11-1 平衡过程和速率过程 物理变化 析出 溶解 冷凝 蒸发化学变化 反应物 产物特点:1 不平衡时趋向平衡 2 越是远离平衡,趋向平衡的速率越快研究方法: 热力学-平衡过程的规律 动力学-速率过程的规律yu速率过程:1-2 速率过程的基本变量和基本概念速度 - 动量温度 - 热量浓度 - 质量影响传递过程速率的因素有:设备构形、介质的理化性质以及操作条件1 速度与速度分布 大部分传递过程是在流体流动下进行的，与流体的量有关 a.体积流量（率）V ( ) b.质量流量（率）W(kg/s) c.速度及速度分布 u(m/s) 平均速度 d. 质量流速 W=GA 速度及速度分布是现代工程技术研究的一个焦点。2 压力与剪切应力a.流体的压强h压强以及应力的单位是什么?单位之间如何换算?b.单位换算：c.绝对压、表压与真空度的关系-表压=真空度绝对压1大气压表压真空度绝对压2绝对压0d.剪切应力注意：力的方向和接触面的表达：y表示受力面的垂直轴x表示方向yxLFAFa)拉伸变形3 3 剪切速率与拉伸速率剪切速率与拉伸速率HASFb)剪切变形流体受力变形剪切力-剪切变形拉伸力-拉伸变形a.剪切变形b.剪切变形速率c.拉伸应力d.拉伸变形或伸长率e.拉伸变形速率f.粘性和弹性 反映了剪切变形和拉伸变形4 4 温度与温度分布温度与温度分布 温度是分子运动激烈程度的表现，许多流体性质受温度的影响 传热过程：温度为主要的因素 其他速率传递过程：温度影响物性和速率过程（如反应过程）5 5 浓度与浓度分布浓度与浓度分布a.质量浓度b.摩尔浓度c.质量分数d.摩尔分数6 通量a.热通量b.质量通量c.剪切应力 (动量通量)7 流动问题描述方法a.拉格朗日法 流体质点b.轨线方程 拉格朗日法,流体质点的运动的轨迹。 c.欧拉法 空间点d.流线方程 欧拉法，同一时刻，不同的流体质点组成的曲线注意：1.选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数与时间的关系，这种方法叫做拉格朗日法2.不跟踪流体质点进行观察，而是在固定空间位置上观察流体质点的运动情况，这种方法叫做欧拉法1-3 分子传递现象传递机理：分子传递和旋涡传递一、动量传递1 牛顿粘性定律 -动力粘度(粘性系数或粘度)剪切应力与剪切变形速率的关系,这对高分子溶液很重要utt+dt u2 粘性系数a. 动力粘度b.运动粘度液体粘度是气体粘度的100倍左右3 非牛顿流体粘度定律a.假塑性流体 特点:幂率定律m稠度系数 n流动行为指数n1 例如:淀粉糊、阿拉伯树胶溶液 剪切增稠流体c.粘塑性流体屈服应力-Bingham 宾汉流体 例如牙膏-凯森流体 例如血液二、热量传递1 傅立叶定律2 导热系数 时的多孔干燥固体可用作隔热材料，但要注意防潮三、质量传递1.Fick定律2 扩散系数D四、类似现象 三传3334