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气液界面能量平衡

下一节:液滴寿命

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气液界面能量平衡课程教案、知识点、字幕

好 刚才我们通过气相的能量方程

获得了温度随着半径的一个

变化规律

那我们就可能怎么样

用表面的这样一个能量方程

我们来获得它的质量的

流率的这样一个质量数据

那么好

我们现在来看一看

我们怎么来建立表面的

能量方程

那么表面的

我们想一想

我们刚才说了

导热导进来的热量

等于什么

等于我这一部分液体

我就全部用于蒸发的

这一部分质量

用于液体变成气体

好 我们来看一看

它的液体变成气体

它所获得的能量是

应该是多少

也就是说

实际上就是非常简单

就是m'hfg

也就是我们的气化潜热

或者简单的就是我们用什么

用这种物质

比如说油

油的什么

蒸汽态或者气态的焓

减去它的液相的焓

一减就是它的气化潜热

乘上它的质量

应该等于

等于Qcond

也就是说我通过什么

导热进来的热量

好 这两个建立起来

那我们主要什么

hfg应该是可以查表查的到的

这样一种物质知道了就行

好 我们关键是把Qcond知道

Qcond怎么样

就是导热量

导热量我们因为温度分布

刚才已经知道了

那我们就要去求它

表面r等于rs的条件下

它温度分布

温度的

或者梯度

我们把它求出来

就可以获得了

那我们知道dT/dr

rs的前提下

我们就根据刚才那个温度分布

就可以获得这么一个

很简单的一个参数值

好 我们把这样一个

整个导热量再乘上它的表面积 对吧

那么我们就获得了什么

等于m'hfg

m'

就可以获得了

那么整个的推导过程

实际上应该是比较容易

大家希望能够(理解)逻辑

就是怎么样从前面的温度分布

我们怎么获得了

是通过气相的这么一个

能量方程获得

有了温度分布

我们能获得什么

rs

或者液相表面的温度梯度

我们温度梯度乘上什么

乘上它的表面积

应该等于什么

就等于m'hfg

那我们这样的m'就可以求出来了

所以是非常容易的一个

那我希望大家能够把整个的过程

仔细自己好好推导一下

我这里边不详细推导了

那么大家也对比一下可以

那这个式子的话

m'等于多少

等于4πkgrs

下面除以Cpg

后面那个log里边的话

上面是什么

Cpg(T-Tboil)

这相当于一个什么

有大的一个温度的梯度

温度的差

温度差实际上就是

驱动力

hfg

实际上驱动力是要驱动什么

驱动它表面的蒸发

那么加上1就是

很有趣

大家可以一起回忆一下

第三章的式子

第三章的式子前面实际上

应该差不多

就4πrs应该差不多

kg的话

实际上这里

那边有个ρDa对不对

kg除以Cpg

实际上如果怎么样

如果我们假设

刘易斯数等于1

这两个实际上是相等的

大家再一起回忆一下

想一想

我们再log里边的话

那边的是什么

是由于浓度差引起的这种驱动力

所以你看 那边1-YA,∞

这边是T-Tboil

这两个大家仔细想一想

可以看一下

实际上一个是什么

一看就是两个差不多

一个是温度驱动的

一个是浓度差驱动的

那么我们再进一步定义什么

定义一个B

定义B是什么

就等于Cpg(T-Tboil)

除以hfg

那么式子就很清楚了

那我们就变简化了怎么样

式子看上去什么

我们m'的式子

就跟我们原来那个

蒸发那个式子就很接近了

实际上前面如果我们假设刘易斯数等于1话

这两个式子完全一样

这是里面的B怎么样

是不一样了

B的话

我们把它叫Spalding数

或者我们叫它传递数

质量的传递数

那么这个数的话

为什么叫Spalding数

是著名的

就是原来帝国理工的

一位非常著名的教授

叫Spalding

他主要是做蒸发的

他首先推出了这么一个数字

我们叫它Spalding数

但是实际上它在不同的情况底下

B的定义不一样

我们后面看燃烧的话

又有一个新的定义

所以非常有趣

我们现在就是通过传热

我们知道了Spalding数

根据刚才的式子

我们已经有了B的概念

希望大家能够跟第三章的

进行比较

我们定义了不同的B

第三章的B的话

是由于浓度梯度引起的一个B

这边的话

由于温度梯度

或者是传热带来的B

但是它的式子就可以完全一样了

燃烧理论课程列表:

第一章 导论

-1.1 我们为什么要学习燃烧理论

--1-1:我们为什么要学习燃烧理论

-1.2 什么是燃烧:定义与现象

--1.2 什么是燃烧:定义与现象

-1.3 燃烧科学发展简史

--1.3 燃烧科学发展简史

-1.4 燃烧科学的研究方法

--1.4 燃烧科学的研究方法

-1.5 课程的结构

--1.5 课程的结构

第二章 燃烧与热化学

-2.1 概述

--概述

-2.2 状态参数复习

--状态参数复习

-2.3 热力学第一定律

--热力学第一定律

-2.4 反应物和生成物的混合物

--反应物与生成物的组成

--绝对(或标准)焓和生成焓

--燃烧焓与热值

--例题

-2.5 绝热燃烧温度

--定压绝热燃烧温度

--定容绝热燃烧温度

-2.6 化学平衡

--第二定律的讨论

--吉布斯函数

--复杂系统(选修)

-2.7 燃烧的平衡产物

--全平衡(选修)

--水煤气反应的平衡

--压力影响

-2.8 应用

--回热式和蓄热式交换器

--例题

--烟气再循环

-2.9 小结

--小结

-第二章 燃烧与热化学--第二章作业

第三章 传质引论

-3.1 传质概述

--3.1.1传质概述

-3.2 传质理论基础

--3.2.1菲克扩散定律

--3.2.2扩散的分子基础-分子动力学

--3.2.3扩散系数的微观推导(选修)

--3.2.4组分守恒方程推导

-3.3 传质应用实例

--3.3.1应用实例一:液面蒸发

--3.3.2蒸汽界面边界条件

--3.3.3液滴蒸发

-3.4 小结

--3.4.1液滴质量守恒+小结

-第三章 传质引论--第三章作业

第四章 化学动力学

-4.1 概述

--概述

-4.2 总包反应与基元反应

--总包反应与基元反应

-4.3 基元反应速率

--双分子反应和碰撞理论

--其他基元反应

-4.4 多步反应机理的反应速率

--净生成率

--反应速率常数与平衡常数关系

--稳态近似

--单分子反应机理

--链式反应和链式分支反应(一)

--链式反应和链式分支反应(二)

--化学时间尺度(一)

--化学时间尺度(二)

--部分平衡

-4.5 简化机理(选修)

--简化机理(选修)

-4.6 催化和非均相反应(选修)

--催化和非均相反应(选修)

-4.7 小结

--小结

-第四章 化学动力学--第四章作业

第五章 一些重要的化学机理

-5.1 概述

--概述

-5.2 H2-O2系统

--H2-O2系统

--H2-O2系统爆炸特性

-5.3 一氧化碳的氧化

--一氧化碳的氧化

-5.4 高链烷烃的氧化

--三步机理

--八步机理

--总包反应和准总包机理

-5.5 甲烷燃烧

--复杂机理和起源

--甲烷燃烧动力学

--高温反应途径分析

--低温反应途径分析

-5.6 氮氧化物

--氮氧化物的形成(一)

--氮氧化物的形成(二)

--氮氧化物的危害

-5.7 小结

--小结

-第五章 一些重要的化学机理--第五章作业

第六章 反应系统化学与热分析的耦合

-6.1 概述

--6.1 概述

-6.2 定压-定质量反应器

--6.2 定压-定质量反应器

-6.3 定容-定质量反应器

--6.3 定容-定质量反应器

-6.4 全混流反应器

--6.4 全混流反应器

-6.5 柱塞流反应器

--6.5 柱塞流反应器

-6.6 燃烧系统建模中的应用及小结

--6.6 燃烧系统建模中的应用及小结

-第六章 反应系统化学与热分析的耦合--第六章作业

第七章 反应流的简化守恒方程

-7.1 概述和总质量守恒

--7.1 概述和总质量守恒

-7.2 组分质量守恒

--7.2 组分质量守恒

-7.3 多组分扩散(选修)

--7.3 多组分扩散(选修)

-7.4 动量守恒方程(选修)

--7.4 动量守恒方程(选修)

-7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式

--7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式

-7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义

--7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义

-第七章 反应流的简化守恒方程--第七章作业

第八章 层流预混火焰

-8.1 概述及物理描述

--8.1 定义及重要特征与实验室典型火焰

-8.2 层流火焰分析

--8.2.1 简化分析

--8.2.1 简化分析(续)

--8.2.2 详细分析

-8.3 影响火焰速度和火焰厚度的因素

--8.3.1 温度、压力和当量比,燃料选型及火焰速度选型

--8.3.2 火焰速度测量

-8.4 熄火、可燃性和点火

--8.4.1 冷壁熄火

--8.4.2 可燃极限和点火

-8.5 火焰稳定及小结

--8.5 火焰稳定及小结

-第八章 层流预混火焰--第八章作业

第九章 层流非预混火焰

-9.1 概述

--概述

-9.2 无反应的恒定密度层流射流

--物理描述

--求解

--两个例子

-9.3 射流火焰的物理描述

--射流火焰的物理描述

-9.4 简化理论描述

--概述

--守恒标量

--状态关系式

--各种不同的解法(一)(选修)

--9.4.5 各种不同的解法(二)(选修)

-9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度

--圆口和槽型口燃烧器火焰长度

--火焰长度的影响因素

--两个例子

-9.6 碳烟的形成和分解

--碳烟的形成和分解

-9.7 对冲火焰(选修)

--对冲火焰(选修)

-9.8 小结

--小结

-第九章 层流非预混火焰--第九章作业

第十章 液滴的蒸发与燃烧

-10.1 概述

--概述

-10.2 液滴蒸发的简单模型

--基本假设

--气相分析

--气液界面能量平衡

--液滴寿命

-10.3 液滴燃烧的简化模型

--假设

--质量守恒和组分守恒

--温度分布

--液滴表面能量守恒

--火焰面处能量守恒

--液气平衡 总结和求解

--燃烧速率常数和液滴寿命

--例题

--扩展到对流条件

-10.4 一维蒸发控制燃烧

--物理模型和假设

--液滴数目和液滴相守恒

--总守恒方程

--气相成分和气相能量守恒

--液滴动量守恒 模型总结

--例题

-10.5 小结

--小结

-第十章 液滴的蒸发与燃烧--第十章作业

第十一章 固体燃烧

-11.1 概述及燃煤锅炉

--11.1.1 概述

--11.1.2 燃煤锅炉

-11.2 非均相反应

--11.2.1 非均相反应及表面化学反应

--11.2.2 碳反应的半总包机理反应

-11.3 单颗粒碳的燃烧-单膜模型

--11.3.1 模型建立

--11.3.2 质量与组分守恒与表面化学动力学

--11.3.3 电路比拟与碳燃烧控制

--11.3.4 能量守恒

-11.4 单颗粒碳的燃烧-双膜模型

--11.4.1 模型建立

--11.4.2 组分守恒、封闭性和表面化学反应

-11.5 颗粒燃烧速度

--11.5 颗粒燃烧速度

-11.6 煤的热解及燃烧

--11.6 煤的热解及燃烧

-第十一章 固体燃烧--第十一章作业

第十二章 湍流燃烧入门(选修)

-12.1 概述

--概述

-12.2 湍流现象与描述

--湍流的现象与描述

-12.3 湍流尺度

--湍流尺度

-12.4 湍流模型

--湍流模型方法(1)

--湍流模型方法(2)

-12.5 湍流预混火焰

--湍流火焰速度

--湍流火焰结构与模式

--12.5.3 例题

--层流火焰折皱模式

--分布式反应区模式和漩涡小火焰模式

--火焰稳定

-12.6 湍流非预混火焰

--射流火焰

--火焰长度

-12.7 湍流燃烧小结

--湍流燃烧小结

课程总结

-课程总结

--课程总结

气液界面能量平衡笔记与讨论

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