精品資料（2021-2022年收藏的）熱質(zhì)交換原理與設(shè)備期末考題解讀

1、熱質(zhì)交換原理與設(shè)備綜合復習資料一、填空題1、 流體的黏性、熱傳導和質(zhì)量（分子擴散）通稱為流體的分子傳遞性質(zhì)。2、 將熱質(zhì)交換設(shè)備系統(tǒng)由于過程不可逆而產(chǎn)生的熵增與兩種流體中熱容量較大的流體的熱容量之比稱之為（熵產(chǎn)單元數(shù)），常用來作為熱質(zhì)交換設(shè)備的評價指標。3、 按不同的工作原理，熱質(zhì)交換設(shè)備可分為：（間壁式）、（直接接觸式）、蓄熱式和熱管式。4、 （濃度差）是產(chǎn)生質(zhì)交換的驅(qū)動力，質(zhì)交換有兩種基本方式為分子擴散和對流擴散。5、 由于擴散傳質(zhì)引起的熱傳遞，這種現(xiàn)象稱為（杜弗爾）效應。6、 二元混合氣體作為理想氣體用分子動力理論可以得出質(zhì)量擴散系數(shù)與溫度、壓力關(guān)系為：（ ）。7、 （ 相變貯能）是利用

2、固-液相變、液-汽相變、固-汽相變和固-固相變過程來吸收和釋放熱量，進行蓄冷和蓄熱的一項技術(shù)。8、 準則數(shù)Pr表示速度分布和溫度分布的相互關(guān)系；準則數(shù)（Le ）表示溫度分布和濃度分布的相互關(guān)系。9、 雷諾類似率表述了對流傳熱、傳質(zhì)和摩擦阻力之間的關(guān)系，它們以準則數(shù)（Sh，Nu，Re，Pr，Sc）形式的表述形式分別為、（）。10、 吸附劑吸附除濕過程是（ 放熱 ）過程，吸附熱一般( 大于 )水蒸氣的凝結(jié)熱。11、 菲克擴散基本定律（kg/m2.s）中的為擴散物質(zhì)A的（相對擴散）通量。當混合物以某一質(zhì)平均速度移動時，其坐標應取隨整體平均速度的動坐標。12、 系數(shù)D，a，具有擴散的性質(zhì)，它們的單位均

3、為m2/s，它們分別稱為（分子擴散系數(shù)）、熱擴散系數(shù)和（動量擴散系數(shù)）。13、 濃度差是產(chǎn)生質(zhì)交換的驅(qū)動力，質(zhì)交換有兩種基本方式為（分子擴散）和（對流擴散）。14、 二元體系中，由于存在溫度差引起的擴散，稱為熱擴散，也稱（索瑞特）效應。15、 吸附劑的再生方式有加熱再生、（減壓再生）、使用清洗氣體再生和（置換脫附再生）。16、 舍伍德準則數(shù)Sh的物理意義是（反映流體的邊界擴散阻力與對流傳質(zhì)阻力之比 ）。17、 （吸附）現(xiàn)象是產(chǎn)生在相異兩相的邊界面上的一種分子積聚現(xiàn)象。二、判斷題1、 在沒有濃度差的二元體系中即使各處存在溫度差或總壓差，也不會產(chǎn)生質(zhì)擴散。（ ）2、 當傳質(zhì)方向從流體主流到壁面，即

4、傳質(zhì)阿克曼修正系數(shù)的值為負，此時壁面上的導熱量就大為增加。（ ）3、 把冷水和溫水同時放入冰箱中，則冷水將比溫水結(jié)冰快。（ ）4、 送風射流較之回風氣流的作用范圍大得多，因而在空調(diào)房間中，氣流流型及溫度與濃度分布主要取決于送風射流。（ ）5、 噴淋室的前擋水板具有擋住飛濺出來的水滴和使進風均勻流動的雙重作用，所以也稱為均風板。（ ）6、 濕球溫度受傳遞過程中各種因素的影響，它不完全取決于濕空氣的狀態(tài)，所以不是濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。（ ）7、 水在冷卻塔中進行蒸發(fā)冷卻，其溫度只能被冷卻到空氣的最初溫度，此時水溫稱為水的冷卻極限。（ ）8、 表冷器用來減濕冷卻，噴淋室可以完成除減濕冷卻以外的所有空氣處

5、理過程。（ ）9、 濕式冷卻塔和噴淋室都屬氣水直接接觸式熱質(zhì)交換設(shè)備，均是用來處理空氣用的。（ ）10、 預混燃燒熱強度比擴散燃燒高很多，燃燒完全程度也高，燃燒火焰的穩(wěn)定性也好，不易產(chǎn)生回火。（ ）11、 表冷器的熱交換效率是指表冷器中的實際換熱量與最大可能換熱量的比值，其實質(zhì)就是換熱器的傳熱效能。（ ）12、 濕空氣與水直接接觸時，當接觸時間足夠長，但水量有限時，水溫在任何熱濕交換過程中都將發(fā)生變化。（ ）13、 物質(zhì)的分子擴散系數(shù)表示物質(zhì)的擴散能力，是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一，與物質(zhì)的濃度直接相關(guān)。（ ）1、×2、3、×4、5、6、7、×8、×9、

6、5;10、×11、12、×13、×三、名詞解釋1、 燒蝕冷卻：為了冷卻表面，在物體的表面上涂上一層材料，當溫度升高時涂層材料就會升華、熔化或分解，這些化學過程吸收熱量，而反應所產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量流從表面離去，從而有效地冷卻壁面，這種冷卻方法稱為燒蝕冷卻。2、 濃度邊界層：在流體表面處，存在一個濃度梯度很大的流體薄層區(qū)域，這個區(qū)域就稱為濃度邊界層。3、 換熱擴大系數(shù)：在熱濕交換中，把總熱交換量與顯熱交換量之比稱為換熱擴大系數(shù)。4、 斐克定律：在濃度場不隨時間而變化的穩(wěn)態(tài)擴散條件下，當無整體流動時，組成二元混合物中組分A和組分B發(fā)生擴散。其中組分A向組分B的擴散通量與組

7、分A的濃度梯度成正比，這就是斐克定律。5、 析濕系數(shù)：在熱濕交換中，把總熱交換量與顯熱交換量之比稱為換熱擴大系數(shù)，也稱為析濕系數(shù)。6、 傳質(zhì)冷卻：為了冷卻表面，通過一個不斷從表面離去的質(zhì)量流開冷卻高溫表面的方法，這種冷卻方法稱為傳質(zhì)冷卻。四、簡答題1、 寫出劉易斯關(guān)系式，并闡明其成立的條件答： 條件：(1)0.6<Pr<60；(2)0.6<Sc<3000；(3)；(4)湍流 2、 寫出麥凱爾方程式，并說明其物理意義答：意義：濕空氣在冷卻表面進行冷卻降濕過程中，使空氣主流與緊靠水膜飽和空氣的焓差是熱、質(zhì)交換的推動勢。3、 同一表面上傳質(zhì)過程如何影響傳熱過程答：由于傳質(zhì)的存

8、在，傳質(zhì)速率的大小和方向影響了壁面上的溫度梯度，從而影響了壁面上的總傳熱量。同時傳質(zhì)的存在對壁面熱傳導和總傳熱量的影響是方向相反的傳質(zhì)阿克曼修正系數(shù)>0，隨著，總熱量，導熱量；傳質(zhì)阿克曼修正系數(shù)<0，隨著，總熱量，導熱量。4、 吸附除濕法和表冷器除濕處理空氣的優(yōu)缺點如何答：表冷器除濕：（1）低溫露點除濕，除濕要求較低的冷源溫度（低于露點溫度），降低了制冷機的效率，同時由于冷媒溫度較低（較低露點要求），自然低溫冷源難以利用；（2）除濕后須將空氣加熱到適宜的溫度，浪費了能源，增加污染，易出霉菌；（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，安裝運行方便。獨立除濕：（1）不需對空氣進行冷卻和壓縮；（2）降溫和除濕

9、分開獨立處理，冷源只需將空氣降低到送風溫度即可；（3）采用吸附或吸收方法除濕節(jié)省能源；（4）結(jié)構(gòu)復雜，屬新概念空調(diào)。五、分析題 要將夏季和冬季分別為點的室外空氣處理到送風狀態(tài)O，針對下面幾種處理方案在焓濕圖上定性表示出來。 （1）夏季：表冷器冷卻減濕-加熱器再熱；（2）冬季：加熱器預熱-一部分噴淋室絕熱加濕-與另一部分未加濕的空氣混合。一、填空題（共30分）1、流體的粘性、熱傳導性和_質(zhì)量擴散性_通稱為流體的分子傳遞性質(zhì)。2、當流場中速度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生切應力；溫度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生熱傳導；多組分混合流體中，當某種組分濃度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果會產(chǎn)生該組分的

10、_質(zhì)量擴散_；描述這三種分子傳遞性質(zhì)的定律分別是_牛頓粘性定律_、傅立葉定律_、_菲克定律_。3、熱質(zhì)交換設(shè)備按照工作原理不同可分為_間壁式、_混合式_、_蓄熱式_和熱管式等類型。表面式冷卻器、省煤器、蒸發(fā)器屬于_間壁_式，而噴淋室、冷卻塔則屬于_混合式。3、熱質(zhì)交換設(shè)備按其內(nèi)冷、熱流體的流動方向，可分為_順流_式、_逆流_式、_叉流_式和_混合_式。工程計算中當管束曲折的次數(shù)超過_4_次，就可以作為純逆流和純順流來處理。5、_溫度差_是熱量傳遞的推動力，而_濃度差_則是產(chǎn)生質(zhì)交換的推動力。6、質(zhì)量傳遞有兩種基本方式：分子擴散 和對流擴散，兩者的共同作用稱為_對流質(zhì)交換_。7、相對靜坐標的擴散

11、通量稱為絕對擴散通量，而相對于整體平均速度移動的動坐標擴散通量則稱為相對擴散通量。8、在濃度場不隨時間而變化的穩(wěn)態(tài)擴散條件下，當無整體流動時，組成二元混合物中的組分A和組分B發(fā)生互擴散，其中組分A向組分B的質(zhì)擴散通量mA與組分A的_濃度梯度成正比，其表達式為；當混合物以某一質(zhì)平均速度V移動時，該表達式的坐標應取_隨整體移動的動坐標_。9、麥凱爾方程的表達式為：，它表明當空氣與水發(fā)生直接接觸，熱濕交換同時進行時。總換熱量的推動力可以近似認為是濕空氣的焓差。二、分別寫出對流換熱與對流傳質(zhì)的基本計算式以及式中各項的單位和物理意義；并指出當熱質(zhì)傳遞同時存在時，對流換熱系數(shù)h和對流傳質(zhì)系數(shù)hm之間存在什

12、么樣的關(guān)系？（10分）答：（1）對流換熱的基本計算式：流體與壁面之間的對流換熱熱流通量，；對流換熱系數(shù)，；壁面溫度，。對流傳質(zhì)的基本計算式：組分A的質(zhì)擴散通量，；對流傳質(zhì)系數(shù)，；組分在壁面處和在主流中的質(zhì)量濃度，；（2）當熱質(zhì)傳遞同時存在時，對流換熱系數(shù)h和對流傳質(zhì)系數(shù)hm之間滿足下列關(guān)系式：或三、下表以空氣外掠平板的受迫對流為例，將二維穩(wěn)態(tài)常物性層流條件下的對流換熱與對流傳質(zhì)進行了類比，請將其補充完整。（20分）對流換熱對流傳質(zhì)控制方程微分方程邊界條件假設(shè)條件常物性流體（1）組分A在空氣中濃度很低（2）界面法線方向速度可忽略不計四、簡述表面式冷卻器處理空氣時發(fā)生的熱質(zhì)交換過程的特點。（10分

13、）答：當冷卻器表面溫度低于被處理空氣的干球溫度但高于其露點溫度時，空氣只被冷卻并不產(chǎn)生凝結(jié)水，此為等濕冷卻過程（干冷）；當冷卻器表面溫度低于空氣的露點溫度時，空氣不但被冷卻且其中所含水蒸氣也將部分凝結(jié)出來，此為減濕冷卻過程（濕冷）；在濕冷過程，推動總熱交換的動力濕濕空氣的焓差，而不是溫差。五、空氣與水直接接觸時，在水量無限大、接觸時間無限長的假象條件下，隨著水溫不同，可以得到如圖所示的七種典型空氣狀態(tài)變化過程，請分析這七種過程的特點，然后將給出的表格填寫完整。（15分）過程線水溫特點過程名稱A-1減減減減濕冷卻A-2減不變減等濕冷卻A-3減增減減焓加濕A-4減增不變等焓加濕A-5減增增增焓加濕

14、A-6不變增增等溫加濕A-7增增增增溫加濕一、質(zhì)量傳遞的推動力是什么？傳質(zhì)有幾種基本方式？其機理有什么不同？（10分）答：質(zhì)量傳遞的推動力是濃度梯度。傳質(zhì)有兩種基本方式：分子擴散與對流擴散。在靜止的流體或垂直于濃度梯度方向作層流運動的流體及固體中的擴散，本質(zhì)上由微觀分子的不規(guī)則運動引起，稱為分子擴散，機理類似于熱傳導；流體作宏觀對流運動時由于存在濃度差引起的質(zhì)量傳遞稱為對流擴散，機理類似于熱對流。二、簡述斐克定律，并寫出其數(shù)學表達式以及各項的意義；當混合物以整體平均速度運動時，斐克定律又該如何表示？（20分）答：斐克定律：在濃度場不隨時間而變的穩(wěn)態(tài)擴散條件下，當無整體流動時，組成二元混合物中組

15、分A和B發(fā)生互擴散，其中組分A向組分B的擴散通量與組分A的濃度梯度成正比，其表達式為：或，分別為組分A的相對質(zhì)擴散通量和摩爾擴散通量；分別為組分A的質(zhì)量濃度梯度和摩爾濃度梯度；組分A向組分B中的質(zhì)擴散系數(shù)，單位；當混合物以整體平均速度運動時三、簡述“薄膜理論”的基本觀點。（15分）答：當流體流經(jīng)固體或液體表面時，存在一層附壁薄膜，靠近壁面一側(cè)膜內(nèi)流體的濃度分布為線性，而在流體一側(cè)，薄膜與濃度分布均勻的主流連續(xù)接觸，且薄膜內(nèi)流體與主流不發(fā)生混和與擾動。在此條件下，整個傳質(zhì)過程相當于集中在薄膜內(nèi)的穩(wěn)態(tài)分子擴散傳質(zhì)過程。四、在什么條件下，描述對流傳質(zhì)的準則關(guān)聯(lián)式與描述對流換熱的準則關(guān)聯(lián)式具有完全類似

16、的形式？請說明理由。（10分）答：如果組分濃度比較低，界面上的質(zhì)擴散通量比較小，則界面法向速度與主流速度相比很小可以忽略不計時，描述對流換熱系數(shù)和對流傳質(zhì)的準則關(guān)聯(lián)式具有完全類似的形式。此時，對流換熱與對流傳質(zhì)的邊界層微分方程不僅控制方程的形式類似，而且具有完全相同的邊界條件，此時對流換熱和對流傳質(zhì)問題的解具有完全類似的形式。 五、寫出麥凱爾方程的表達式并說明其物理意義。（5分）答：麥凱爾方程表明，當空氣與水發(fā)生直接接觸，熱濕交換同時進行時。總換熱量的推動力可以近似認為是濕空氣的焓差。 上式中，為潛熱和顯熱的代數(shù)和；為主流空氣的焓，為邊界層中飽和濕空氣的焓，為濕交換系數(shù)或空氣與水表面之間按含濕

17、量之差計算的傳質(zhì)系數(shù)。六、氫氣和空氣在總壓強為1.013×105Pa，溫度為25的條件下作等摩爾互擴散，已知擴散系數(shù)為0.62/s，在垂直于擴散方向距離為10的兩個平面上氫氣的分壓強分別為16000Pa和5300Pa。試求這兩種氣體的摩爾擴散通量。(10分)解：用A和B分別代表氫氣和空氣由于等摩爾互擴散，根據(jù)菲克定律負號表示兩種氣體組分擴散方向相反。七、含少量碘的壓力為1.013×105Pa、溫度為25的空氣，以5.18m/s的速度流過直徑為3.05×10-2m的圓管。設(shè)在空氣中碘蒸汽的平均摩爾濃度為nm，管壁表面碘蒸汽的濃度可視為0，空氣碘的質(zhì)擴散系數(shù)D=0.8

18、26×10-5/s，試求從氣流到管壁的對流傳質(zhì)系數(shù)以及碘蒸汽在管子表面上的沉積率。（空氣的動量擴散系數(shù)）（15分）管內(nèi)受迫層流：管內(nèi)受迫紊流：解：課程   熱質(zhì)交換原理與設(shè)備    考試形式（開 / 閉卷，考試 / 查） 一、填空題（每題2分，共16分）1.      按照工作原理的不同可以將熱質(zhì)交換設(shè)備分為_、_ _、蓄熱式和熱管式。2.      _ _與_質(zhì)_兩者的共同作用稱為對流傳質(zhì)。3.  

19、60;   蓄熱用固液相變材料的熱性能要求為：合適的相變溫度、 較大的相變潛熱 以及合適的導熱性能。4.      吸附空氣中水蒸氣的吸附劑稱為干燥劑，干燥劑的吸濕和放濕的機理是_由干燥劑表面的蒸汽壓與環(huán)境空氣的蒸汽壓差造成，當前者較低時，干燥劑吸濕，反之放濕_。5.      吸附劑的再生方式有_加熱再生方式_、_減壓再生方式_、_使用清洗氣體的再生方式_、_。6.    濕工況下表冷器的析濕系數(shù)的定義：_， ，其值的大小直接反映了_ 

20、;   _  _。7.      蒸發(fā)冷卻所特有的性質(zhì)是_     _   _。8.      在冷卻塔的熱工計算中，一般要求冷卻水出口溫度 t2 比當?shù)貧鉁貤l件下的濕球溫度 ts 高_35_。 二、分析簡答題（每題6分，共36分）1.      溫度為30、水蒸氣分壓力為2kPa的濕空氣吹過下面四種狀態(tài)的水表面時，試用箭頭表示傳質(zhì)和總傳熱的方向。

21、水溫t50301810傳熱方向氣     水氣     水氣     水氣     水傳質(zhì)方向氣     水氣     水氣     水氣     水  2.    如何理解動量、熱量和質(zhì)量傳遞現(xiàn)象的類比性？答：當物系中存在速度、

22、溫度和濃度的梯度時，則分別會發(fā)生動量、熱量和質(zhì)量傳遞現(xiàn)象。動量、熱量和質(zhì)量的傳遞，既可以是由分子的微觀運動引起的分子傳遞，也可以是由漩渦混合造成的流體微團的宏觀運動引起的湍流傳遞。對三類現(xiàn)象的分子傳遞和湍流傳遞分析可以得出這三種傳遞現(xiàn)象背后的機理是相同的，它們依從的規(guī)律也類似，都可以用共同的形式表示：傳遞速率擴散系數(shù)×傳遞推動力，清楚地表明了“三傳”之間的類比性。（4分）另外，從動量方程、熱量方程和擴散方程及相對應的邊界條件可以看出它們在形式上是完全類似的，也清楚地表明了“三傳”之間的類比性。（2分）    3.  

23、0;   根據(jù)關(guān)系式，以及，說明同一表面上傳質(zhì)對傳熱過程的影響。答：式表明，傳質(zhì)的存在對壁面導熱量和總傳熱量的影響是相反的。在C0 > 0時，隨著C0的增大，壁面導熱量是逐漸減少的，而膜總傳熱量是逐漸增大的；（3分）在C0 < 0時，隨著C0的減小，壁面導熱量是逐漸增大的，而膜總傳熱量是逐漸減少的。（3分） 4.    分析用吸收、吸附法處理空氣的優(yōu)點。答：利用吸收、吸附法處理空氣的優(yōu)點是獨立除濕在空氣處理過程中，將降溫和除濕分開來獨立處理。即由吸收或吸附來完成除濕任務(wù)，降溫的任務(wù)只是將空氣溫度降低到送風狀態(tài)點溫度即可，而

24、不需要額外的加熱處理。（2分）傳統(tǒng)的除濕方法是使用表冷器，冷卻和除濕同時完成，由于除濕需冷卻劑（冷凍水、制冷劑）的溫度必須較低，一般為7-12，就會導致經(jīng)過表冷器處理后的空氣溫度也較低，一般都需要通過加熱器將空氣加熱，方能達到送風溫度。（2分）當使用表冷器進行降溫和除濕時，會產(chǎn)生以下一些缺點：（1）由于除濕的需要，要將表冷器的表面溫度降低到空氣的露點溫度以下，這樣冷卻劑（冷凍水、制冷劑）的溫度必須較低，而為了得到較低溫度的冷卻劑（冷凍水、制冷劑），會使制冷機的性能系數(shù)COP值降低。（）（2）一些天然冷源不能直接得到利用。（3）由于除濕析出的冷凝水，使表冷器長期工作在濕工況下，容易滋生細菌，被處

25、理的空氣經(jīng)過表冷器時會被（二次）污染，繼而影響到室內(nèi)空氣品質(zhì)。（2分） 5.      說明集中空調(diào)系統(tǒng)采用冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)點。答：蓄冷空調(diào)系統(tǒng)可使制冷機容量減少，且經(jīng)常在滿負荷高效率下工作，它利用夜間廉價電，均衡電網(wǎng)負荷，是符合我國國情的。從典型蓄冷空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟效益分析亦可知，系統(tǒng)所增加的制冰及蓄冷設(shè)備費可由12年所節(jié)約的運行費回收。目前空調(diào)電量常占建筑物內(nèi)用電量的大部分，若能綜合分析空調(diào)負荷及建筑物內(nèi)能源利用狀況，利用樓宇整體化手法設(shè)計蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，即可達到調(diào)峰填谷、降低運行費用的目的。（6分） 6.  

26、;  簡述在表冷器進行冷卻減濕時所發(fā)生的熱質(zhì)交換過程。答：濕工況下，表冷器的表面溫度低于被處理空氣的露點溫度，空氣不但被冷卻，而且其所含的水蒸氣也部分地凝結(jié)出來，在表冷器的肋片管表面上形成水膜，（3分）水膜周圍形成一個飽和空氣邊界層，被處理空氣與表冷器之間不但發(fā)生顯熱交換，而且也發(fā)生質(zhì)交換和由此引起的潛熱交換，空氣被冷卻減濕。（3分） 三、（12分）試導出空氣與水直接接觸時發(fā)生熱質(zhì)交換的5個基本方程式，并說明麥凱爾方程表示的物理意義。解：假設(shè)當空氣與水在一微元面 dA 上接觸時，假設(shè)空氣溫度變化為 dt ，含濕量變化為 d(d) 。（1）顯熱交換量：   

27、;       （2分） 濕空氣的質(zhì)量流量，kg/s濕空氣與水表面之間的顯熱交換系數(shù)，W/(m2.)（2）濕交換量：     （2分）潛熱交換量：       （2分） 溫度為 tb 時水的汽化潛熱，kJ/kg 單位時間單位面積蒸發(fā)（凝結(jié)）的水量，kg/(m2.s)（3）總熱交換量：對空氣水系統(tǒng)，存在劉易斯關(guān)系式：所以上式       &

28、#160;       （2分）因為：當溫度為 t 時，濕空氣焓為：當溫度為 tb 時，濕空氣焓為：如果忽略水蒸汽從0加熱到t時的焓，即  項，并考慮到 t 和tb 差別不大，所以空氣的比熱和水的汽化潛熱變化不大，即有：  所以從（3）式可以得到：（4） 麥凱爾方程麥凱爾方程表明：在熱質(zhì)交換同時進行時，如果滿足劉伊斯關(guān)系式，則總熱交換的推動力為空氣主流濕空氣與緊靠水面的飽和邊界層空氣的焓差。（2分）由于是空氣與水之間發(fā)生的熱質(zhì)交換，所以不僅空氣的狀態(tài)會發(fā)生變化，水的狀態(tài)也會發(fā)生變化。如果在熱質(zhì)交換中，水的溫度變化為

29、 dtw ，則根據(jù)熱平衡：（5）      （2分） 水的質(zhì)量流量，kg/s 水的定壓比熱，kJ/(kg.)（1）（2）（3）（4）（5）稱為空氣與水直接接觸時的熱濕交換基本方程式。四、計算題（每題12分，共24分）1. 在氧（A）通過靜止氣體一氧化碳（B）的一維穩(wěn)態(tài)擴散系統(tǒng)中，壓力為1bar，溫度為0。已知2mm長的擴散途徑兩端氧的分壓力分別為13000Pa和6500Pa，在給定狀態(tài)下的擴散系數(shù)DAB = 1.87×10-6 m2/s。試計算氧的質(zhì)量擴散通量。解：已知13000Pa，6500Pa；則1000001

30、300087000 Pa，100000650093500 Pa 平均分壓強  （6分）則氧的質(zhì)量擴散通量： （6分） 2. 一溫度計的溫包被濕布包覆。當壓力為1.013×105Pa的干燥空氣吹過該溫包時，溫度計示值為22。試計算干空氣的溫度。計算時取Sc/Pr = 0.845。解：由于水從濕球紗布上蒸發(fā)帶入空氣的熱量等于空氣通過對流換熱傳遞給濕球的熱量，即：而單位時間單位面積濕紗布上蒸發(fā)的水量：已知熱、質(zhì)傳遞同時存在的類比關(guān)系：綜合上述幾式，可得：    （6分）代入數(shù)據(jù)，得：= 66.2  

31、（6分）即干空氣的溫度為66.2。  五、（12分）對表冷器給定已知條件：空氣量G，空氣初狀態(tài)t1，ts1，終狀態(tài)t2，ts2 ，冷水量W；求解內(nèi)容：表冷器型號、臺數(shù)、排數(shù)、冷水初溫tw1、冷水終溫tw2 。要求作焓濕圖并給出熱工計算原則。解：表冷器的熱工計算原則： （1）該冷卻器能達到的1應該等于空氣處理過程所需要的1（3分）  （2）該冷卻器能達到的2應該等于空氣處理過程所需要的2（3分） （3）該冷卻器吸收的熱量應該等于空氣放出的熱量 （3分） 作出焓濕圖（3分） 注：如果將本題答案寫成表冷器的熱工計算步驟形

32、式，只要包含上述三條計算原則，也可作為正確答案。   干空氣的熱物性( p = 1.01325×105 Pa)              干飽和水蒸氣的熱物性t()cp(kJ/(kg.K)(kg/m3)×106 (m2/s) t()p×10-5 (Pa)r(kJ/kg)101.0051.24714.16100.012272477.7201.0051.20515.06200.023382454.33

33、01.0051.16516.00300.042412430.9401.0051.12816.96400.073752407.0501.0051.09317.95500.123352382.7 中原工學院建環(huán)01 熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程期末試卷一、填空題（共30分）1、流體的粘性、熱傳導性和_質(zhì)量擴散性_通稱為流體的分子傳遞性質(zhì)。2、當流場中速度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生切應力；溫度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生熱傳導；多組分混合流體中，當某種組分濃度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果會產(chǎn)生該組分的_質(zhì)量擴散_；描述這三種分子傳遞性質(zhì)的定律分別是_牛頓粘性定律_、傅立葉定律_、_菲克

34、定律_。3、熱質(zhì)交換設(shè)備按照工作原理不同可分為_間壁式、_混合式_、_蓄熱式_和熱管式等類型。表面式冷卻器、省煤器、蒸發(fā)器屬于_間壁_式，而噴淋室、冷卻塔則屬于_混合式。3、熱質(zhì)交換設(shè)備按其內(nèi)冷、熱流體的流動方向，可分為_順流_式、_逆流_式、_叉流_式和_混合_式。工程計算中當管束曲折的次數(shù)超過_4_次，就可以作為純逆流和純順流來處理。5、_溫度差_是熱量傳遞的推動力，而_濃度差_則是產(chǎn)生質(zhì)交換的推動力。6、質(zhì)量傳遞有兩種基本方式：分子擴散 和對流擴散，兩者的共同作用稱為_對流質(zhì)交換_。7、相對靜坐標的擴散通量稱為絕對擴散通量，而相對于整體平均速度移動的動坐標擴散通量則稱為相對擴散通量。8、在濃度場不隨時間而變化的穩(wěn)態(tài)擴散條件下，當無整體流動時，組成二元混合物中的組分A和組分B發(fā)生互擴散，其中組分A向組分B的質(zhì)擴散通量m