热质交换原理与设备练习与自测.docx

《热质交换原理与设备练习与自测.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热质交换原理与设备练习与自测.docx（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第一章练习与自测I当流体中存在速度、温度和浓度的梯度时，那么分别会发生（动量）传递，1热量）传递和（质量）传递。2热量、动量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的（分子）传递，也可以是由流体微团的宏观运动引起的（湍流）传递。3.简答题：分子传递现象可以分为几类？各自是由什么原因引起？答案：分子传递现象可以分为动量传递、热量传递和质量传递现象。在一种物体内部，或在两种彼此接触（包括直接接触或间接接触）的物体之间，当存在势差（梯度）时就会产生传递现象。例如：当存在温度差时会发生热量传递现象，存在速度差时会发生动量传递现象，存在浓度差或分压力差时会发生质量传递现象。第二章练习与自测1、有关扩散

2、通量，以下说法正确的选项是BCDoA、扩散通量是一个标量，只有大小没有方向；B、净扩散通量是相对于静坐标而言；C、相对扩散通量是相对于以混合物整体平均速度移动的动坐标而言；D、当混合物整体流动的平均速度为O时，净扩散通量=相对扩散通量。2、质量传递的根本方式为（分子扩散传质）和（对流扩散传质）。（分子扩散传质）和（对流扩散传质）两者的共同作用称为对流质交换。3 .传质和传热方向相反时，总传热量会（减小）传质和传热方向相同时，总传热量会（增大）。4 .什么是分子扩散传质和对流扩散传质？什么是对流传质？答：在静止的流体或垂直于浓度梯度方向作层流运动的流体以及固体中的扩散，是由微观分子运动所引起，称

3、为分子扩散传质。在流体中由于对流运动引起的物质传递，称为对流扩散传质。流体作对流运动，当流体中存在浓度差时，对流扩散亦必同时伴随分子扩散，分子扩散传质与对流扩散传质的共同作用成为对流传质。5如何理解动量、热量和质量传递现象的类比性？答：当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，那么分别会发生动量、热量和质量传递现象。动量、热量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的分子传递，也可以是由漩涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递。对三类现象的分子传递和湍流传递分析可以得出这三种传递现象背后的机理是相同的，它们依从的规律也类似，都可以用共同的形式表示：传递速率=扩散系数X传递推动力，清楚地说明

4、了“三传”之间的类比性。另外,从动量方程、热量方程和扩散方程及相对应的边界条件可以看出它们在形式上是完全类似的，也清楚地说明了“三传”之间的类比性。6试述湿球温度计的测温原理。答：湿球温度计所测温度的大小要受到包裹湿球纱布和周围空气间的热、质交换的影响。开始时，湿球纱布外表附近的水蒸气分压力可以近似地认为是湿球温度下的饱和水蒸气压力，它大于空气主流中的水蒸气分压力，从而引起湿球纱布上的水分向空气中蒸发，发生质量传递现象，同时由于蒸发的水分携带本身的潜热进入空气，所以就出现了湿球向空气传递热量的现象，这种由于传质而伴随的换热称为潜热交换。潜热交换的结果使湿球温度低于主流空气温度，在温差的作用下空

5、气又向湿球纱布传递热量，这种由于温差引起的对流换热量称为显热交换。最终到达稳态时，湿球与空气间处于无净热量交换的动态平衡，即水从湿球纱布上蒸发带入空气的热量，等于空气通过对流换热传递给湿球的热量，这时湿球温度计所测温度的大小即为空气的湿球温度值。计算题：1、气体氢放在一矩形钢制压力容器中，容器壁厚为Iomm。容器内氢的摩尔浓度为IkmOl,容器外氢的浓度可忽略。氢在钢中的二元质量扩散系数为2.6X10-3m2s,通过容器壁的氢的摩尔扩散通量是多少？2、IObar和27的气态氢放在直径为100mm壁厚为2mm的钢制容器中。钢壁内外表的氢的浓度为1.50kmolm外外表氢的浓度可以忽略。氢在钢材中

6、的质量扩散系数约为0.3X10“2n2s.求开始时通过钢壁的氢的质量损失速率和压力下降速率。3、一试管内径为2cm,底部盛有26的苯液体。从液面到试管顶端的距离为20Cm。26下苯的饱和压力为O.133X1O5Pa。空气与苯液处于热平衡，且空气中不含苯蒸气。试计算苯的蒸发率kg/h。空气压力为1.013X1（）5Pa,D的数值可按25时的数据取用，为0.84XI。,s。4、-温度计的温包被湿布包覆。当压力为1.013Xl（）5pa的枯燥空气吹过该温包时，温度计示值为22。试计算干空气的温度。计算时取ScPr=0.845o5、25的不含泰的空气，在1.013XIO5Pa的压力下流过一个票平面，在

7、离开前沿点2m处，Rex=9XlO4o试计算在此两米的区域内的平均质交换系数。取Sc=2.5。由于空气中泰的含量很少，其物性可取空气的值。第三章练习与自测1、蓄热用固液相变材料的热性能要求为：（适宜的相变温度），（较大的相变潜热适宜的导热性能）。2冰蓄冷系统中的制冰方式主要有两种静态）制冰方式和（动态）制冰方式。3空调蓄冷系统可以分为（局部负荷）蓄冷系统和（全部负荷）蓄冷系统。4说明利用制冷剂直接蒸发制冰系统如下图）的工作原理。直 右统蓄 内 被 冰 使统直接蒸发制冷系统示意图答：夜间电力负荷低时，开启制冷机，制冷剂在蓄冰池的制冰盘管内接蒸发，盘管外外表形成50Omm左厚的冰层，将冷量蓄存起来

8、白天空调系统运行时间内，空调系所需冷量由蓄冰池内蓄存的冰水提供。此时，制冷系统的制冷剂不在冰池内蒸发制冷，而在并联蒸发器蒸发，冷却由空调系统来的回水，冷却后的回水，经热交换器，由蓄池内的冰水再次冷却后供空调系统用。5说明集中空调系统采用冰蓄冷系的优点。答：蓄冷空调系统可使制冷机容量少，且经常在满负荷高效率下工作,它利用夜间廉价电，均衡电网负荷，是符合我国国情的。从典型蓄冷空调系统经济效益分析亦可知，系统所增加的制冰及蓄冷设备费可由12年所节约的运行费回收。目前空调电量常占建筑物内用电量的大局部，假设能综合分析空调负荷及建筑物内能源利用状况，利用楼宇整体化手法设计蓄冰空调系统，即可到达调峰填谷

9、降低运行费用的目的。第四章练习与自测多项选择题1、以下说法中，属于对固体吸附剂的性能要求的是：（ABCDA、比外表积大，内部具有网格结构的微孔通道；B、再生后吸附质的剩余量少；C、吸附速度快，较易到达吸附平衡；D、吸附力小，再生温度低。2、吸附剂的再生方式包括（ABCD）A、加热再生方式；B、减压再生方式；C、使用清洗气体的再生方式；D、置换脱附再生方式。3使用固体吸附剂处理空气的过程，为（B）A、减焰减湿；B、等焰升温；C、减焰升温；D、等燃加湿。4、用吸收、吸附法对空气进行除湿的优点包括（ABCD）A、不需要对空气进行冷却；B、不需要对空气进行压缩：C、噪声低且可以得到很低的露点；D、可

10、以防止采用表冷器除湿带来的缺点。填空题1（温度差）是显热交换的推动力，（水蒸气分压力差或含湿量差）是潜热交换的推动力。2麦凯尔方程说明：在热质交换同时进行时，（如果满足刘伊斯关系式，那么总热交换的推动力为空气主流湿空气与紧靠水面的饱和边界层空气的焰差。）3吸附可分为（物理）吸附和（化学）吸附。4一个完整的枯燥循环由（吸湿）过程、（再生）过程和冷却过程构成。5吸附剂的再生方式有（加热再生方式）（减压再生方式）（使用清洗气体的再生方式）和置换脱附再生方式）。简答题：1、分析用吸收、吸附法处理空气的优点。2、什么是吸附现象？什么是物理吸附和化学吸附？第五章练习与自测1、空调系统常用的水冷式表冷器中，

11、空气与水的流动方式主要为逆交叉流，而当冷却器的排数到达（八）排以上时，可将逆交叉流看成是纯逆流。A4；B5；C6；D82、对表冷器，在设计计算时应考虑一定的平安系数，采取的具体措施有OA、增大传热面积；B、减小传热面积；C、降低冷水初温；D、增加冷水初温。填空题：1（以在两种流体之间传递热量和质量为根本目的）的设备称为热质交换设备。2蒸发冷却所特有的性质是（蒸发冷却过程中伴随着物质交换，水可以被冷却到比用以冷却它的空气的最初温度还要低的程度）3、热质交换设备按不同的工作原理分类，可分为（间壁式直接接触式）（蓄热式热管式）。4、冷却塔的热工计算原那么是（冷却数N二特性数N。简答题：1、在冷却塔的

12、热工计算中，一般要求冷却水出口水温t2比当地气温条件下的湿球温度ts高3-5,那么在t2值一定的情况下，如何合理地确定ts值呢？答：由于冷却塔通常按夏季不利气象条件计算，如果采用外界空气最高温度进行计算，ts值就高，而在一年当中所占时间很短，那么塔的尺寸很大，其余时间里，冷却塔不能充分发挥作用；反之，如采用较低的ts值，塔体是小了，但有可能使得在炎热季节中冷却塔实际出水温度超过计算温度。在具体选取时，建议根据夏季每年最热的10天排除在外的最高日平均干、湿球温度（气象资料不少于510年）进行计算。2、简述冷却塔中所发生的热质交换过程。3、简述在表冷器进行冷却减湿时所发生的热质交换过程。4、什么是析湿系数？它的物理意义是什么？