Heat and mass transfer, basic principles  ....................................................... 69

   3.1        Introduction  ......................................................................................... 69

   3.2        Basic  relations  in  transport  phenomena  ................................................. 69

               3.2.1     

  Basic  laws  of  transport   .............................................................. 69

               3.2.2        Mechanisms  of  heat  and  mass  transfer   ....................................... 70

   3.3        Conductive  heat  and  mass  transfer   ........................................................ 70

               3.3.1     

  The  Fourier  and  Fick  laws  ........................................................... 70

               3.3.2         Integration  of  Fourier’s  and  Fick’s  laws  for 

steady-state conductive transport  ............................................   71

               3.3.4         Examples  of  steady-state  conductive  heat  and 

mass transfer processes  .............................................................. 76

               3.4.1     

  Film  (or  surface)  heat  and  mass  transfer  coeffi cients  ................... 81

               3.4.2         Empirical  correlations  for  convection  heat  and  mass 

  transfer 

               3.4.3        Steady-state  interphase  mass  transfer   ......................................... 87

   3.5        Unsteady  state  heat  and  mass  transfer  ................................................... 89

               3.5.1     

  The  2 nd   Fourier  and  Fick  laws   .................................................... 89

               3.5.2         Solution  of  Fourier’s  second  law  equation  for  an 

  infi nite slab  ............................................................................... 90

               3.5.4        Transient  convective  transfer  in  a  semi-infi nite body  .................... 94

               3.5.5        Unsteady  state  convective  transfer   .............................................. 95

   3.6        Heat  transfer  by  radiation  ..................................................................... 96

               3.6.1     

  Interaction  between  matter  and  thermal  radiation  

96

               3.6.2        Radiation  heat  exchange  between  surfaces  .................................. 97

   3.7        Heat  exchangers   ................................................................................. 100

               3.7.1     

  Overall  coeffi cient of heat transfer  ............................................ 100

               3.7.2     

  Heat  exchange  between  fl owing fl uids  ....................................... 102

               3.7.3     

  Fouling   ................................................................................... 104

               3.7.4     

  Heat  exchangers  in  the  food  process  industry  ............................ 105

   3.8        Microwave  heating  .............................................................................. 107

               3.8.1     

  Basic  principles  of  microwave  heating  ....................................... 108