第二章 传递过程基本方程
第二章 传递过程基本方程
传递现象理论 使化学工程从经验与技艺发展成为一门工程科学 动量传递 化工单元 热量传递 操作 → 共同规律 模型化 质量传递 传递过程的 质量守恒 主要理论基础 动量守恒 现象方程 能量守恒 描述系统 描述过程 的状态 的速率
动量传递 热量传递 质量传递 共同规律 模型化 化工单元 操作 传递过程的 主要理论基础 质量守恒 动量守恒 能量守恒 现象方程 描述系统 的状态 描述过程 的速率 传递现象理论 使化学工程从经验与技艺发展成为一门工程科学
守恒原理的运用都是针对一定体系而言 控制体( control volume)与控制面 控制体:流动空间任一坐标位置处具有一定几何形状与大小 的开放体系。 控制面:围成控制体的空间曲面 控制体 控制体通过控制面与环境(环绕控制体的流体或相界面)进 行质量、动量和能量交换
衡算体系 控制体（control volume）与控制面 守恒原理的运用都是针对一定体系而言 控制体 控制体通过控制面与环境（环绕控制体的流体或相界面）进 行质量、动量和能量交换。 控制体：流动空间任一坐标位置处具有一定几何形状与大小 的开放体系。 控制面：围成控制体的空间曲面
算体 控制体的取法 (1)代表性:基于控制体建立的传递过程微分方程应该在整个 流动空间连续可积 (2)对称性与正交性:尽可能使控制面的法线与坐标轴平行或 正交,使其模型简化、减小求解的难度。 圆控制体的大小 宏观:例,一段管道、 设备、甚至整个生产装置 宏观衡算只能得到空间平均的结果 微观:数学意义上的微元体积△ 微观(或微分)衡算建立微分方程,才能表达流体内部传 递现象的规律,求得流场的分布函数。 空间平均的结果很容易从分布函数求平均得到
衡算体系 控制体的大小 控制体的取法 (1) 代表性：基于控制体建立的传递过程微分方程应该在整个 流动空间连续可积 (2) 对称性与正交性：尽可能使控制面的法线与坐标轴平行或 正交，使其模型简化、减小求解的难度。 宏观：例，一段管道、一台设备、甚至整个生产装置 宏观衡算只能得到空间平均的结果 微观：数学意义上的微元体积V 微观(或微分)衡算建立微分方程，才能表达流体内部传 递现象的规律，求得流场的分布函数。 空间平均的结果很容易从分布函数求平均得到
不同标下的微元控制体 常用的坐标系有直角坐标系、柱坐标系和球坐标系 直角坐标系( Cartesian coordinates):x,y,z u x x
x z y z y x o 不同坐标系下的微元控制体 常用的坐标系有直角坐标系、柱坐标系和球坐标系 (x,y) (y,z) uy uz ux 直角坐标系（Cartesian coordinates）：x，y，z