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文档简介

3)重点掌握边界层的定义强制对流流过平板形成的速度边界层和浓度边界层 速度边界层 假设流体为不可压缩,流体内部速度为ub,流体与板面交界处速率ux=0。靠近板面处, 存在一个速度逐渐降低的区域,定义从到ux = 0的板面之间的区域为速度边界层,用表示。如图4-1-3和4-1-4所示。其厚度,由于所以 浓度边界层 若扩散组元在流体内部的浓度为cb,而在板面上的浓度为c0,则在流体内部和板面之间存在一个浓度逐渐变化的区域,物质的浓度由界面浓度c0变化到流体内部浓度cb的99%时的厚度dc,即所对应的厚度称为浓度边界层,或称为扩散边界层。 层流状态时, du与dc有如下关系 dc /du=(n/D)-1/3= Sc-1/3 Sc=n/D为施密特数。 dc /x = 4.64Rex-1/2 Scx-1/3 有效边界层 在界面处(即y=0)沿着直线对浓度分布曲线引一切线,此切线与浓度边界层外流体内部的浓度cb的延长线相交,通过交点作一条与界面平行的平面,此平面与界面之间的区域叫做有效边界层,用dc来表示。在界面处的浓度梯度即为直线的斜率瓦格纳(C. Wagner)定义为有效边界层 速度边界层、浓度边界层及有效边界层 4)重点掌握边界层理论数学模型 在界面处(y=0),液体流速uy= 0=0, 假设在浓度边界层内传质是以分子扩散一种方式进行,稳态下,服从菲克第一定律,则垂直于界面方向上的物质流密度即为扩散流密度J: J = -D 而所以 J=-多相反应动力学基本方程 kd叫传质系数。 有效边界层的厚度约为浓度边界层(即扩散边界层)厚度的2/3,即dc=0.667dc。对层流强制对流传质,dc =3.09 Re Sc-1/3 x Shx=或 Shx = x/dc 所以 Shx = 0.324 ReSc1/3 若平板长为L,在x0 L范围内(kd)x的平均值(注意到:,Shx=) 整理后得 即Sh = 0.647 Re1/2Sc1/3

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