【正文】 時間和位置的變化 。 對穩(wěn)定流動系統： w2 = w1 = w， ?? xx FdMud ? )( ?????? ?????? xVxAx FdVudddAuu ???? cos0?????Vx dVudd ?? )(cos 12 122 22212AuAudAudAudAuu xxAxAxAx ??????? ?????? ????? )(cos 12 xxAx uuwdAuu ??????? ?? )(12 xxx uuwF ??? 第三章 流體運動微分方程式 為進一步探討動、熱、質量的傳遞過程，須了解系統內的流體微團或質點運動時動、熱、質量等物理量隨時間和空間的變化關系，為此進行微分衡算。iR? 第二節(jié) 總能量衡算方程式 一、通用的總能量衡算方程式 依據熱力學第一定律： 對控制體，由于流動便有能量的輸入、輸出和累積，其總能量衡算應為： 對單位時間所作的功，通常由兩部分組成（軸功和流動功），即： 而 WQE ??? ????????????VAdVEdddAEuWq ???? cos??? ?????As dApvuWW ?? cos?? gzuUE ???22pvUH ?? 得到另一總能量衡算的通用表達式為： 二、化工連續(xù)穩(wěn)定流動系統的總能量衡算 化工過程常見的流動系統如圖，應用 總能量衡算方程式，其中積分項分別為： A2 ub2 p2 z2 q 引入動能修正系數，令： A1 ub1 p1 z1 ????? ?????????VAs dVEdddAHgzuuWq ???? cos)2(2?dAudAudAuAAA?????? ??123332121cos21 ???????AbdAuAu33?sW? 所以 因而： 稱為化工連續(xù)穩(wěn)定流動系統的總能量衡算方程式。39。AR39。1239。1239。此時各組分的量根據化學反應的計量關系相應變化，因反應物和生成物的化學當量相等，故采用摩爾流量單位計算方便。cosα 特點：根據控制體外部各有關物理量的變化，來研究空間范圍內部的總體平均變化情況，而無需對內部每一點的規(guī)律進行分析。故可采用類比的方法研究動、熱、質量傳遞過程，在許多場合可用類似的數學模型來描述動、熱、質量傳遞過程的規(guī)律。 dyuddyuddydu xxx )()( ??????? ??????dyud x )(?msmkg /? 五、小結 動、熱、質量通量普遍的表達方程式： 通量 = － 擴散系數 濃度梯度 動、熱、質量 擴散系數 具有相同的因次，均為 m2/s； 通量為單位時間內通過與傳遞方向相垂直的單位面積上的動、熱、質量，各 量的傳遞方向均與該量的濃度梯度方向相反 ，故普遍式中加“－”號。從宏觀上表現為 1層受到 2層的推力， 2層受到 1層的阻力，動量交換的結果產生了剪應力。s ）； ν —— 動量擴散系數， m2/s； —— 在 y方向上的動量濃度梯度， 。s ）； α —— 熱量擴散系數， m2/s； —— 在 y方向上的熱量濃度梯度， 。 傳遞過程的大小常用傳遞速率或通量（ 傳遞量 /m2 s）描述。 第一章 傳遞過程概述 體系內部具有強度性質的物理量存在梯度時的狀態(tài)稱為不平衡狀態(tài) 。其基本出發(fā)點是將三種傳遞現象歸結為過程速率問題加以探討。 化工傳遞認識階段 對單元操作研究的基礎上獲得共同實質為動 、 熱 、 質量傳遞過程 ， 從理論上步入了 異業(yè)相同 。 化工傳遞過程基礎 主要參考教材 [1]陳濤，張國亮．化工傳遞過程基礎．北京：化學工業(yè)出版社，２００ 9 [2]王紹亭，陳濤．化工傳遞過程基礎．北京：化學工業(yè)出版社， 1987 [3]王紹亭．化工傳遞過程．北京：化學工業(yè)出版社， 1980 [4]王紹亭，陳濤．動量、熱量與質量傳遞．天津：天津科學技術出版社， 1987 緒 論 一 、 化學工程學科的發(fā)展階段 工藝過程考察階段 單純的過程實踐考察 ， 結論 異業(yè)各殊 ， 化工廠是由不同的化學反應和物理過程組成 ，代表作為 1 8 9 8年 F . H . T h o r p e “ O u t l i n e of Chemistry” 。 雖傳遞過程使用的定律與單元操作過程一樣但方法不同 ， 內容上實踐 — 理論 、 理論 — 實踐和理論 、 實踐的統一 ， 方法上采用宏觀 —微觀 、 微觀 — 宏觀和宏觀 、 微觀的統一 。動、熱、質量傳遞過程和現象是不可分割，而且互相作用。任何處于不平衡狀態(tài)的物系都有向平衡狀態(tài)轉移的傾向，這些 物理量朝平衡方向轉移的過程 稱 傳遞過程 。 第一節(jié) 分子傳遞條件下傳遞通量的通用表達式 一、質量通量 dydDj AABA??? 式中： jA— A的質量通量， kg/（ m2 “ － ” 表示熱量通量的方向與熱量濃度梯度的方向相反 ，即熱量朝著溫度降低的方向傳遞。 “ － ” 表示動量通量的方向與動量濃度梯度的方向相反 ，即動量朝著速度降低的方向傳遞。 剪應力 τyx為動量在其垂直方向上傳遞的結果， 其 大小和動量通量在數值上相等 。 第二節(jié) 湍流傳遞條件下傳遞通量的通用表達式 一、渦流傳遞的通量表達式 在湍流流體中，質點的脈動、混合和旋渦運動，使動、熱、質量的傳遞程度大大加劇。 dyud xrt)()( ?????? ?????dytcdqqq PHet)()( ??? ?????dydDjjj AMABeAAAt?? )( ????? 第二章 總動量、總熱量、總質量衡算 在化工中需對系統或某一過程的總動量（對過程包含的力進行分析）、總熱量（了解過程熱量和其它能量間的轉化關系）、總質量（掌握過程物料的變化）進行衡算，為研究動、熱、質量傳遞和單元操作的基礎，同時對推導微分動、熱、質量衡算也有指導作用（依據定律相同）。 本章推導通用的總衡算方程，并說明在化工中的具體應用。dA u?u? u?n?? 則通過整個控制面的質量流率： 該式表示通過控制面外流的凈質量流率，即： ＞ 0 ，質量的輸出大于輸入 =（輸出－輸入）流率 = 0 ，質量的輸出等于輸入 ＜ 0 ，質量的輸出小于輸入 在微元體 dV內，流體的質量為 ρdV，整個控制體的瞬時質量和質量累積速率： 因此根據質量守恒定律，任意控制體的通用的總質量衡算方程式為： dAuwA??? ?? ?? cos dAuwA??? ?? ?? cos????VdVM ? ????VdVddddM ??? 0cos ???? ?????VAdVdddAu ???? 二、化工流動系統中的總質量衡算方程式 化工中常見的是通過管道或容器的流動，特點①流動方向與通過的截面垂直（ α=0或 α=180176。 對組分 i的摩爾流量衡算： 對體系總摩爾流量衡算： 01122 ????ddMawaw iii 012 ????ddMww39。2 iiii RddMxwxw ????39。2 iiii RddMxwxw ???? ???? 其中生成速率 和 的計算方法是： 化學反應方程式寫為： bA BA + bB BB + ……+ b i Bi + ……=∑b i Bi =0 同時規(guī)定：產物的 bi ＞ 0，反應物的 bi ＜ 0 。iR iAiAbbRR ?39。AAii RbbR ??? ? iAAi bbRR 39。 )(212121cos21 21312323bbbAwuAuAudAu ????????????? )(cos1212 wzgudAgzudAgzdAugzAAA????? ?????? ???? )(cos1212 wHudAHudAHdAuHAAA?????? ?????? ????stb WqddEwHwzgwu ???????????)()()(21 2 （ 1）化工連續(xù)穩(wěn)定流動系統的總能量衡算方程式 過程無物料、能量累積，△ w=0， dEt/dθ=0；各點速度、高度取平均值，得： 即為熱力學中單位質量流體穩(wěn)定流動時的總能量衡算方程式（ J/kg）。 第一節(jié) 連續(xù)性方程式 一、連續(xù)性方程式的推導 在流動的流體中取微元體 dV =dx dy dz，流體 y 在任一點（ x、 y、 z）處的速度 ，沿 x、 y、 z方 向分量 ux 、 uy 、 uz ，密度 ρ=f（ θ， x， y， z）。 0)( ????????????????????? ?????? zuyuxuzuyuxu zyxzyx??????????ddzzddyyddxxdd??????????????? ddzuddyuddxuzyx ??? , zuyuxuDDzyx ???????????? ??????? 01 ????????????? DDzuyuxu zyx 小結：密度 ρ對時間 θ的各種形式導數的物理意義比較 偏導數 ：表示某固定點處 ρ隨時間的變化率； 全導數 ：表示任意點處 ρ隨時間 θ、位置（ x， y， z）的變化率； 隨體導數