2.3.3湍流传质的机理组分A的主体平均浓度定义为：第31页，共80页，星期日，2025年，2月5日2.3.4对流传质的数学描述因为边界层厚度一般很小，可利用下面的不等式速度边界层温度边界层浓度边界层第32页，共80页，星期日，2025年，2月5日经简化和近似，总的连续性方程及x方向动量方程可简化为根据利用速度边界层近似的量级分析，可以表明y动量方程可简化为第33页，共80页，星期日，2025年，2月5日上述简化，能量方程可简化为上述简化，能量方程可简化为组分的连续性方程变成第34页，共80页，星期日，2025年，2月5日对流传质简化模型浓度边界层第35页，共80页，星期日，2025年，2月5日图2-10有效边界层第36页，共80页，星期日，2025年，2月5日按斐克第一定律于图2-10所示的边界条件下积分，得到传质通量的计算式为－－扩散组分（i)于流体中的互扩散系数－－散组分于流体中的平均浓度，或反映平衡浓度－－扩散组分于固体表面上的浓度或平衡浓度－－对流传质简化模型的“停滞层”厚度第37页，共80页，星期日，2025年，2月5日2.3.5对流传质过程的相关准则数（1）施密特准则数(Sc)对应于对流传热中的普朗特准则数（Pr)ν:流体的运动粘度（即动量传输系数）α：物体的导温系数（即热量传输系数）Di：物体的扩散系数第38页，共80页，星期日，2025年，2月5日(3)传质的斯坦顿准则数(Stm)对应于对流传热中的斯坦顿准则数St第39页，共80页，星期日，2025年，2月5日(2)舍伍德准则数（Sh）对应于对流传热中的努谢尔特准则数(Nu)α:对流传热系数λ：物体的导热系数l:定型尺寸系数hm:对流传质系数Di：物体的扩散系数第40页，共80页，星期日，2025年，2月5日2.4相际间的对流传质模型2.4.1薄膜理论第41页，共80页，星期日，2025年，2月5日根据膜理论按菲克定律所确定的稳态扩散传质通量为：第42页，共80页，星期日，2025年，2月5日2.4.2渗透理论第43页，共80页，星期日，2025年，2月5日2.5动量、热量和质量传递类比2.5.1三传方程连续性方程动量方程能量方程扩散方程第44页，共80页，星期日，2025年，2月5日边界条件为：动量方程或或能量方程扩散方程第45页，共80页，星期日，2025年，2月5日这三个性质类似的物性系数中，任意两个系数的比值均为无量纲量,即普朗特准则表示速度分布和温度分布的相互关系，体现流动和传热之间的相互联系施密特准则表示速度分布和浓度分布的相互关系，体现流体的传质特性刘伊斯准则表示温度分布和浓度分布相互关系，体现传热和传质之间的联系第46页，共80页，星期日，2025年，2月5日流体沿平面流动或管内流动时质交换的准则关联式为：第47页，共80页，星期日，2025年，2月5日2.5.2动量交换与热交换的类比
在质交换中的应用雷诺类似律当Pr=1时----摩擦系数第48页，共80页，星期日，2025年，2月5日以上关系也可推广到质量传输，建立动量传输与质量传输之间的雷诺类似律当Sc=1，即ν=D时第49页，共80页，星期日，2025年，2月5日柯尔本类似律普朗特类似律卡门类似律第50页，共80页，星期日，2025年，2月5日契尔顿和柯尔本发表了如下的类似的表达式：传热因子JH，传质因子JD第51页，共80页，星期日，2025年，2月5日对流传热和流体摩阻之间的关系，可表示为：对流传质和流体摩阻之间的关系可表示为：实验证明JH、JD和摩阻系数Cf有下列关系第52页，共80页，星期日，2025年，2月5日由JH=JD可以将对流传热中有关的计算式用于对流传质第53页，共80页，星期日，2025年，2月5日热、质传输同时存在的类比关系得到成立条件：0.6sc2500,0.6pr100第54页，共80页，星期日，2025年，2月5日2.6对流质交换的准则关联式2.6.1流体在管内受迫流动时的质交换由传热学可知在温差较小的条件下，管内紊流换热可不计物性修正项，并有如下准则关联式吉利兰（Gilliland）把实验结果整理成相似准则并表示在下图中,并得到相应的准则关联式为第55页，共80页，星期日，2025年，2月5日