击力。

5.用软管浇水时，一不小心滑落，水管会安静

地躺在地上吗？

8

薄壳圆环微元控制体

课后思考

1.管内层流截面上最大速度在何处？最大速度与截

面平均速度的比值？

2. 奥氏粘度计和乌氏粘度计测量粘度的原理？使用

中应注意哪些问题？

p 3.3.1 流场显示

示踪法

光学法

3.3 研究流体流动的实验方法3.3.2 速度测试

激光测速仪

热丝(膜)流速仪

毕托管测速

例3-2 粒子成像测速仪PIV

考察对象：牛顿流体在长直光滑水平圆管

中作定常层流流动。

求解问题：管流压降变化规律。解决方案：

①管流压降与相关变量的函数关系；②管流压降无量纲数的函数关系。

例3-3 管内层流实验

()

p f ,,L,D ,U Δρμ?=①管流压降与相关变量的函数关系

()()()()()

p f p f p f L p f D p f U ρμ?Δ=?Δ=?Δ=?Δ=?Δ=12345采用控制变量法（即只改变一个变量，其它变量

保持常数），上式分解为

实验求得函数关系

需要注意：以上实验结果是针对某一特定的管道系统

②管流压降无量纲数的函数关系

()

p f ,,L,D ,U Δρμ?=幂指数形式

()

a

b c d e f p L D U Δρμ?=常数

量纲形式（基本量纲：质量[M ]、长度[L ]、时间[T ]）

a a a

b b

c c c

d

e

f f --2-3---M L T M L M L T L L L T =无量纲

?????a+b+c a b c+d +e+f a c f --3--2--M L T =无量纲

a b c a b c d e f a c f ++=??

???+++=?????=?

03020

通过实验求函数关系

对牛顿流体在长直光滑水平圆管中作定常层流流课后思考

3.如何利用毕托管测量圆管内流体流量？毕托管测速安装需注意哪些问题？

4.用量纲分析法决定雨滴从静止云层中降落的终端速度u t 的无量纲数。考虑影响雨滴行为的变量有：雨滴的半径r ，空气的密度ρ空气和粘度μ，还有重力加速度g ，表面张力σ可忽略。

毕托管测速

通用速度分布：

y +<5 ：u + =y +

530 ：u += 2.5ln y ++ 5.5

3.4.3 壁面湍流速度分布

10

课后思考

5.房地产开发使某地区居住人口增加，生活用水量增大，需更换原有主供水管道。若用水量增加十倍，水管道管径应增加几倍？

6.油轮卸油，油品密度800kg/m 3、粘度0.75cP ，输油管道内径0.3m 。若使流量达到3000m 3/h ，求长400m 管道的压降？

3.5边界层理论

1904年，普朗特提出“边界层”概念

3.5.1概念和特点

流体区域以99%U 作为边界，内层区为粘性流体u x ，外层区为理想流体U 。

3.5.2 平板边界层阻力

临界雷诺数Re xc =5×105

3.5.3 圆管进口段

管内流动状态与边界层发展的关系：

层流：L e ≈100D

湍流：L e ≈50D

层流汇交，层流湍流汇交，湍流进口段：沿流动方向u x 分布变化，中心速度加速，

边界层厚度增加直至交汇。

层流边界层分离

湍流边界层分离

3.6 绕流阻力—阻力系数

3.6.1阻力机理

τ摩擦阻力D F ；与接触面有关。p 压差（形体）阻力D p ；与形状有关。两者相对大小取决于：

①.爬流区：无尾流。

例3-5 C D ~Re 变化曲线

②.卡门涡街区：

尾流从稳定变为不稳定。两侧交替，对称，有周期地释放旋涡。

③.阻力平方区：层流边界层分离，Re ↑，D ↑而C D 不变。④.阻力危机区：当Re ≈3×105时，层流边界层转变为湍流边界层分离。尾流区大幅度减小，总阻力D ↓↓，因而使C D ↓↓。⑤.湍流区：Re ↑，C D ↑。

①.流线型

3.6.3 减阻

③.吹喷技术

②.包橡皮膜④.加减阻剂⑤.人工湍流⑥.开缝导流

水中加5ppm 的聚氧化乙烯，当Re=1×105时，摩擦阻力系数可减小40%。

课后思考

7.高尔夫球为什么是“麻子球”，而不是光滑球？8.流体流经图示弯管时的阻力称局部阻力,其形状与边界层分离有何关系?

第四章热量传递

影响因素：

①.物性特征：ρ、k 、C P 、μ等。（物性是温度的函数，特性温度）②.几何特征：尺度、形状、方位等。

③.动力学特征：流动状态（层流、湍流）等。

4.1传热机理

热传导，热对流，热辐射。

例4-1 热水瓶保温

例4-2 芯片散热

增大传热面积

提高传热系数

减小接触热阻

其规律符合牛顿冷却定律：

式中：h对流传热系数[W/m2·K]，通常由实验测定。

湍流> 层流、强制对流> 自然对流、相变> 无相

变

Q = q A =hA（T W-T f）

流体相对于固体作宏观运动

时，引起微团尺度上的热量传递。

4.1.2 热对流

防热辐射套装

4.2管内层流换热

工业上常见的圆管加热方式有两种：

①. 恒壁温（夹套蒸气加热）T

W

=常数

②. 恒热流（电加热）q

W

=常数

截面平均温度T

b

随z的变化如下图：

截面的温度分布T 决定换热效果

管壳式换热器板式换热器

例4-3环氧树脂的加热

静态混合器

盘管加热器

课后思考

1.制皂生产中需通过加热减压蒸发将皂基中的多余

水份除去。生产过程中，发现减压蒸发器出口皂基

含水率升高。检查换热器，蒸汽温度不变，皂基流

量和进口温度不变，只是出口温度降低。技术员怀

疑是管内的传热系数变化所致。你认为呢？

4.4 绕流传热

4.4.1 传热边界层

类似流动边界层，以T-T

W

=99%（T0-T W）为界线。

)

L

课后思考

2.用传热边界层分析圆管热进口段特点。并与流

动进口段对比。

3.图示圆管局部传热系数随z变化关系，讨论其

规律。

4.4.2 绕圆柱传热

①．层流边界层发展，δT↑，

h

θ

↓；至约81°处，边界层分

离，h

θ

↑；原因是旋涡冲刷

表面。

②．先是层流边界层发展,

δ

T

↑, h

θ

↓；层流→湍流，

h

θ

↑↑,而后湍流边界层发

展,δT↑, h

θ

↓；至约130°

处，湍流边界层分离，又促

使h

θ

↑。

h

θ

随θ的变化

（2）远程实验

①控制界面

202.120.96.135

②实验视频

202.120.96.135:86

12

数据处理

自然对流

强制对流

流化床

固定床

单个颗粒

颗粒群

对Pr =1的流体

①对流传热系数与相关变量的函数关系

()

h f

,,k ,d ,U ρμ=()

h f U =采用控制变量法，只改变U ，其它变量保持常数，上式为

通过实验得函数关系

需要注意：以上实验结果是针对某一特定的系统，换作其它流体或颗粒就不适用了。

例4-3 强制对流传热规律

180000）

问题探讨

单个颗粒与颗粒群的传热对比

强制对流

固定床

课后思考

4.影响小球对流传热系数的相关变量有

()

Nu f Re =()

h f

,,k ,d ,U ρμ=5.热电偶支架是不锈钢管，用焊接将其与小球连接，试分析对实验结果有何影响。

用量纲分析法导出

第五章质量传递

5.2 对流传质

对流传质模型

N A =k (C AW -C Af )

式中：k 为对流传质系数[m/s ]，通常由实验测定。

问题探讨

扩散和对流总是同时发生？

例5-1 工业废气处理

填料吸收塔

酸雾喷淋塔

()()

A A A A A x i y i N k x x k y y =?=?理论发展：溶质渗透、表面更新、涡旋模型

双膜论

溶质极易溶解于液相，为气膜控制系统。溶质极难溶解于液相，为液膜控制系统。

例5-2 膜分离海水淡化

问题探讨人工肾

反渗透脱盐

平壁上层流时无因次浓度分布。

5.3 质量传递的特点u yw ≠0

问题探讨

质量、热量、动量传递现象的类似，有何启迪？

成功速率勤奋

懒惰

= ———

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