2022年《热质交换原理与设备》第三版重点总复习.docx

名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -一、填空题（共 30 分）1、流体的粘性、热传导性和 _质量扩散性 _通称为流体的分子传递性质；2、当流场中速度分布不匀称时,分子传递的结果产生切应力；温度分布不匀称时,分子传递的结果产生热传导；多组分混合流体中,当某种组分浓度分布不匀称时,分子传递的结果会产生该组分的 质的定律分别是 _牛顿粘性定律 _、傅立叶定律 _、_菲克定律 _；_质量扩散 _；描述这三种分子传递性3、热质交换设备根据工作原理不同可分为 _间壁式、 _混合式 _、_蓄热式 _和热管式等类型；表面式冷却器、省煤器、蒸发器属于 _间壁 _式,而喷淋室、冷却塔就属于 _混合式；3、热质交换设备按其内冷、热流体的流淌方向,可分为_顺流 _式、 _逆流 _式、 _叉流 _式和 _混合 _式；工程运算中当管束曲折的次数超过 _4_次,就可以作为纯逆流和纯顺流来处理；5、_温度差 _是热量传递的推动力,而 _浓度差 _就是产生质交换的推动力；6、质量传递有两种基本方式：分子扩散 和对流扩散,两者的共同作用称为 _对流质交换 _；7、相对静坐标的扩散通量称为肯定扩散通量,而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量就称为相对扩散通量；8、在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下,当无整体流淌时,组成二元混合物中的组分 A 和组分 B 发生互扩散,dC A 2m A D AB kg m s其中组分 A向组分 B 的质扩散通量 mA与组分 A 的_浓度梯度成正比,其表达式为 dy；当混合物以某一质平均速度 V 移动时,该表达式的坐标应取 _随整体移动的动坐标 _；9、麦凯尔方程的表达式为：dQ z h md i i d dA,它说明当空气与水发生直接接触,热湿交换同时进行时；总换热量的推动力可以近似认为是湿空气的焓差；1、有空气和氨组成的混合气体,压力为 2 个标准大气压,温度为 273K,就空气向氨的扩散系数是 1.405× 10-5 m 2/s；3、喷雾室是以实现 雾 和 空气 在直接接触条件下的热湿交换；4、当表冷器的表面温度低于 空气的露点湿度 时,就会产生减湿冷却过程；5、某一组分的速度与整体流淌的平均速度之差,成为该组分的 扩散 速度；6 刘伊斯关系式是 h/hmad=Cp；2、冷凝器的类型可以分为水冷式 ,空气冷却式 或称风冷式 和蒸发式三 种类型 . 3、冷却塔填料的作用是 延长冷却水停留时间,增加换热面积,增加换热量 .；匀称布水；将进塔的热水尽量细化,增加水和空气的接触面,延长接触时间,增进水汽之间的热值交换4、冰蓄冷空调可以实现电力负荷的调峰填谷 均衡 ；6、刘伊斯关系式文中表达为 h/h mad=Cp 刘伊斯关系式文中表达为即在空气一水系统的热质交换过程中,当空气温度及含湿量在有用范畴内变化很小时,换热系数与传质系数之间需要保持肯定的量值关系,条件的变化可使这两个系数中的某一个系数增大或减小,从而导致另一系数也相应地发生同样的变化；7、一套管换热器、谁有 200被冷却到 120,油从 100都被加热到 120,就换热器效能是 25% ；8、总热交换是 潜热交换 和 显热交换 的总和；9、吸取式制冷机可以“ 以热制冷” ,其向热源放热 Q1,从冷热吸热 Q2,消耗热能 Q0,就其性能系数 COP= Q1-Q2/Qo ；10、冬季采暖时,蒸发器表面易结霜,融霜的方法有电除霜、四通阀换相除霜、排气温度除霜1、当流体中存在速度、温度、和浓度的梯度时,就会分别产生 动量、热量 和 质量 的传递现象；2、锅炉设备中的过热器、省煤器属于 间壁式 式换热器；3、大空间沸腾可以分为自然对流沸腾区、核态沸腾区、过度沸腾区 和 膜态沸腾区 四个区域；8、潜热交换是 发生热交换的同时伴有质交换（湿交换）空气中的水蒸气凝聚（或蒸发）而放出（或吸取）汽化潜热的结果；10、有一空气和二氧化碳组成的混合物,压力为 3 个标准大气压,温度为 0,就此混合物中空气的质扩散系数为0.547*10-5m 2/s；12、一管式逆流空气加热器,平均换热温差为 40,总换热量位 40kW ,传热系数为 40W/m 2. 就换热器面积为 25 m 2；1、流体的粘性、热传导性和 质量扩散 通称为流体的分子传递性质；2、当流场中速度分布不匀称时,分子传递的结果产生 切应力；温度分布不匀称时, 分子传递的结果产生 热传导；多组分混合流体中,当某种组分浓度分布不匀称时,分子传递的结果会产生该组分的 质量扩散；描述这三种分子传递性质的定律分别是 牛顿粘性定律、 傅里叶定律、 菲克定律；3、热质交换设备根据工作原理不同可分为 间壁式、 直接接触式、 蓄热式、 热管式 等类型；表面式冷却器、省煤器、蒸发器属于 间壁式,而喷淋室、冷却塔就属于 直接接触式；3、热质交换设备按其内冷、热流体的流淌方向,可分为_顺流 _式、逆流 _式、 _混合流 _式和 _叉流 _式；工程运算中当细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -管束曲折的次数超过 _4_次,就可以作为纯逆流和纯顺流来处理；5、_温差 _是热量传递的推动力,而 _焓差 _就是产生质交换的推动力；6、质量传递有两种基本方式：分子传质 和 对流传质,两者的共同作用称为 _ _；7、相对静坐标的扩散通量称为 以肯定速度表示的质量通量,而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量就称为 以扩散速度表示的质量通量；8、在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下,当无整体流淌时,组成二元混合物中的组分 A 和组分 B 发生互扩散,其中组分 A 向组分 B 的质扩散通量 mA 与组分 A 的 浓度梯度 成正比；9、麦凯尔方程的表达式为：hw （ti tw）=hmdi-i i ,它说明当空气与水发生直接接触,热湿交换同时进行时；总换热量的推动力可以近似认为是湿空气的 传热系数与焓差驱动力的乘积10、相际间对流传质模型主要有 薄膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论；1.当流体中存在着速度、温度和浓度的梯度时,就分别会发生 _动量 _传递、_热量 _传递和 _质量 _传递现象；2.质量传递的基本方式可分为 _分子传质 _与_对流传质 _；3.冰蓄冷系统中的制冰方式主要有两种：_动态 _制冰方式和 _静态 _制冰方式；4. 一个完整的干燥循环由 _吸湿 _过程、 _再生 _过程和冷却过程构成；5. 用吸取、吸附法处理空气的优点是 _独立除湿 _ ；6. 热质交换设备按不同的工作原理分类,可分为 蓄热式 _、_热管式 _；_间壁式 _、_直接接触式 _、_7. 蒸发冷却所特有的性质是 _蒸发冷却过程中相伴着物质交换,水可以被冷却到比用以冷却它的空气的最初温度仍要低的程度_；8. 冷却塔的热工运算原就是 _冷却数 N = 特性数 N _当流体流过一物体表面,并与表面之间又有热量交换时,同样可用类比关系由传热系数 h 运算传质系数 hm；由式（ 13）联系式（ 9）和（ 10）可以得到：即 h h Le 2/ 3c u u得到 h m hLe 2/3（上述方框表示乘号点）c p对于气体或液体,上式成立的条件是 0.6<Sc<2500,0.6<Pr<100 2 溴化锂水溶液的表面蒸气压1·不同浓度下压力和饱和温度的关系；由于溶液沸腾时只有水蒸气气化,所以图中纵坐标所示的压力即是溶液表面上水蒸气的饱和分压力；2·在肯定的温度下,溶液表面上的水蒸气饱和分压力低于纯水的饱和压力；溶液的浓度越高,液面上水蒸气饱和分压力越低；浓溶液吸取水蒸气的才能强）3.在肯定浓度下,溶液温度越低,液面上的水蒸气分压力越低；（低温溶液吸取水蒸气的才能强）4·结晶线说明白不同温度下溶液的饱和浓度；温度越低就饱和浓度越小；这又说明白溶液的温度过低或浓度过高时都简洁产生结晶,这是溴化锂制冷机应当防止的现象；同热质交换）3 湿空气在冷表面上的冷却降湿空调工程中,常用表面式空气冷却器来冷却、干燥空气；湿空气进入冷却器内,当冷却器表面温度低于湿空气的露点温度,水蒸气就要凝聚,从而在冷却器表面形成一层流淌的水膜；紧靠水膜处为湿空气的边界层,这是可认为与水膜相邻的饱和空气层的温度与冷凝器表面上的水膜温度近似相等；因此,空气的主体部分与冷凝器表面的热交换是由空气的主流与凝聚水膜之间的温差（t-ti ）而产生的,质交换就是由于空气主流与凝聚水膜相邻的饱和空气层中的水蒸气的分压力差,即含湿量差（d-di）而引起的；在冷却表面的两侧,分别存在湿空气的水膜和边界层以及冷却剂侧的边界层,全部的热质交换都需要克服冷却表面两侧的两层膜所带来的阻 力；4 干燥循环 （简答或判定对错） （干燥剂表面的水蒸气分压与其吸湿量的关系、干燥剂吸湿量与水蒸气分压及温度的关 系）吸附空气中水蒸气的吸附剂被称为干燥剂；干燥剂的吸湿和放湿是由于干燥剂表面的蒸汽压与环境空气的蒸汽压造成 的：当前者较低时,干燥剂吸湿,反之放湿,两者相等时,达到平稳,既不吸湿,也不放湿；吸湿量增加,表面蒸汽 压力也随之增加；当表面蒸汽压超过四周空气的蒸汽压时,干燥剂脱湿,这一过程称为再生过程；干燥剂加热干燥后,它的蒸汽压仍旧很高,吸湿才能较差；冷却干燥剂,降低其表面蒸汽压使之课重新吸湿；5 表面器热工运算的主要原就1 该冷却器能达到的1应当等于空气处理过程需要的1 第 2 页,共 11 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2 该冷却器能达到的2应当等于空气处理过程需要的2 3 该冷却器能吸取的热量应当等于空气放出的热量6 空气与水直接接触的状态变化过程 A-1 ：tw露点温度, tw t1 tA,Pq1<PqA, 冷却和干燥；A-2 ： tw=露点温度, tw tA,Pq1PqA, 等湿冷却；A-3 ： tw >露点温度,但 <湿球温度, twtA 和 Pq3>PqA, 冷却和加湿；A-4 ： tw=湿球温度, 等湿球温度线与等焓线相近,空气状态沿等焓线变化而被加湿；总热交换量近似为零,而且tw tA 和 Pq4>PqA, 空气的显热量削减、潜热量增加,二者近似相等；水蒸发所需热量取自空气本身；A-5 ：tw> 湿球温度而 <干球温度, twtA,Pq5>PqA, 冷却和加湿；水蒸发所需热量部分来自空气,部分来自水；A-6: tw= 干球温度 , tw tA 和 Pq6>PqA,不发生显热交换,等温加湿；水蒸发所需热量来自水本身；A-7: tw> 干球温度, tw>tA 和 Pq7>PqA, 加热和加湿；蒸发所需热量及加热空气的热量均来自水本身；以冷却水为目的的湿空气冷却塔内发生的便是这种过程；过程线水温特点t 或 Qx D 或 Qx I 或 Qx 过程名称A-1 tw<t1 减 减 减 减湿冷却A-2 tw=t1 减 不变 减 等湿冷却A-3 t1<tw<ts 减 增 减 减焓加湿A-4 tw=ts 减 增 不变 等焓加湿A-5 ts<tw<tA 减 增 增 增焓加湿A-6 tw=tA 不变 增 增 等温加湿A-7 tw>tA 减 增 增 增温加湿7 菲克定律 在浓度场不随时间而变化的稳态扩散的条件下,当无整体流淌时,组成二元混合物中组分 A 和组分 B 将发生互扩散；其中组分 A 向组分 B 的扩散通量与组分 A 的浓度梯度成正比；8 传质的存在对壁面导热量和总传热量的影响方向是相反的；在C；大于 0 时,随着 C；的增大,壁面导热量是逐步减小的,而膜总传热量是逐步增大的；在 C；小于 0 时,随着 C；的逐步减小,壁面导热量是逐步增大的,而膜总传热量是逐步减小的；由图可知,当 C；为正值时,壁面上的导热量明显削减,当 C；值接近 4 时,壁面上的导热量几乎等于零；9 干燥剂表面水蒸气分压与其吸湿量的关系：吸湿量增加,表面蒸汽压力也随之增加；干燥剂吸湿量与水蒸气分压及温度的关系：当表面蒸汽压超过了四周空气的蒸汽压事,干燥剂脱湿,这一过程称为再生过程；干燥剂加热干燥后,它的蒸汽压仍旧很高,吸湿才能较差,冷却干燥剂,降低其表面蒸汽压使之可重新吸湿；10 溴化锂水溶液的表面蒸汽压：表面分析：溴化锂溶液的蒸汽压,远低于同温下水的饱和蒸汽压,这说明溴化锂溶液 有较强的吸取水的才能；在肯定温度下溶液面上水蒸气饱和分压力低于纯水的饱和分压力；溶液的温度越低,液面上 的水蒸气饱和分压力越低；溶液质量分数越高,液面上水蒸气饱和分压力越低；溴化锂水溶液的质量分数过高或过低 均形成结晶；11 箭头向右等温加湿,喷水蒸气；箭头向下等湿冷却,表冷器；斜向下等焓加湿,固体吸附箭头向上等湿加热,表面式空气加热；箭头12 影响混合式热质交换的主要因素：空气的质量流量：Vp=G/Ac 喷嘴系数： u=W/G ；空气与水之间的焓差；空气的流淌状况；水滴大小；水气比；设备的结构特性喷嘴排数、喷嘴密度13 喷淋室运算的主要原就：该喷淋室能达到的 应当等于空气处理过程需要的 ;该喷淋室能达到的 应当等于空气处理过程需要的；高喷淋塔喷出的水能吸取（或放出）的热量应当等于空气失去（获得到）的热量14 喷淋式的结构特性对空气处理的影响1 空气质量流速2 喷水系数 3 喷嘴排数 4 喷嘴密度 5 喷水方向 6 排管间距 7 喷嘴孔径 8 空气与水的初参数 第 3 页,共 11 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -15. 三传方程：当 v=D或者 v/D=1 时,速度分布和浓度分布曲线相重合,或速度边界层和浓度边界层厚度相等；当 a=D或 a/D=1 时,温度分布和浓度分布曲线形重合,或温度边界层和浓度浓度边界层厚度相等；16.qt-C0=qcC0 公式可得：上式说明,传质的存在对壁面导热量和总传热量的影响方向是相反的；在C0>0,时随着 C0 的增大,壁面导热量是逐步减小的,而膜总传热是逐步增大的,在C0<0 时,随着C0 的逐步减小,壁面导热量是逐步增大的,而膜总传热量是逐渐减小的；17 表冷器处理空气时发生热质交换的特点：当冷凝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,就空气只被冷却而并不产生凝聚水；这种过程称为等湿冷却过程或干冷过程 干工况 ；假如冷凝器的表面温度低于空气的露点温度,就空气不但被冷却,而且其中所含水蒸气也将被部分地凝聚出来,并在冷却器的肋片管表面上形成水膜；这种过程称为减湿冷却过程或湿冷过程 湿工况 ；在这个过程中,在水膜四周将形成一个饱和空气边界层,被处理空气与表冷器之间不但发生显热交换,而且也发生质交换和由此引起的潜热交换；18 影响混合式设备热质交换的主要因素1 空气质量流速 2 喷水系数 3 喷嘴排数 4 喷嘴密度 5 喷水方向 6 排管间距 7 喷嘴孔径 8 空气与水的初参数19 常见的固体制冷剂：硅胶、沸石、氧化铝、氯化钙常见的液体吸湿剂：溴化锂、氯化锂、乙二醇、三甘醇20 影响混合式设备热质交换的主要因素主要包括五个方面 1 空气与水之间的焓差 2 空气的流淌状况 3 水滴大小 4 水气比 5 设备的结构特性；21. 传质阿克曼修正系数 C0值有正有负；当传质方向是从壁面到流体主流方向时,C0为正传,反之为负值；二、分别写出对流换热与对流传质的基本运算式以及式中各项的单位和物理意义；并指出当热质传递同时存在时,对流换热系数 h 和对流传质系数 hm之间存在什么样的关系？（10 分）2答：（1）对流换热的基本运算式：q h t w t W m2q流体与壁面之间的对流换热热流通量,W m；2h对流换热系数,W m K；tw , t壁面温度,K ；对流传质的基本运算式：m A h m A , S A ,2m A组分 A 的质扩散通量,kg m s；h m对流传质系数,m s；A , A ,组分在壁面处和在主流中的质量浓度,kg m 3；（2）当热质传递同时存在时,对流换热系数 h 和对流传质系数 hm 之间满意以下关系式：2 2h m h Le 3 h c p Le 3c p 或 h m三、下表以空气外掠平板的受迫对流为例,将二维稳态常物性层流条件下的对流换热与对流传质进行了类比,请将其补充完整；（20 分）掌握方程对流换热0a2u对流传质02u2CA 第 4 页,共 11 页 uvuvxyxyuuuuvuuv细心整理归纳 精选学习资料 xyy2xyy2utvt2tuCAvCADxyy2xyy2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -微分方程tvhtwtwDCAhmCA,wCA,CA,wyy边界条件y,0u,0tty0 ,u0 ,vvw0 ,CA假设条件y,uu,tty,uu,CACA,常物性流体（1）组分 A在空气中浓度很低（2）界面法线方向速度可忽视不计四、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；（10 分）答：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,空气只被冷却并不产生凝聚水,此为等湿冷却过程（干冷） ；当冷却器表面温度低于空气的露点温度时,空气不但被冷却且其中所含水蒸气也将部分凝聚出来,此为减湿冷却过程（湿冷） ；在湿冷过程,推动总热交换的动力湿湿空气的焓差,而不是温差；五、空气与水直接接触时,在水量无限大、接触时间无限长的假象条件下,随着水温不同,可以得到如下列图的七种典型空气状态变化过程,请分析这七种过程的特点,然后将给出的表格填写完整；（15 分）10 分）过程线水温特点tdi过程名称A-1 twtl减减减减湿冷却A-2 twtl减不变减等湿冷却A-3 tltwts减增减减焓加湿A-4 twts减增不变等焓加湿A-5 tstwtA减增增增焓加湿A-6 twtA不变增增等温加湿A-7 twtA增增增增温加湿一、质量传递的推动力是什么？传质有几种基本方式？其机理有什么不同？（答：质量传递的推动力是浓度梯度；传质有两种基本方式：分子扩散与对流扩散；在静止的流体或垂直于浓度梯度方向作层流运动的流体及固体中的扩散,本质上由微观分子的不规章运动引起,称为分子扩散,机理类似于热传导；流体作宏观对流运动时由于存在浓度差引起的质量传递称为对流扩散,机理类似于热对流；二、简述斐克定律,并写出其数学表达式以及各项的意义；当混合物以整体平均速度v 运动时,斐克定律又该如何表示？（ 20 分）答：斐克定律克：在浓度场不随时间而变的稳态扩散条件下,当无整体流淌时,组成二元混合物中组分 A 和 B 发生互扩散,其中组分 A 向组分 B 的扩散通量与组分 A 的浓度梯度成正比,其表达式为：dC A 2 dn A 2m A D AB kg m s N A D AB kmol m sdy 或 dym A,N A分别为组分 A 的相对质扩散通量和摩尔扩散通量；dC A , dn Ady dy分别为组分 A 的质量浓度梯度和摩尔浓度梯度；D AB组分 A 向组分 B 中的质扩散系数,单位 m / 2s；m A D AB dC Akg m 2s V c , A当混合物以整体平均速度 v 运动时 dy四、在什么条件下, 描述对流传质的准就关联式与描述对流换热的准就关联式具有完全类似的形式？请说明理由；（10分）答：假如组分浓度比较低,界面上的质扩散通量比较小,就界面法向速度与主流速度相比很小可以忽视不计时,描述对流换热系数和对流传质的准就关联式具有完全类似的形式；此时,对流换热与对流传质的边界层微分方程不仅掌握细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -方程的形式类似,而且具有完全相同的边界条件,此时对流换热和对流传质问题的解具有完全类似的形式；五、写出麦凯尔方程的表达式并说明其物理意义；（5 分）答：dQ z h md i i d dA麦凯尔方程说明, 当空气与水发生直接接触,热湿交换同时进行时；总换热量的推动力可以近似认为是湿空气的焓差；上式中,dQ 为潜热和显热的代数和；i 为主流空气的焓,bi 为边界层中饱和湿空气的焓,h md 为湿交换系数或空气与水表面之间按含湿量之差运算的传质系数；_；名词说明热舒服性（人体对四周空气环境的舒服热感觉）、绝热饱和温度绝热增湿过程中空气降温的极限、传质通量（单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量）、扩散系数 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、空气调剂（利用冷却或者加热设备等装置,对空气的温度和湿度进行处理,使之达到人体舒服度的要求）、新风（从室外引进的新奇空气,经过热质交换设备处理后送入室内的环境中）、回风（从室内引出的空气,经过热质交换设备的处理再送回室内的环境中）件下冷却到饱和时的温度 、机器露点 空气在机器上结露产生凝聚水的温度值 、分子传质 由于分子的无规章热运动而形成的物质传递现象 过程 、质量浓度 单位体积混合物中某组分的质量、露点温度 指空气在水汽含量和气压都不转变的条（扩散传质）、对流传质 ：是流体流淌条件下的质量传输、浓度边界层（质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中,该流层即为浓度边界层）、速度边界层 质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中,该流层即为浓度边界层、热边界层流体流淌过程中 .在固体壁面邻近流体温度发生猛烈变化的薄层、雷诺类比（对流传热和摩擦阻力间的联系）、宣乌特准就数 流体传质系数 hm 和定型尺寸的乘积与物体的互扩散系数（Di ）的比值 、施密特准就数 流体的运动黏度（v）与物体的扩散系数（D）的比值、普朗特准就数 流体的运动黏度（v）与物体的导温系数 a的比值 热质交换原理与设备试卷一、简答（ 4× 5=20 分）二、试写出斐克定律的普遍表达形式并举例说明其应用（20 分）二、试比较分析对流传质与对流传热的相关准数之间的关系（20 分）三、试争论空气与水直接时的状态变化过程（20 分）h三、试推导空调运算中常用的刘伊斯关系式 c p（20 分）h md四、分析说明动量、热量和质量三种传递现象之间的类比关系（20 分）四、简述换热器热工运算常用的运算方法（20 分）五、分别争论空气在夏季、冬季热质处理的方案,并加以说明（20 分）一、 简答题,简要说明理由（每题 5 分,共 30 分）1.对流传质系数的数学定义与物理意义是什么？2.施密特数的定义与物理意义是什么？3.为什么动量、热量和质量的传递公式可以统一用FDCd表示？dy4. 引 入 浓 度 概 念 , 将 三 传 的 本 构 方 程 改 写 成 浓 度 的 表 达 式 ； 已 知 三 传 本 构 方 程du,qdt,m ADABdCA*dydydy5.将纸张通过加热蒸汽加热的筒使之干燥,指出纸张的传热传质过程；6.你可能听说过,放到冰箱中的温水要比冷水结冰快,试基于传热和传质角度考虑此事是否有可能？二、填空题（共20 分） 第 6 页,共 11 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1. 2 分 已经各组份的摩尔质量 i和摩尔数 ni,就组份 i 的质量分数 ai 表达式为 ；2. 2 分 已知传热因子 JH,传质因子 JD 和摩阻系数 Cf,根据柯尔本类比它们满意 的关系式；3. 4 分 空气与水直接接触时, ,水温 tw,空气湿球和露点温度 ts、tL ,当 时,显热和潜热都是由水流向空气；当 时,显热和潜热都是热流相反,总交换热是方向是 ,当 时,总交换热量为 0,水温不变,4. 2 分对于管内的层流传质,假设从进口就是充分进展流淌,在管内壁面处的传质通量是恒定时,就对流传质的Sh= . 的相互关系, 施密特准就表示速度分布和 5. 2 分 刘易斯准就表示温度分布和的相互关系6. 2 分对流传热规律可用NufRe,Pr表示,根据相像理论,在传质与其相像时,对流传质规律可用 .表达式表示；7. 2 分 初温为的t0水放在干、湿球温度分别为ta,ts 的环境中,就其稳固温度为 . A 的浓度 CA以及8. 4 分 组分 A 从平表面蒸发到组分B 中；假定浓度边界层中组分A 的浓度分布为C AyDy2EyF,其中 D、E 和 F 是常数,为方向和壁面垂直；用上述常数、自由流中质量扩散系数D AB 表示的对流传质系数为hm（）. 三、作图题（每题10 分,共 20 分）1 空气与水直接接触时（空气是欠饱和状态）有水温的饱和状态点,在以下条件下,在仍是削减,将结果填在下表中；1） 水温 tw等于空气露点温度 tL2） 水温 tw等于空气湿球温度 ts3） 水温 tw等于空气干球温度 tA,假定与空气接触的水量无限大,接触时间无限长,全部空气都能达到具 i-d 图上划出相应的过程线,分析热质交换过程中空气显热、潜热和总热是增过程线水温特点Qx Qq Qz 过程名称2 下图是除湿型新风空调系统工作原理图,图中1 是蒸发冷却器,2 是热交换器, 3 是家热器, 4 是除湿器,试在空气温度和湿度坐标图上画出响应的空气处理过程,并简洁扼要介绍这种系统的优点；四、运算题（每题 15 分,共 30 分）1 大家知道,在晴朗的夜晚,空气温度不需要降到 0 度以下地上的一层水就会结冰,对于有效天空温度为-30,以及由于风引起的对流传热系数 h=25W/m 2.K 的晴朗的夜晚,争论这样的水层,可假定水的发射率为 1,并就热传导而言8 2 4认为它和大地绝热； 黑体的辐射常数 5 . 67 10 W / m K；空气的密度为 1.295kg/m3 ,定压比热 1.005Kj/kg ,汽化潜热 hfg =2501kJ/kg.细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1） 忽视蒸发,确定不发生结冰的空气最低温度；2） 对于给定条件,运算水蒸发的传质系数 hm；3） 现在考虑蒸发的影响,不发生水结冰的空气最低温度是多少？空气假定是干空气；3.10bar 和 27 度的气态氢放在直径为 100mm 的钢制容器中；钢壁内表面的氢的浓度为 1.5kmol/m 3,外表面氢的浓度可忽视；氢在钢材中的质量扩散系数为 0 3. 10 12 m / 2 s,求开头时通过钢壁的氢的质量缺失速度和压力下降速度；20222022 学年其次学期期末考试热质交换原理与设备试卷（A ）一、简答题、推导题1、写出动量、热量和质量的分子扩散的定律及通用表达式 10 分 发生动量传递；dudduy 方向上的变化率；dydyudy动量浓度的变化率u动量浓度,单位体积内流淌的动量在传热、傅立叶定律qdtCpdCptadCpty 方向上的变化率；dydydydCpdy焓浓度的变化率C p 焓浓度,单位体积内流体的焓在 导热系数a 热扩散系数 q 热流通量 传质、斐克定律mADABdCA*AA组分密度dymACA*质量百分数混合物密度DABdAdy为常数时dpA dy质量浓度的变化率,密度的变化率D AB A 在 B 中的扩散系数m 质流通量这三个表达式从“ 分子扩散” 机理的角度说明白三传的类比性；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -传递的量u单位体积流体的动量,焓,质量传递的量的速率比例常数传递的量的传递速率正比于传递的量的变化率,从而为通过传热来争论物质供应了可能性；FD 'C ddy2、混合物的质量分数与摩尔分数表示方法及互换关系5 分质量分数：摩尔分数：aAaBxAn A+流体微元内积存的质量速率nxAaAM*AM*M*AB3、推出气体中稳态扩散过程的等分子反向扩散通量方程10 分NADdCACANANBdzC等分子反向扩散NANB得出：NADdCAdzNADpA 1pA2zRT4、推导传质微分方程15 分输入流体微元的质量速率+反应生成的质量速率=输出流体微元的质量速率mA, convm