热质交换答案

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1、第一章绪论1-1分子传递现象可以分为几类？各自是由什么原因引起的？答：分为三类。动量传递是由流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）引起的；热量传递是由温度梯度的存在（或温度分布不均匀）引起的；质量传递是由物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）引起的。1-2热质交换按工作原理可分为哪几类？她们各自的特点是什么？1）间壁式又称表面式。在此类换热器中，热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量传递任务，彼此不接触，不掺混。2）直接接触式又称混合式。在此类换热器中，两种流体直接接触并且相互掺混，传递热量和质量后，在理论上变成同温同压的混合介质流出，传热传质效率高。

2、3）蓄热式又称回热式或再生式换热器。它借助由固体构件（填充物）组成的蓄热体传递热量，此类换热器，热、冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道，热流体先对其加热，使蓄热体壁温升高，把热量储存于固体蓄热体中，随即冷流体流过，吸收蓄热体通道壁放出的热量。4）热管换热器。以热管为换热元件的换热器，由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体中，中隔板与热管加热段，冷却段及相应的壳体内腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。1-3简述顺流、逆流、叉流和混合流各自的特点，并对顺流和逆流做一比较和分析。顺流式或称并流式，其内冷、热流体由同一端进入

3、换热器，平行地向着同一方向流动，并由同一端离开换热器。逆流式，冷、热流体平行逆向流动，由相对的两端进入换热器，向着相反的方向流动，并由相对的两端离开换热器。叉流式又称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉，这种布置通常是用在气体受迫流过一个管束而管内则是被泵输送的液体。混流式，两种流体在流动过程中既有顺流部分，又有逆流部分。当冷、热流体交叉次数在四次以上时，可根据两种流体流向的总趋势，将其看成逆流或顺流。在各种流动形式中，顺流和逆流可以看作是两个极端情况。在进出口温度相同的条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小；顺流时，冷流体的出口温度总是低于热流体的

4、出口温度，而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度。因此，热质交换设备应尽量布置成逆流，尽可能避免布置成顺流。但逆流布置会使得冷、热流体的最高温度发生在换热器的同一端，使得此处的壁温较高，对于高温换热器来说，这是要注意的；当冷、热流体中有一种发生相变时，布置这类换热器时就无所谓顺流和逆流了。2-1、传质通量定义、表示方法。答：单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。传质通量等于传质速度与浓度的乘积。以绝对速度表示的质量通量：以扩散速度表示的质量通量：以主流速度表示的质量通量：2-2碳粒在燃烧过程中的反应式为C+O2=CO2，即为1

5、摩尔的C与1摩尔的O2反应，生成1摩尔的CO2，所以O2与CO2通过碳粒表面边界界层的质扩散为等摩尔互扩散。2-42-620℃时的空气的物性：（1）用式计算（2）用式计算2-8解： 2-9、解：（a）已知，，，已知，，，（b）若摩尔分数相等，则若质量分数相等，则  2-12解： 2-13解：氨---空气氢—空气 2-16解：查附录3-2可知：CO2和N2在25℃扩散系数为： 8.8193-1答：1)当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量和质量的传递现象。2)动量、热量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的分子扩散，也可以是由旋涡混合造

6、成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递；3)动量传递、能量传递和质量传递三种分子传递和湍流质量传递的数学关系式及边界条件都是类似的。3-2答：将雷诺类比律和柯尔本类比律推广应用于对流质交换可知：1)传递因子等于传质因子2)且可以把对流传热中有关的计算式用于对流传质，只要将对流传热计算式中的有关物理参数及准则数用对流传质中相对应的代换即可，如：3)当流体通过一物体表面，并与表面之间既有质量又有热量交换时，同样可用类比关系由传热系数h计算传质系数hm  3-3斯密特准则，表示物性对对流传质的影响，速度边界层和浓度边界层的相对关系；刘伊斯准则，表示热量传递与质量传递能

7、力相对大小，热边界层与浓度边界层厚度关系。  3-7解：其中℃，℃查表2—1，当℃时水蒸汽的饱和蒸汽压力于是；；当℃，时定性温度为℃；；由柯尔本比拟知d=12.5g/kg  3-8解：查表得当温度为27℃时，；又知：，故有： 3-9解：(a)当温度为23℃时，;(b)(c)当温度为47℃，3-113-22刘伊斯关系式的适用条件。1)刘伊斯关系式成立的条件：(1)；(2)。对于层流或粘性底层，刘伊斯关系式仅适用于的情况。因为在这些区域中内，分子扩散传递过程其主要作用。2)在湍流中，无论a是否等于D，刘伊斯关系式总成立。这说明了在湍流传递过程中，流体之间的湍流混合

8、在传递中其主要作用。4-1（1）大气是