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1、传递过程场协同理论研究 华贲韩光泽郭平生吕树申魏耀东华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室广东广州510640 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 四 从非平衡态热力学导出场协同作用唯象方程 1 非平衡态热力学 平衡态热力学和动力学 传递过程 之间的边缘科学 1 热力学力与热力学流 非平衡态热力学中的基本概念 已在寂态热动力学的框架内给出其定义 2 力 与 流 的基本关系式就是传递过程的唯象方程 14 四 从非平衡态热力学导出场协同作用唯象方程 2 场协同 多种热力学力与一种热力学流传递过程的关联多种热力学力对一种热力学流传递过程可能具有协同作用 15 将热力学
2、流在平衡态对各种热力学力作泰勒级数展开 第一项等于零 在靠近平衡区可只须保留线性项 其中 16 Lij即为第j种场对第种i流传递过程的场协同参数 由以上各式得 这就是N 1种场 包括第i种场 对第i种广延量流传递过程影响的表达式 17 五 讨论 场协同作用参数的复杂性 场协同作用参数与能量传递过程的矢量性以及与空间条件和能量自身特点的密切相关 可表示为 热力学性质参数传递性质参数空间条件参量协同参量 18 五 讨论 场协同作用参数性质的探讨 1 表达式必为高度的非线性 甚至不可能以明确的数学式来表达 而只能以某种方式建立一定的模型 2 因为是以强化的传递过程为目标 所以表达式所涵盖的内涵和若干
3、参数及其关联 必呈现强烈的空间方向性 19 五 讨论 场协同作用参数性质的探讨 3 平衡态 经典 热力学只能给出系统或场参量的平衡关联 但对具体表达式的深入研究已无能为力 4 表达式必需明确地反映第j种场与传递中的第i种广延量及其推动力之间存在着的相互作用的物理内涵 20 五 讨论 场协同作用参数性质的探讨 5 协同学研究方法在此具有极重要的意义 在宏观尺度上对协同强化作用的机制 必定要在包含多个子系统的更小的空间尺度的研究中才能揭示 6 通过研究场协同作用参数与各参变量之间的偏导关系 可能得出场协同理论指导下传递过程强化的重要结论 21 22 23 24 25 26 27 七 结论 1从 能量公设 出发 利用非平衡热力学的方法研究传递过程中的场协同作用 可以得到一些唯象的规律 2任何传递过程都是在相应强度差 场 的推动下 而通过相应广延量在空间的流动来实现的 3其他场对该传递过程的影响是通过场协同作用参数作用于相应的传递系数来体现的 28 七 结论 4场协同参数与场的热力学性质参量 传递性质参量 空间条件参量以及为表征上述各参量之间的相互作用和协同冲突关系的协同参量相关 5场协同参数具有极大的特异性和复杂性 6通过对传递过程的场协同参数的分析可以指出传递过程强化的途径 以达到从场协同理论上指导强化传递过程的目的 29
