《化工传递过程基础》四大基础方程教学小结

王昌松

(南京工业大学化工学院，江苏 南京 210009)

《化工传递过程基础》是化学工程学科的专业课，针对化学工程中共性的动量、热量与质量传递过程进行建模、求解、获得宏观速率，最终指导生产和过程放大[1]。在建模和求解过程中，无量纲化、平均化、半经验化等处理复杂传递过程的手段是化学工程研究的核心思想[2,3]。

化工传递过程中的四大基础方程，包括连续方程、传质方程、传热方程和动量传递方程，是建模过程和软件应用[4]的最重要的基础方程，也是化工传递教学中的难点和重点。

笔者在教学中发现，由于该部分内容晦涩难懂，对数学要求高，学生不容易掌握，而且还会影响后面内容的教学效果。因此本文针对四大基础方程进行教学小结，尝试从不同的角度来阐述四大方程，以帮助学生理解和掌握。

1 四大基础方程

1.1 方程汇总

表1是传递过程四大方程的汇总表(以直角坐标系为例)。四大方程都是在守恒定律的基础上进行微分衡算，并可以根据特定的流体(如不可压缩流体、静止流体和理想流体等)，流动情况(稳态，非稳态)，进行方程合理简化。简化是方程学习过程中的重点，各种常见简化形式见表1，其中特别需要学生注意的是不同符号的物理意义和随体导数在方程中的表现形式。

笔者还尝试通过“口诀”来描述四大方程的最重要特征(表1)。如对于连续方程(C.E方程)，其特征是：不仅适用于层流和湍流情况，也适用于各种类流体；质量净出率(等于质量流出率与流入率之差)与积累率之和等于零；……