热质交换原理与设备复习简答题

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1、试讨论空气与水直接时的状态变化过程。解：假设当空气与水在一微元面dA上接触时，假设空气温度变化为dt，含湿量变化为d(d)。（1）显热交换量：     （2分） ——湿空气的质量流量，kg/s——湿空气与水表面之间的显热交换系数，W/(m2.℃)（2）湿交换量：    （2分）潜热交换量：   （2分） ——温度为tb时水的汽化潜热，kJ/kg ——单位时间单位面积蒸发（凝结）的水量，kg/(m2.s)（3）总热交换量：对空气——水系统，存在刘易斯关系式：  （2分）所以上式             （2分）因为：当温度为t时，湿空气焓为：当温度为tb时，湿空气焓为：：

2、如果忽略水蒸汽从0℃加热到t℃时的焓，即 项，并考虑到t和tb差别不大，所以空气的比热和水的汽化潜热变化不大，即有： 所以从（3）式可以得到：（4）——麦凯尔方程麦凯尔方程表明：在热质交换同时进行时，如果满足刘伊斯关系式，则总热交换的推动力为空气——主流湿空气与紧靠水面的饱和边界层空气的焓差。（2分）由于是空气与水之间发生的热质交换，所以不仅空气的状态会发生变化，水的状态也会发生变化。如果在热质交换中，水的温度变化为dtw，则根据热平衡：（5）    （2分） ——水的质量流量，kg/s ——水的定压比热，kJ/(kg.℃)（1）（2）（3）（4）（5）称为空气与水直接

3、接触时的热湿交换基本方程式。1当流体流过一物体表面，并与表面之间又有热量交换时，同样可用类比关系由传热系数h计算传质系数hm。由式（13）联系式（9）和（10）可以得到：即得到（上述方框表示乘号点）对于气体或液体，上式成立的条件是0.6

4、燥剂加热干燥后，它的蒸汽压仍然很高，吸湿能力较差。冷却干燥剂，降低其表面蒸汽压使之课重新吸湿。2表面器热工计算的主要原则1)该冷却器能达到的ε1应该等于空气处理过程需要的ε12)该冷却器能达到的ε2应该等于空气处理过程需要的ε23)该冷却器能吸收的热量应该等于空气放出的热量3空气与水直接接触的状态变化过程A-1：tw＜露点温度，tw＜t1＜tA，Pq1露点温度，但<湿球温度，tw＜tA和Pq3>PqA,冷却和加湿。A-4：tw=湿球温度，等湿球温度线与等焓线相近，空气状态沿

5、等焓线变化而被加湿。总热交换量近似为零，而且tw＜tA和Pq4>PqA,空气的显热量减少、潜热量增加，二者近似相等。水蒸发所需热量取自空气本身。A-5：tw>湿球温度而<干球温度，tw＜tA,Pq5>PqA,冷却和加湿。水蒸发所需热量部分来自空气，部分来自水。A-6:tw=干球温度,tw＝tA和Pq6>PqA,不发生显热交换，等温加湿。水蒸发所需热量来自水本身。A-7:tw>干球温度，tw>tA和Pq7>PqA,加热和加湿。蒸发所需热量及加热空气的热量均来自水本身。以冷却水为目的的湿空气冷却塔内发生的便是这种过程。过程线水温特点t或QxD或QxI或Qx过程名称A-1A-

6、2A-3A-4A-5A-6A-7twtA减减减减减不变减减不变增增增增增减减减不变增增增减湿冷却等湿冷却减焓加湿等焓加湿增焓加湿等温加湿增温加湿4菲克定律在浓度场不随时间而变化的稳态扩散的条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中组分A和组分B将发生互扩散。其中组分A向组分B的扩散通量与组分A的浓度梯度成正比。5.qt(-C0)=qc(C0)公式可得：上式表明，传质的存在对壁面导热量和总传热量的影响方向是相反的。在C0>0,时随着C0的增大，壁面导热量是逐渐减小的，而膜总传热是逐渐增大的，在C0<0

7、时，随着C0的逐渐减小，壁面导热量是逐渐增大的，而膜总传热量是逐渐减小的。传质阿克曼修正系数C0值有正有负。当传质方向是从壁面到流体主流方向时，C0为正传，反之为负值。6传质的存在对壁面导热量和总传热量的影响方向是相反的。在C。大于0时，随着C。的增大，壁面导热量是逐渐减小的，而膜总传热量是逐渐增大的；在C。小于0时，随着C。的逐渐减小，壁面导热量是逐渐增大的，而膜总传热量是逐渐减小的。由图可知，当C。为正值时，壁面上的导热量明显减少，当C。值接近4时，壁面上的导热量几乎等于零。7干燥剂表面水蒸气分压与其吸湿量的关系：吸湿量增加，表面蒸汽