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高等化工传递之1. 传递过程概论

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高等化工传递之1. 传递过程概论

引言

        传递现象普遍存在于自然界和工程领域,三种传递过程有许多共同规律。

        本章介绍与课程有关的基本概念

目录 1.1 传递过程的分类

1.1.1 平衡过程与速率过程

1.1.2 扩散传递与对流传递

1.2 动量、热量与质量传递的类似性

1.2.1 分子传递的通用表达式

1.2.2 分子传递的类似性

1.2.3 涡流传递的类似性

1.3  传递过程的研究方法

1.3.1 守恒定律与衡算法

1.3.2 系统与控制体

1.3.3 拉格朗日观点和欧拉观点

1.3.4 几个常用例子

1.1 化工过程分类 1.1.1 平衡过程和速率过程

        大量的物理、化学现象中,同时存在着正反两个方向的变化,如:

        固体的溶解和析出,升华与凝华、可逆化学反应

        当过程变化达到极限,就构成平衡状态。如化学平衡、相平衡等。此时,正反两个方向变化的速率相等,净速率为零。

        不平衡时,两个方向上的速率不等,就会发生某种物理量的转移,使物系趋于平衡。

        热力学:探讨平衡过程的规律,考察给定条件下过程能否自动进行?进行到什么程度?条件变化对过程有何影响等。

        动力学:探讨速率过程的规律,化学动力学研究化学变化的速率及浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率的影响;传递动力学研究物理过程变化的速率及有关影响因素。

        物理过程的速率:

1、动量传递过程——物体的质量与速度的乘积被定义为动量,速度可认为是单位质量物体的动量。因此,同一物体,速率不同,其动量也不同。

        在流体中,若两个相邻的流体层的速度不同,则将发生由高速层向低速层的动量传递。

 2、热量传递过程——当物系中各部分之间的温度存在差异时,则由高温区向低温区的热量传递。

 3、质量传递过程——当物系中的物质存在化学势差异时,则发生由高化学势区向低化学势区域的质量传递。

        化学势的差异可以由浓度、温度、压力或电场力所引起。最常见的是浓度差引起的质量传递过程。此时混合物中的某个组分由高浓度向低浓度区扩散传递。

        传递过程的速率可以用通式表示如下:

 

1.1.2 扩散传递与对流传递

1、分子传递的基本定律

 

 

 

 

 

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