热质交换原理与设备复习题(题库).doc

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1、简要回答问题4、解释显热交换、潜热交换和全热交换，并说明他们之间的关系。显热交换是空气与水之间存在温差时，由导热、对流和辐射作用而引起的换热结果。潜热交换是空气中的水蒸气凝结（或蒸发）而放出（或吸收）汽化潜热的结果。总热交换是显热交换和潜热交换的代数和。6、扩散系数是如何定义的？影响扩散系数值大小的因素有哪些？扩散系数是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数，大小主要取决于扩散物质和扩散介质的种类及其温度和压力。8、如何认识传质中的三种速度，并写出三者之间的关系？UaUb:绝对速度Um：混合物速度

2、UaUb扩散速度Ua=Um+(Ua-Um)绝对速度=主体速度+扩散速度10、简述“薄膜理论”的基本观点。当流体靠近物体表面流过，存在着一层附壁的薄膜，在薄膜的流体侧与具有浓度均匀的主流连续接触，并假定膜内流体与主流不相混合和扰动，在此条件下，整个传质过程相当于此薄膜上的扩散作用，而且认为在薄膜上垂直于壁面方向上呈线性的浓度分布，膜内的扩散传质过程具有稳态的特性。14、简述表面式冷却器处理空气时发生的热质交换过程的特点。当冷却器表面温度低于被处理空气的干球温度，但高于其露点温度时，则空气只是冷却而不产生凝结水，称干工况。如果低于空气露点，则空气不

3、被冷却，且其中所含水蒸气部分凝结出来，并在冷凝器的肋片管表面形成水膜，称湿工况，此过程中，水膜周围形成饱和空气边界层，被处理与表冷器之间不但发生显热交换还发生质交换和由此引起的潜热交换。15、请说明空气调节方式中热湿独立处理的优缺点？对空气的降温和除湿分开处理，除湿不依赖于降温方式实现。节约传统除湿中的缺点，节约能源，减少环境污染。16、表冷器处理空气的工作特点是什么？与空气进行热质交换的介质不和空气直接接触，是通过表冷器管道的金属壁面来进行的。空气与水的流动方式主要为逆交叉流。17、吸附（包括吸收）除湿法和表冷器，除湿处理空气的原理和优缺点是

4、什么？吸附除湿是利用吸附材料降低空气中的含湿量。吸附除湿既不需要对空气进行冷却也不需要对空气进行压缩，且噪声低并可以得到很低的露点温度。表冷器缺点：仅为降低空气温度，冷媒温度无需很低，但为了除湿必须较低，pp250的练习题1至9题计算题3、某空气冷却式冷凝器，以R134a为制冷剂，冷凝温度为ts=50℃，蒸发温度t0=5℃，时的制冷量Q0=5500W，压缩机的功耗是1500W，冷凝器空气进口温度为35℃，出口温度为43℃。（1）制冷剂与空气的对数平均温差是多少？（2）已知在空气平均温度39℃下，空气的比热为1013J/kg.K，密度为1.1kg

5、/m3,所需空气流量是多少？解：（1）△t‘=50-35=15℃,△t’’=50-43=7℃=10.5℃(2)冷凝总负荷=5500+1500=7000W=7000/（1.1×1013×8）=0.79m3/s4、一个直径为3cm的萘球悬挂于空气管道中，求下述条件的瞬时传质系数；（1）萘球周围的空气静止，温度为259K，压力为101.325kPa，萘在空气中的扩散率为5.14×10-6m2/s；（2）空气以0.15m/s的速度流过萘球，温度为259K，压力为101.325kPa，。解：（1）Sh=2.0（2分）=2.0×5.14×10-6/0.03

6、=3.43×10-4m/s（2）=0.15×0.03/1.0×105=4.5×102，（1分）=1.950.569（）0.25=2.569=2.569×5.14×10-6/0.03=4.4×10-4m/s5、一管式逆流空气加热器，空气由15℃加热到30℃，水在80℃下进入换热器管内，40℃时离开，总换热量位30kW，传热系数为40W/(m2.℃),求：（1）平均换热温差；（2）换热器面积。解：（1）△t‘=80-30=50℃,△t’’=40-15=25℃=35.7℃（2）=30000/（40×35.7）=21m27、含少量碘的压力为1.013×

7、105Pa、温度为25℃的空气，以5.18m/s的速度流过直径为3.05×10-2m的圆管。设在空气中碘蒸汽的平均摩尔浓度为nm，管壁表面碘蒸汽的浓度可视为0，空气－碘的质扩散系数D=0.826×10-5㎡/s，试求从气流到管壁的对流传质系数以及碘蒸汽在管子表面上的沉积率。（空气的动量扩散系数ν=15.15×10-6m2/s）管内受迫层流：，管内受迫紊流：解：9、氢气和空气在总压强为1.013×105Pa，温度为25℃的条件下作等摩尔互扩散，已知扩散系数为0.6㎝2/s，在垂直于扩散方向距离为10㎜的两个平面上氢气的分压强分别为16000Pa和

8、5300Pa。试求这两种气体的摩尔扩散通量。解：用A和B分别代表氢气和空气由于等摩尔互扩散，根据菲克定律负号表示两种气体组分扩散方向相反。综述题2、分