熱質交換原理與設備自測試卷(B)參考答案

熱質交換原理與設施自測試卷(B)參照答案熱質交換原理與設施自測試卷(B)參照答案PAGEPAGE3熱質交換原理與設施自測試卷(B)參照答案PAGE熱質交換原理與設施自測試卷〔B卷〕

一、填空題〔20分，1分/空〕

1、直接接觸式〔或混雜式〕2、絕對擴散通量或凈擴散通量、相對擴散通量。

3、傳熱4、加熱重生模式、減壓重生模式、使用干凈氣體的重生模式、置換脫附在生模式。

5、膜狀凝結、珠狀凝結。6、紊流系數(shù)、噴嘴直徑、提高初速7、等濕加熱、等濕冷卻、減濕冷卻8、濕球溫度9、質量流速、噴水系數(shù)10、擴散燃燒二、簡答題〔36分，每題6分〕1、簡述冷卻塔設計計算和校核計算的任務是什么答：已知冷卻任務和外界氣象參數(shù)，判斷冷卻塔的構造和參數(shù)〔3分〕已知冷卻塔的構造、外界氣象參數(shù)、胸懷、水量，求出水溫度〔3分〕2、噴淋室熱工計算的原則是什么答：1〕空氣辦理過程需要的熱交換效率應該等于噴淋室能達到的熱交換效率〔2分〕2〕空氣辦理過程需要的接觸系數(shù)應該等于噴淋室能達到的接觸系數(shù)〔2分〕3〕空氣失去〔或獲取〕的熱量應等于噴水室噴水吸取〔或失去〕的熱量?！?分〕3、說出增強凝結換熱的四種舉措。答：1〕改變表面的幾何特色〔分〕主要手段：開溝槽、掛絲。2〕有效的排出不凝性氣體〔分〕3〕加速凝結液的排出〔分〕加導流裝置、使用離心力、低頻振蕩、靜電吸引等

4〕促成珠狀凝結〔分〕4、濃度界線層的意義是什么〔6分〕答：由于濃度界線層的引入，能夠將整個求解地域辯白為主流區(qū)和界線層區(qū)。在主流區(qū)為等濃度的勢流，各樣參數(shù)視為常數(shù)。在界線層內擁有較大的濃度梯度，能夠用專門的談論求解界線層內的濃度場，大大簡化問題的求解難度。

5、寫出舍伍德準則數(shù)、傳熱因子、傳質因子的表達式并說明公式中各量的意義

答：Shhml其中hm——對流傳質系數(shù)l—定型尺寸Di—物質的Di互擴散交換系數(shù)〔2分〕h2傳熱因子JHPr2/3或=StPr3其中h為對流換熱系數(shù)，ρ——流體的密度，cpUCp——流體的比熱，U∞——速度，Pr——普朗特準則數(shù)，St——對流傳熱斯坦頓準則數(shù)〔2分〕hm2/32傳質因子JDSC=StmSc3hm——對流傳質系數(shù)，U∞——速度，Sc—U—施密特準則數(shù)，Stm——傳質斯坦頓準則數(shù)

〔2分〕

6、已知水的溫度低于外界空氣的干球溫度且大于外界空氣的濕球溫度，試剖析水是

否能夠經(jīng)過冷卻塔進行冷卻并說明原因?！?分〕

答：能經(jīng)過冷卻塔進行冷卻。水的溫度低于外界空氣的干球溫度，說明在冷卻塔內

空氣和水之間顯熱交換的目標是空氣傳向水，但由于水的溫度大于外界空氣的濕球溫度，水表面飽和空氣層內的水蒸氣分壓力大于空氣中的水蒸氣分壓力，水不斷的揮發(fā)，空氣和水總熱交換的目標是從水到空氣，所以水能夠被冷卻，直至水的溫度降到外界空氣的濕球溫度時，水分揮發(fā)需要的熱量完好來自空氣，水和空

氣間的總熱交換量為零，水不能夠被連續(xù)冷卻。三、計算題〔8分〕濕空氣和水經(jīng)過圓管進行熱質交換，水在管內流動。圓管的外徑為27mm，內徑為23mm。已知管內壁和水的對流換熱系數(shù)為×104w/m2.℃,空氣和管外壁的對流換熱系數(shù)為220w/m2.℃,空氣和水呈逆流流動。空氣初參數(shù)為t1=25.6℃，i1=kg,ts1=18℃，空氣的終參數(shù)為t2=11℃，i2=kg,,ts2=10.6℃，求空氣和水之間的以外觀面積為基準的傳熱系數(shù)〔不計管壁的熱阻，空氣的空壓比熱Cp=kg，℃〕解：1、析濕系數(shù)i1i250.930.71.38〔3分〕Cp(t1t2)1.01(25.611)2、傳熱系數(shù)k011=w/m2.℃〔5分〕A0112711Aihih0231.1100001.38220四、計算題〔12分〕已知某噴淋室辦理的空胸懷G=35000kJ/h,大氣壓為101325Pa,空氣初參數(shù)為t1=28℃,t=22.5℃，i=kg,需要辦理的空氣的終參數(shù)為：t=16.6℃，i=kg,,t=15.9℃，噴水的s1122s2初溫8.5℃，噴水的終溫為13.5℃，試計算噴淋室的第一熱交換效率和第二熱交換效率，空氣與水熱濕交換過程的換熱擴大系數(shù)。〔空氣的比熱取kg.℃〕ts2t11tts1w2115.913.5w122.58.5=〔4分〕t2ts216.615.921ts11=〔4分〕t12822.5i1i2=65.844.4Cp(t11.01(28=〔4分〕t2)16.6)

五、計算題〔14分〕

水蒸氣經(jīng)過一圓形張口容器向空氣進行擴散。該容器放置于溫度為的恒溫槽中，

壓強為1atm，在容器頂端流過的是經(jīng)過干燥的空氣，在水面上方的容器中無對流混

合。經(jīng)測定，從頂端指水面的間隔由0.125m降為0.15m時，總合需要290小時。

求在該溫度下的水空氣系統(tǒng)的擴散系數(shù)。水蒸氣在時的飽和壓力為，水的密度為

985.6m3/kg〔摩爾氣體常數(shù)為8314J/〕解：1〕水在時的飽和蒸汽壓為PA1==年×101325=16212Pa，PB1==85113Pa，又因容器頂

端流過的是經(jīng)過干燥的空氣PA2=0，PB2=101325Pa

所以：PBmPB2PB11013258511392983.57Pa〔5分〕lnPBln1013252PB1851132〕設管頂至水面的間隔為z，由斯蒂芬定律和擴散通量的界說有：dzDPPA1PA2=mA〔5分〕dtRATPBmZ3〕分別變量積分〔應用定解條件〕D1/2(z22z12)RATPBm(1/2)(0.1520.1252)985.6(8314/18)328.1592983.57P(PA1PA2)t101325(162120)2903600=×10-5㎡/s〔4分〕六、計算題〔10分〕在時，萘的蒸氣壓為，試計算在該溫度下，直徑12.7mm的萘球在空氣中的蒸發(fā)速率。由于萘的揮發(fā)速率很慢，能夠假設在揮發(fā)過程中萘球的直徑不變，萘球周圍可假設為無量厚的空氣層，且溫度與萘球相同。萘在該溫度下在空氣中的擴散系數(shù)為×10-428314J/，以摩爾數(shù)表示Bmm/s?！材枤怏w常數(shù)為,能夠以為P≈P〕解：在離萘球中心r處，應用斯蒂芬定律有：NADPdpA〔4分〕4r2RTPPAdr分別