《热质交换原理与设备》习题答案分析.doc

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1、第5章吸附和吸收处理空气的原理与方法1.解：物理吸附是被吸附的流体分子与固体表面分子间的作用力为分子间吸引力，它是一种可逆过程，物理吸附是无选择的，只要条件适宜，任何气体都可以吸附在任何固体上。吸附热与冷凝热相似。适应的温度为低温。吸附过程进行的急快参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。化学吸附是固体表面与吸附物间的化学键力起作用的结果。吸附力较物理吸附大，并且放出的热也比较大，化学吸附一般是不可逆的，反应速率较慢，升高温度可以大大增加速率，对于这类吸附的脱附也不易进行，有选择性吸附层在高温下稳定。人们还发现，同一种物质，在低温时，它在吸附剂上进行物理吸附，随着温度升到一定程度，就开始发生化学

2、变化转为化学吸附，有时两种吸附会同时发生。2、硅胶是传统的吸附除湿剂，比表面积大，表面性质优异，在较宽的相对湿度范围内对水蒸汽有较好的吸附特性，硅胶对水蒸汽的吸附热接近水蒸汽的汽化潜热，较低的吸附热使吸附剂和水蒸汽分子的结合较弱。缺点是如果暴露在水滴中会很快裂解成粉末。失去除湿性能。与硅胶相比，活性铝吸湿能力稍差，但更耐用且成本降低一半。沸石具有非常一致的微孔尺寸，因而可以根据分子大小有选择的吸收或排除分子，故而称作“分子筛沸石”。3、目前比较常用的吸附剂主要是活性炭，人造沸石，分子筛等。活性炭的制备比较容易，主要用来处理常见有机物。目前吸附能力强的有活性炭纤维，其吸附容量大吸附或脱附速度快

3、，再生容易，而且不易粉化，不会造成粉尘二次污染，对于无机气体如等有也很强的吸附能力，吸附完全，特别适用`于吸附去除量级的有机物，所以在室内空气净化方面有着广阔的应用前景。4、有效导热系数通常只与多孔介质的一个特性尺度----孔隙率有关。第6章间壁式热质交换设备的热工计算1、解:间壁式换热器从构造上可分为：管壳式、胶片管式、板式、板翘式、螺旋板式等。提高其换热系数措施：⑴在空气侧加装各种形式的肋片，即增加空气与换热面的接触面积。⑵增加气流的扰动性。⑶采用小管径。6-2、解：空气的湿球温度越高所具有的焓值也愈大，在表冷器减湿冷却中，推动总热质交换的动力是焓差，焓差越大，则换热能力就愈大。6-3、

4、表冷器的传热系数定义为Ks随迎风面积Vy的增加而增加：随水流速w的增加而增加。析水系数ξ与被处理的空气的初状态和管内水温有关，所以二者改变也会引起传热系数Ks的变化。6-4、解：总热交换量与由温差引起的热交换量的比值为析湿系数，用表示，定义为表示由于存在湿交换而增大了换热量，其值大小直接反映了表冷器上凝结水析出的多少。5、解：逆流流动时，=100-90=10，=120-50=70=（90+70）/2=80管束未加肋光管，管壁很薄，所以、可不记，则传热量为Q=FK==40000W顺流流动时：=120-10=110=100-50=50Q=.1=38050W6-6、解：设冷水的温度为，解得=52.

5、9Q=KA即保持这样的负荷需要换热面积为7、解：设机油出口温度为Q=KA由P-R值图5—27得=0.78=0.7823.1=188、解：黄铜管的导热系数为：（1）相对与管外表面积的总传热系数为：（2）管壁热阻可以忽略，则传热系数为：传热增加了97%（3）传热增加了1%。9、解：得（1）顺流时 （2）逆流时6-10、（1）计算需要的接触系数，确定冷却器的排数，如图所示：根据附录6—4可知，在常用的范围内，JW型6排表面冷却器能满足=0.862的要求，所以决定选择6排。（2）确定表面冷却器的型号先假定一个，算出所需冷却器的迎风面积，再根据选择合适的冷却器型号及并联台数，并算出实际的值。假定=3m

6、/s，根据可得根据=2.8，查得附录6—5可以选用JW—40—4型号表面冷却器，其=3.43，所以实际的为在查附录6-4知，在=2.4m/s时，6排JW型表面冷却器实际的=0.891，与需要的=0.862差别不大，故可以继续计算，由附录6—5可知，所需的表冷器的每排传热面积为=44.5，通水截面积为=0.00553（3）求析湿系数：（4）求传热系数假定流水速率为w=1.5m/s，根据附录6—3中的相应公式可以计算出传热系数：（5）求冷水量根据W=w得W=0..5=8.3kg/s（6）求表冷器能达到的先求传热单元数及水当量比根据式（6--63）得：根据式（6--62）得根据NTU和值查图6—1

7、2或按式6—44计算得：=0.71（7）求水温由公式（5--70）可得冷水初温冷水终温：（8）求空气阻力和水阻力：查附录6—3中的JW型6排表冷器的阻力计算公式得：11、解：如图所示；G=24000kg/h=6.67kg/sW=30000kg/h=8.33kg/s(1)求表冷器迎面风速及水流速w由附录6—5知JW—30—4型表面冷却器迎风面积=2.57，每排散热面积=33.40，通水面积=0.00553，所以