【正文】 ?????? RgRfughuf 0)(2 ??? gfrdrdf 0)(42 222 ????? gfrdrdfrdr fddrdh 0)(22222????? gfrdrdgrdr gdrh fdrdfrg ??21 于是： ⑧ ⑨ 將⑦、⑧、⑨代入⑥得： ⑩ 因而 ⑾ 將⑦、⑾代入⑤中： ⑿ 為常微分方程，其特征根是： k=－ 3，－ 1， 0， 2 drdfdrfdrdrdg232122??223322 221drfddrfdrdrgd ??drdfdrfdrdrfdrh 232122332 ???44233222145drfdrdrfdrdrfddrdh ??? 0888222333444 ????drdfrdrfdrdrfdrdrfdr 所以方程式⑿的一般解為： ⒀ 將⒀代入⑦中： ⒁ 將⒀代入⑩中： ⒂ 當 r=∞時， h=0，由⒂得： D=0； 當 r=∞時， f=u0，由⒀得： C=u0； 當 r=R時， f=0， g=0，由⒀、⒁得： 因此由⒀： 因此由⒁： 因此由⒂： 213 DrCBrArf ???? ??213 22121 DrCBrArg ????? ??DrBrh ?? ? 2 RuBRuA 030 23,21 ??? )21231()( 330 rRrRurf ??? )41431()(330 rRrRurg ???2023)(rRurh ?? 即速度和壓強分布方程式： 曳力的計算 （ 1）壓力分布在球體表面上引起的形體曳力 Fdf： （ 2）剪應(yīng)力在球體表面上引起的摩擦曳力 Fds： )21231(cos 330 rRrRuu r ??? ? )41431(sin330 rRrRuu ???? ?? ?? cos23 200 rRupp ?? 020 02 2)sin)(cos( RuddRpFdf ??????? ???? ? ?020 02 4)sin)(sin( RuddRFrdS ???????? ?? ?? ? ? 總曳力： 曳力系數(shù)： 故沉降過程的阻力： 當達到勻速運動時， 顆粒的沉降速度： 為 Stokes方程式。 022 ??? zu x )( 22yuxp xd????? ?0,0 ?????? zpyp dd22dyuddxdp xd ??xpdxdp d??? 速度分布 積分： 代入邊界條件， y=0， du/dy=0， c=0； y=y0， u=0，再積分： 為 速度分布方程式 ，特殊情況： ①在壁面處， y=y0 ， u=0 ； ②在中心， y=0， u=umax ，速度最大： cydxdpdydu d ?? ?1 ?? ?yyduydydxdpdu01? )(21)(21 220202 yydxdpyydxdpu dd ??????? 20m a x 2 1 ydxdpu d??? )1( 202ma x yyuu ?? 平均流速 ub 有效壓力降 剪應(yīng)力 200 3112100 ydxdpyudyAVu dyysb?????????ma x32 uub ? bbd uyudxdp ???203 ?yyyuydxdpdydu bd ????????203221 ??? 第三節(jié) 圓管中的一維穩(wěn)態(tài)層流 不可壓縮流體在圓管中作穩(wěn)態(tài)層流流動， y x 流動沿 z方向（軸向），為一維軸對稱流動， 采用柱坐標系的 Navier— Stokes方程式求解。阻力表現(xiàn)在流體與固體壁面間、流體層與層間的相互摩擦的總體效應(yīng)上。 以應(yīng)力表示的運動微分方程式 對運動著的流體微元，作用在 x方向上 y 的體積力： dFxB = Xρdxdydz 作用在 x方向上的凈的表面力： dFxS = dydz－ dydz + dxdz－ dxdz + dxdy－ dxdy x z zxyxxx???zyyyxy???zzyzxz???)( dxxxxxx ??? ??xx?)dyyyxyx ?? )( dzzzxzx ??? ?zx?yxxx?)( dxxxxxx ??? ?? )( dyyyxyx ??? ??yx )( dzzzxzx ?? ??zx? 因此： 而： ∴ 同理： 二、切向應(yīng)力的表達式 對通過流體微團中心且平行于 z軸的 軸線取力矩： ∑J=Df特點 流體的質(zhì)量固定 而 位置、體積隨時間變化 。 第一節(jié) 連續(xù)性方程式 一、連續(xù)性方程式的推導(dǎo) 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）。AAii RbbR ??? ? iAAi bbRR 39。2 iiii RddMxwxw ???? ???? 其中生成速率 和 的計算方法是： 化學(xué)反應(yīng)方程式寫為： bA BA + bB BB + ……+ b i Bi + ……=∑b i Bi =0 同時規(guī)定：產(chǎn)物的 bi ＞ 0，反應(yīng)物的 bi ＜ 0 。 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。 本章推導(dǎo)通用的總衡算方程，并說明在化工中的具體應(yīng)用。 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(zhì)點的脈動、混合和旋渦運動，使動、熱、質(zhì)量的傳遞程度大大加劇。 “ － ” 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。 第一節(jié) 分子傳遞條件下傳遞通量的通用表達式 一、質(zhì)量通量 dydDj AABA??? 式中： jA— A的質(zhì)量通量， kg/（ m2動、熱、質(zhì)量傳遞過程和現(xiàn)象是不可分割，而且互相作用。 化工傳遞過程基礎(chǔ) 主要參考教材 [1]陳濤，張國亮．化工傳遞過程基礎(chǔ)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，２００ 9 [2]王紹亭，陳濤．化工傳遞過程基礎(chǔ)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1987 [3]王紹亭．化工傳遞過程．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1980 [4]王紹亭，陳濤．動量、熱量與質(zhì)量傳遞．天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社， 1987 緒 論 一 、 化學(xué)工程學(xué)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(jié)論 異業(yè)各殊 ， 化工廠是由不同的化學(xué)反應(yīng)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” 。其基本出發(fā)點是將三種傳遞現(xiàn)象歸結(jié)為過程速率問題加以探討。 傳遞過程的大小常用傳遞速率或通量（ 傳遞量 /m2 s）描述。s ）； ν —— 動量擴散系數(shù)， m2/s； —— 在 y方向上的動量濃度梯度， 。 dyuddyuddydu xxx )()( ??????? ??????dyud x )(?msmkg /? 五、小結(jié) 動、熱、質(zhì)量通量普遍的表達方程式： 通量 = － 擴散系數(shù) 濃度梯度 動、熱、質(zhì)量 擴散系數(shù) 具有相同的因次，均為 m2/s； 通量為單位時間內(nèi)通過與傳遞方向相垂直的單位面積上的動