青島理工大學(xué)熱質(zhì)交換原理與設(shè)備期末復(fù)習(xí)題及參考答案

學(xué)號(hào)：姓名：專業(yè)：年級(jí)：函授站：密封線試卷類型：（A）卷考核方式：（閉）卷第2頁共2頁青島理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院課程考試2018~2019學(xué)年第1學(xué)期熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課試卷使用層次專升本出題教師張立偉學(xué)號(hào)：姓名：專業(yè)：年級(jí)：函授站：密封線試卷類型：（A）卷考核方式：（閉）卷第1頁共2頁熱質(zhì)交換原理與設(shè)備復(fù)習(xí)題一一、填空題1、流體的黏性、熱傳導(dǎo)和質(zhì)量（）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（），常用來作為熱質(zhì)交換設(shè)備的評(píng)價(jià)指標(biāo)。3、按不同的工作原理，熱質(zhì)交換設(shè)備可分為：（）、（）、蓄熱式和熱管式。4、（）是產(chǎn)生質(zhì)交換的驅(qū)動(dòng)力，質(zhì)交換有兩種基本方式為分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散。5、由于擴(kuò)散傳質(zhì)引起的熱傳遞，這種現(xiàn)象稱為（）效應(yīng)。6、二元混合氣體作為理想氣體用分子動(dòng)力理論可以得出質(zhì)量擴(kuò)散系數(shù)與溫度、壓力關(guān)系為：（）。7、（）是利用固-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(jìn)行蓄冷和蓄熱的一項(xiàng)技術(shù)。8、吸附劑吸附除濕過程是（）過程，吸附熱一般（）水蒸氣的凝結(jié)熱。9、系數(shù)D，a，ν具有擴(kuò)散的性質(zhì)，它們的單位均為m2/s，它們分別稱為（）、熱擴(kuò)散系數(shù)和（）。10、濃度差是產(chǎn)生質(zhì)交換的驅(qū)動(dòng)力，質(zhì)交換有兩種基本方式為（）和（）。11、二元體系中，由于存在溫度差引起的擴(kuò)散，稱為熱擴(kuò)散，也稱（）效應(yīng)。12、吸附劑的再生方式有加熱再生、（）、使用清洗氣體再生和（）。13、舍伍德準(zhǔn)則數(shù)Sh的物理意義是（）。14、（）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。15、準(zhǔn)則數(shù)Pr表示速度分布和溫度分布的相互關(guān)系；準(zhǔn)則數(shù)（）表示溫度分布和濃度分布的相互關(guān)系。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(huì)產(chǎn)生質(zhì)擴(kuò)散。（）2、當(dāng)傳質(zhì)方向從流體主流到壁面，即傳質(zhì)阿克曼修正系數(shù)的值為負(fù)，此時(shí)壁面上的導(dǎo)熱量就大為增加。（）3、把冷水和溫水同時(shí)放入冰箱中，則冷水將比溫水結(jié)冰快。（）4、送風(fēng)射流較之回風(fēng)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(fēng)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(jìn)風(fēng)均勻流動(dòng)的雙重作用，所以也稱為均風(fēng)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(jìn)行蒸發(fā)冷卻，其溫度只能被冷卻到空氣的最初溫度，此時(shí)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(yù)混燃燒熱強(qiáng)度比擴(kuò)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。（）三、名詞解釋1、燒蝕冷卻：2、濃度邊界層：3、斐克定律：4、析濕系數(shù)：四、簡(jiǎn)答題1、寫出劉易斯關(guān)系式，并闡明其成立的條件。2、寫出麥凱爾方程式，并說明其物理意義。3、同一表面上傳質(zhì)過程如何影響傳熱過程？4、吸附除濕法和表冷器除濕處理空氣的優(yōu)缺點(diǎn)如何？熱質(zhì)交換原理與設(shè)備復(fù)習(xí)題一答案填空題1、分子擴(kuò)散2、熵產(chǎn)單元數(shù)3、間壁式直接接觸式4、濃度差5、杜弗6、7、相變貯能8、放熱大于9、分子擴(kuò)散系數(shù)動(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)10、分子擴(kuò)散對(duì)流擴(kuò)散11、索瑞特12、減壓再生置換脫附再生13、反映流體的邊界擴(kuò)散阻力與對(duì)流傳質(zhì)阻力之比14、吸附15、Le二、判斷題1、×2、√3、×4、√5、√6、√7、×8、×9、×10、×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(dāng)溫度升高時(shí)涂層材料就會(huì)升華、熔化或分解，這些化學(xué)過程吸收熱量，而反應(yīng)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(gè)濃度梯度很大的流體薄層區(qū)域，這個(gè)區(qū)域就稱為濃度邊界層。換熱擴(kuò)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(kuò)大系數(shù)。3、斐克定律：在濃度場(chǎng)不隨時(shí)間而變化的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散條件下，當(dāng)無整體流動(dòng)時(shí)，組成二元混合物中組分A和組分B發(fā)生擴(kuò)散。其中組分A向組分B的擴(kuò)散通量與組分A的濃度梯度成正比，這就是斐克定律。4、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(kuò)大系數(shù)，也稱為析濕系數(shù)。四、簡(jiǎn)答題1、條件：(1)0.6<Pr<60；(2)0.6<Sc<3000；(3)；(4)湍流2、意義：濕空氣在冷卻表面進(jìn)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(dòng)勢(shì)。3、由于傳質(zhì)的存在，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(shí)傳質(zhì)的存在對(duì)壁面熱傳導(dǎo)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(dǎo)熱量↓；傳質(zhì)阿克曼修正系數(shù)<0，隨著↑，總熱量↓，導(dǎo)熱量↑。表冷器除濕：（1）低溫露點(diǎn)除濕，除濕要求較低的冷源溫度（低于露點(diǎn)溫度），降低了制冷機(jī)的效率，同時(shí)由于冷媒溫度較低（較低露點(diǎn)要求），自然低溫冷源難以利用；除濕后須將空氣加熱到適宜的溫度，浪費(fèi)了能源，增加污染，易出霉菌；（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝運(yùn)行方便。獨(dú)立除濕：（1）不需對(duì)空氣進(jìn)行冷卻和壓縮；（2）降溫和除濕分開獨(dú)立處理，冷源只需將空氣降低到送風(fēng)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(fù)雜，屬新概念空調(diào)。熱質(zhì)交換原理與設(shè)備復(fù)習(xí)題二一、填空題1、流體的粘性、（）和（）通稱為流體的分子傳遞性質(zhì)。2、當(dāng)流場(chǎng)中速度分布不均勻時(shí)，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生（）；溫度分布不均勻時(shí)，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生（）；多組分混合流體中，當(dāng)某種組分濃度分布不均勻時(shí)，分子傳遞的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生該組分的（）；描述這三種分子傳遞性質(zhì)的定律分別是（）、（）、（）。3、熱質(zhì)交換設(shè)備按照工作原理不同可分為（）、（）、（）和熱管式等類型。表面式冷卻器、省煤器、蒸發(fā)器屬于（）式，而噴淋室、冷卻塔則屬于（）式。4、熱質(zhì)交換設(shè)備按其內(nèi)冷、熱流體的流動(dòng)方向，可分為（）式、（）式（）、式和（）式。工程計(jì)算中當(dāng)管束曲折的次數(shù)超過（）次，就可以作為純逆流和純順流來處理。5、（）是熱量傳遞的推動(dòng)力，而（）則是產(chǎn)生質(zhì)交換的推動(dòng)力。6、質(zhì)量傳遞有兩種基本方式：（）和（），兩者的共同作用稱為（）。7、相對(duì)靜坐標(biāo)的擴(kuò)散通量稱為（），而相對(duì)于整體平均速度移動(dòng)的動(dòng)坐標(biāo)擴(kuò)散通量則稱為（）。8、在濃度場(chǎng)不隨時(shí)間而變化的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散條件下，當(dāng)無整體流動(dòng)時(shí)，組成二元混合物中的組分A和組分B發(fā)生互擴(kuò)散，其中組分A向組分B的質(zhì)擴(kuò)散通量mA與組分A的（）成正比，其表達(dá)式為；當(dāng)混合物以某一質(zhì)平均速度V移動(dòng)時(shí)，該表達(dá)式的坐標(biāo)應(yīng)取（）。9、麥凱爾方程的表達(dá)式為：，它表明當(dāng)空氣與水發(fā)生直接接觸，熱濕交換同時(shí)進(jìn)行時(shí)?？倱Q熱量的推動(dòng)力可以近似認(rèn)為是濕空氣的（）。二、名詞解釋10、沸石11、靜態(tài)吸附除濕12、動(dòng)態(tài)吸附除濕13、效能三、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述表面式冷卻器處理空氣時(shí)發(fā)生的熱質(zhì)交換過程的特點(diǎn)。2、質(zhì)量傳遞的推動(dòng)力是什么？傳質(zhì)有幾種基本方式？其機(jī)理有什么不同？3、簡(jiǎn)述“薄膜理論”的基本觀點(diǎn)。4、在什么條件下，描述對(duì)流傳質(zhì)的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式與描述對(duì)流換熱的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式具有完全類似的形式？請(qǐng)說明理由。四、計(jì)算題含少量碘的壓力為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(kuò)散系數(shù)D=0.826×10-5㎡/s，試求從氣流到管壁的對(duì)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(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)）管內(nèi)受迫層流：管內(nèi)受迫紊流：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備復(fù)習(xí)題二答案一、填空題1、熱傳導(dǎo)性質(zhì)量擴(kuò)散性2、切應(yīng)力熱傳導(dǎo)質(zhì)量擴(kuò)散牛頓粘性定律傅立葉定律菲克定律。3、間壁式混合式蓄熱式間壁混合式4、順流逆流叉流混合工45、溫度差濃度差6、分子擴(kuò)散對(duì)流擴(kuò)散對(duì)流質(zhì)交換7、相絕對(duì)擴(kuò)散通量相對(duì)擴(kuò)散通量。8、濃度梯度隨整體移動(dòng)的動(dòng)坐標(biāo)9、焓差二、名詞解釋10、沸石:由于沸石具有非常致的微孔尺寸，因而可以根據(jù)分子大小有選擇的吸收或排斥分子，故而稱做“分子篩沸石”。11、靜態(tài)吸附除濕:是指吸附劑和密閉空間內(nèi)的靜士空氣接觸時(shí)，吸附空氣中水蒸氣的方法。12、動(dòng)態(tài)吸附除濕:讓濕空氣流經(jīng)吸附劑的除濕方法。所需吸附劑量較少，設(shè)備占地面積小，花費(fèi)較少就能進(jìn)行大空氣流量的除濕。13、效能:表示換熱器的實(shí)際換熱效果與最人可能的換熱效果之比。三、簡(jiǎn)答題1、答：當(dāng)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(diǎn)溫度時(shí)，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(dāng)冷卻器表面溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，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(dòng)總熱交換的動(dòng)力濕濕空氣的焓差，而不是溫差。2、答：質(zhì)量傳遞的推動(dòng)力是濃度梯度。傳質(zhì)有兩種基本方式：分子擴(kuò)散與對(duì)流擴(kuò)散。在靜止的流體或垂直于濃度梯度方向作層流運(yùn)動(dòng)的流體及固體中的擴(kuò)散，本質(zhì)上由微觀分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起，稱為分子擴(kuò)散，機(jī)理類似于熱傳導(dǎo)；流體作宏觀對(duì)流運(yùn)動(dòng)時(shí)由于存在濃度差引起的質(zhì)量傳遞稱為對(duì)流擴(kuò)散，機(jī)理類似于熱對(duì)流。3、答：當(dāng)流體流經(jīng)固體或液體表面時(shí)，存在一層附壁薄膜，靠近壁面一側(cè)膜