热质交换原理与设备考试题库doc版本
热质交换原理试卷和题库

一、填空题(每题2分,共16分)1.按照工作原理的不同可以将热质交换设备分为_________、________、蓄热式和热管式。
2._ __与___两者的共同作用称为对流传质。
3.蓄热用固液相变材料的热性能要求为:合适的相变温度、较大的相变潜热以及合适的导热性能。
4.吸附空气中水蒸气的吸附剂称为干燥剂,干燥剂的吸湿和放湿的机理是____由干燥剂表面的蒸汽压与环境空气的蒸汽压差造成,当前者较低时,干燥剂吸湿,反之放湿_______________。
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____、___________。
6.湿工况下表冷器的析湿系数的定义:_,,其值的大小直接反映了__ _ ____。
7.蒸发冷却所特有的性质是_______ _ ________。
8.在冷却塔的热工计算中,一般要求冷却水出口温度 t2比当地气温条件下的湿球温度 ts高____3~5______℃。
二、分析简答题(每题6分,共36分)1.温度为30℃、水蒸气分压力为2kPa的湿空气吹过下面四种状态的水表面时,试用箭头表示传质和总传热的方向。
水温t50℃30℃18℃10℃传热方向气水气水气水气水传质方向气水气水气水气水2.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,则分别会发生动量、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×传递推动力,清楚地表明了“三传”之间的类比性。
(4分)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,也清楚地表明了“三传”之间的类比性。
(完整word版)热质交换原理与设备期末考题

《热质交换原理与设备》综合复习资料一、填空题1、 流体的黏性、热传导和质量(分子扩散)通称为流体的分子传递性质。
2、 将热质交换设备系统由于过程不可逆而产生的熵增与两种流体中热容量较大的流体的热容量之比称之为(熵产单元数),常用来作为热质交换设备的评价指标。
3、 按不同的工作原理,热质交换设备可分为:(间壁式)、(直接接触式)、蓄热式和热管式。
4、 (浓度差)是产生质交换的驱动力,质交换有两种基本方式为分子扩散和对流扩散。
5、 由于扩散传质引起的热传递,这种现象称为(杜弗尔)效应。
6、 二元混合气体作为理想气体用分子动力理论可以得出质量扩散系数与温度、压力关系为:D( 312D P T - )。
7、 ( 相变贮能)是利用固-液相变、液-汽相变、固-汽相变和固-固相变过程来吸收和释放热量,进行蓄冷和蓄热的一项技术。
8、 准则数Pr 表示速度分布和温度分布的相互关系;准则数(Le )表示温度分布和浓度分布的相互关系。
9、 雷诺类似率表述了对流传热、传质和摩擦阻力之间的关系,它们以准则数(Sh ,Nu ,Re ,Pr ,Sc )形式的表述形式分别为Nu Re Pr 2f C =⋅、(Sh Re Sc 2f C =⋅)。
10、 吸附剂吸附除湿过程是( 放热 )过程,吸附热一般( 大于 )水蒸气的凝结热。
11、 菲克扩散基本定律A A ABd d C m D y=-(kg/m 2.s )中的A m 为扩散物质A 的(相对扩散)通量。
当混合物以某一质平均速度υ移动时,其坐标应取随整体平均速度的动坐标。
12、 系数D ,a ,ν具有扩散的性质,它们的单位均为m 2/s ,它们分别称为(分子扩散系数)、热扩散系数和(动量扩散系数)。
13、 浓度差是产生质交换的驱动力,质交换有两种基本方式为(分子扩散)和(对流扩散)。
14、 二元体系中,由于存在温度差引起的扩散,称为热扩散,也称(索瑞特)效应。
15、 吸附剂的再生方式有加热再生、(减压再生)、使用清洗气体再生和(置换脱附再生)。
热质交换复习题

《热质交换原理与设备》复习题一、填空题1.流体的()、()和质量()通称为流体的分子传递性质;2.系数D、a、ν具有扩散的性质,它们的单位均为(),它们分别称为()、()、();3.按不同的工作原理,热质交换设备可分为:()、()、()和();4.质交换有两种基本方式:()和();5.对数平均温差总是()(大于或小于)相同进出口温度下的算术平均温差。
6.准则数()表示速度分布和浓度分布的相互关系;准则数()表示温度分布和浓度分布的相互关系;7.施密特准则数Sc=();舍伍德准则数Sh=();8.对于一般水的冷却条件,冷却塔的冷却极限与空气的()温度近似相等。
9.吸附剂吸附除湿过程是()(放热或吸热)过程;10.喷淋室热工计算常采用“双效率法”,这里的“双效率”是指()效率和()效率。
二、判断题1.在没有浓度差的二元体系中一定不会产生质量扩散。
()2.在空气与水进行热质交换时,温差是总热交换的推动力。
()3.干燥循环包括吸湿、再生和冷却三个过程。
()4.用固体吸附剂对空气进行处理的过程可以近似认为是等焓加湿过程。
()5.湿球温度受传递过程中各种因素的影响,它不完全取决于湿空气的状态,所以不是湿空气的状态参数。
()6.家用空调器制冷运行时,热量从室内空气传递到制冷剂的过程中,通过管壁时的热阻最大()7.静态制冰法的主要缺点是冰层热阻大,冷冻机的性能系数低。
()8.表冷器用来减湿冷却,喷淋室可以完成除减湿冷却以外的所有空气处理过程。
()9.湿式冷却塔和喷淋室都属气水直接接触式热质交换设备,均是用来处理空气的。
()10.增加排数和降低迎面风速都能增加表冷器热交换效率。
()三、简答题1.在给定Re准则条件下,当流体的Le=1时,试推导出刘易斯关系式。
2.要将夏季和冬季分别为W和W*点的室外空气处理到送风状态O,已知室内空气状态点为N,针对下面两种处理方案在焓湿图上定性表示出来。
(1)夏季:与部分室内空气混合→表冷器冷却减湿→加热器再热;(2)冬季:加热器预热→喷淋室绝热加湿→加热器再热。
热质交换原理与设备考试题库doc版本..-共15页

《热质交换原理与设备》考试题库一、名词解释1热舒适性(人体对周围空气环境的舒适热感觉)2绝热饱和温度 (绝热增湿过程中空气降温的极限)3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)4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)5空气调节(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,使之达到人体舒适度的要求)6新风(从室外引进的新鲜空气,经过热质交换设备处理后送入室内的环境中)7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)8露点温度 (指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下冷却到饱和时的温度)9机器露点 (空气在机器上结露产生凝结水的温度值)10分子传质、扩散传质 (由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)11对流传质(是流体流动条件下的质量传输过程)12质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)13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)14析湿系数(总热交换量与由温差引起的热交换量的比值为析湿系数,用表示,定义为表示由于存在湿交换而增大了换热量,其值大小直接反映了表冷器上凝结水析出的多少)二、填空题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均匀时,分子传递的结果产生切应力;温度分布不均匀时,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均匀时,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、傅立叶定律_、菲克定律_。
3、热质交换设备按照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、冷却塔则属于_混合式。
4、热质交换设备按其内冷、热流体的流动方向,可分为___顺流__式、_逆流__式、__叉流___式和__混合_____式。
热质交换原理与设备复习题(题库)

填空题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,则空气向氨的扩散系数是1。
405*10-5 m2/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动的平均速度之差,成为该组分的扩散速度。
6刘伊斯关系式是h/h mad=Cp 。
1、有空气和氨组成的混合气体,压力为4个标准大气压,温度为273K,则空气向氨的扩散系数是m2/s。
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.。
均匀布水。
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)。
5、吸附式制冷系统中的脱附—吸附循环装置代替了蒸汽制冷系统中的压缩机装置。
6、刘伊斯关系式文中叙述为h/h mad=Cp刘伊斯关系式文中叙述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实用范围内变化很小时,换热系数与传质系数之间需要保持一定的量值关系,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℃,则换热器效能是25% 。
8、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。
9、吸收式制冷机可以“以热制冷”,其向热源放热Q1,从冷热吸热Q2,消耗热能Q0,则其性能系数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。
热质交换原理与设备复习题(1)

填空题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,则空气向氨的扩散系数是m2/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动的平均速度之差,成为该组分的扩散速度。
6刘伊斯关系式是h/h mad=Cp 。
1、有空气和氨组成的混合气体,压力为4个标准大气压,温度为273K,则空气向氨的扩散系数是m2/s。
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.。
均匀布水。
4、冰蓄冷空调可以实现电力负荷的调峰填谷。
5、吸附式制冷系统中的脱附—吸附循环装置代替了蒸汽制冷系统中的装置。
6、刘伊斯关系式文中叙述为在给定。
7、一套管换热器、谁有200℃被冷却到120℃,油从100℃都被加热到120℃,则换热器效能是25% 。
8、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。
9、吸收式制冷机可以“以热制冷”,其向热源放热Q1,从冷热吸热Q2,消耗热能Q0,则其性能系数COP= Q1-Q2/Qo 。
10、冬季采暖时,蒸发器表面易结霜,融霜的方法有。
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、、和四个区域。
4、总压力为0.1MPa的湿空气,干球温度为20℃,湿球温度为10℃,则其相对湿度为。
6、某翅片管换热器,表面对流换热系数位10W/m2·K,翅片表面温度为50℃,表面流体温度为30℃,翅片效率为2.5,则换热器的热流密度为W/m2。
7、一套管换热器、谁有200℃被冷却到120℃,油从100℃都被加热到120℃,则换热器效能是。
8、潜热交换是发生热交换的同时伴有质交换(湿交换)。
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℃,则此混合物中空气的质扩散系数为0.547*10-5m2/s。
热质交换原理与设备考试试卷

课程热质交换原理与设备考试形式(开/ 闭卷,考试/ 查)一、填空题(每题2分,共16分)1.按照工作原理的不同可以将热质交换设备分为_________、___ _______、蓄热式和热管式。
2.___ ___与_质__两者的共同作用称为对流传质。
3.蓄热用固液相变材料的热性能要求为:合适的相变温度、较大的相变潜热以及合适的导热性能。
4.吸附空气中水蒸气的吸附剂称为干燥剂,干燥剂的吸湿和放湿的机理是____由干燥剂表面的蒸汽压与环境空气的蒸汽压差造成,当前者较低时,干燥剂吸湿,反之放湿_______________。
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____、___________。
6.湿工况下表冷器的析湿系数的定义:_,,其值的大小直接反映了__ _ ____。
7.蒸发冷却所特有的性质是_______ _ ________。
8.在冷却塔的热工计算中,一般要求冷却水出口温度 t2比当地气温条件下的湿球温度 ts高____3~5______℃。
二、分析简答题(每题6分,共36分)1.温度为30℃、水蒸气分压力为2kPa的湿空气吹过下面四种状态的水表面时,试用箭头表示传质和总传热的方向。
水温t 50℃30℃18℃10℃热传质方向气水气水气水气水2.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,则分别会发生动量、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×传递推动力,清楚地表明了“三传”之间的类比性。
(4分)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,也清楚地表明了“三传”之间的类比性。
热质交换原理与设备_题库

50、蒸发器中的冷冻水进出口温差为 5℃,蒸发温度低于出口水温 3℃,则蒸发器 的对数平均温差为 5.1℃ ,算术平均温差为 5.5之间的传质系数为 1kg/m .s,则质交换系数为 0.83m/s 。 扩散 区进行,部分预混式燃烧主要在 区进行 动力 区进行,
52、扩散式燃烧主要在 完全预混式燃烧主要在
动力-扩散
53、二元气体混合物,总压强不变,组分 1 与组分 2 互扩散,则组分 1 与组分 2 的 摩尔扩散通量的关系是 54、湿空气由 干空气 相等 和 , 质扩散通量的关系是 [ 水蒸气 组成。
A m A B mB ] 。
55、含湿量是 水蒸气密度 与 干空气密度 的比值。它的定义是单位质量的干空气 中 水蒸气 的含量。 与 同温下饱和水蒸气分压力 之比。
过小,可能出现 回火 现象。 28、当燃气出口速度超过某一极限值,会发生 火极限 。 无焰燃烧 、 灯芯燃烧 。 、 蒸发燃烧 、 喷雾燃 脱火 现象,这极限值称为 脱
29、完全预混式燃烧看不见火焰,故又称 30、液体燃料的燃烧方法有 液面燃烧 烧 。
31、固体燃料的燃烧方法按燃烧现象分 冒烟燃烧 。按燃烧方式分
q x hmd (ia i w )
39、换热扩大系数又称
40、表冷器在干工况下换热扩大系数为 1 。
41、根据冷却剂种类不同,冷凝器可分为 气冷却冷凝器 、
水冷冷凝器 、 空冷冷凝器 、 水-空 。
靠制冷剂蒸发或其它工艺介质进行冷却的冷凝器
42、根据供液方式不同,蒸发器可分为 式蒸发器、 淋激式蒸发器。 43、制冷剂在冷凝器中的传热过程包括
是 误差为 4% 。
。当满足
条件时,可采用算术平均温差,
37、当空气掠过水面时,空气与水表面间的换热系数为 20w/m .k,那么空气与水表 面间的传质系数为 0.0199kg /m .s
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《热质交换原理与设备》考试题库一、名词解释1热舒适性(人体对周围空气环境的舒适热感觉)2绝热饱和温度 (绝热增湿过程中空气降温的极限)3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)4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)5空气调节(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,使之达到人体舒适度的要求)6新风(从室外引进的新鲜空气,经过热质交换设备处理后送入室内的环境中)7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)8露点温度 (指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下冷却到饱和时的温度)9机器露点 (空气在机器上结露产生凝结水的温度值)10分子传质、扩散传质 (由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)11对流传质(是流体流动条件下的质量传输过程)12质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)13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)14析湿系数(总热交换量与由温差引起的热交换量的比值为析湿系数,用表示,定义为表示由于存在湿交换而增大了换热量,其值大小直接反映了表冷器上凝结水析出的多少)二、填空题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均匀时,分子传递的结果产生切应力;温度分布不均匀时,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均匀时,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、傅立叶定律_、菲克定律_。
3、热质交换设备按照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、冷却塔则属于_混合式。
4、热质交换设备按其内冷、热流体的流动方向,可分为___顺流__式、_逆流__式、__叉流___式和__混合_____式。
工程计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_则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绝对扩散通量,而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为相对扩散通量。
8、在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下,当无整体流动时,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m A与组分A的_浓度梯度成正比,其表达式为smkgdydCDm AABA⋅-=2;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:()dAiihdQdm dz-=,它表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。
10、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_。
11、相对静坐标的扩散通量称为绝对扩散通量,而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为相对扩散通量。
12、喷雾室是以实现雾和空气在直接接触条件下的热湿交换。
13、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。
14、某一组分的速度与整体流动的平均速度之差,成为该组分的扩散速度。
15、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.16、冷却塔填料的作用是延长冷却水停留时间,增加换热面积从而增加换热量。
均匀布水。
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17、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。
18、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。
19、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。
20、潜热交换是发生热交换的同时伴有质交换(湿交换)空气中的水蒸气凝结(或蒸发)而放出(或吸收)汽化潜热的结果。
21、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。
22、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。
23、用吸收、吸附法处理空气的优点是_独立除湿。
24、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。
25、潜热交换是发生热交换的同时伴有质交换(湿交换)空气中的水蒸气凝结(或蒸发)而放出(或吸收)汽化潜热的结果.26、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。
27当流场中速度分布不均匀时,分子传递的结果产生切应力;温度分布不均匀时,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均匀时,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、傅立叶定律、菲克定律。
28、热质交换设备按照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、冷却塔则属于直接接触式。
29、温差是热量传递的推动力,而焓差则是产生质交换的推动力。
30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扩散传质。
31、相对静坐标的扩散通量称为以绝对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则称为以扩散速度表示的质量通量。
32、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。
33、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。
34、冷却塔分为干式和湿式。
由有淋水装置、配水系统、通风筒组成。
35、换热器的热工计算有两种方法:平均温差法 (LMTD法)和效能-传热单元数法 (ε-NUT法)。
三、简答题1、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。
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结水,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结出来,此为减湿冷却过程(湿冷);在湿冷过程,推动总热交换的动力是湿空气的焓差,而不是温差。
2、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则运动引起,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。
3、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,可以得到如图所示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。
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,当无整体流动时,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:s m kg dy dC D m A AB A ⋅-=2或s m kmol dy dn D N A AB A ⋅-=2A m ,A N -分别为组分A 的相对质扩散通量和摩尔扩散通量;dy dn dy dC A A ,——分别为组分A 的质量浓度梯度和摩尔浓度梯度;AB D ——组分A 向组分B 中的质扩散系数,单位s m /2;当混合物以整体平均速度v 运动时A c A AB A V s m kg dy dC D m ,2+⋅-=5、简述“薄膜理论”的基本观点。
(15分)答:当流体流经固体或液体表面时,存在一层附壁薄膜,靠近壁面一侧膜内流体的浓度分布为线性,而在流体一侧,薄膜与浓度分布均匀的主流连续接触,且薄膜内流体与主流不发生混和与扰动。
在此条件下,整个传质过程相当于集中在薄膜内的稳态分子扩散传质过程。
6、在什么条件下,描述对流传质的准则关联式与描述对流换热的准则关联式具有完全类似的形式?请说明理由。
(10分)答:如果组分浓度比较低,界面上的质扩散通量比较小,则界面法向速度与主流速度相比很小可以忽略不计时,描述对流换热系数和对流传质的准则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控制方程的形式类似,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。
7、写出麦凯尔方程的表达式并说明其物理意义。
(5分)答:()dA i i h dQ d m d z -=麦凯尔方程表明,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,z dQ 为潜热和显热的代数和;i 为主流空气的焓,b i 为边界层中饱和湿空气的焓,md h 为湿交换系数或空气与水表面之间按含湿量之差计算的传质系数。
8、解释斐克定律 :在浓度场不随时间而变化的稳态扩散的条件下,当无整体流动时,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。
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周围空气的蒸汽压事,干燥剂脱湿,这一过程称为再生过程。
干燥剂加热干燥后,它的蒸汽压仍然很高,吸湿能力较差,冷却干燥剂,降低其表面蒸汽压使之可重新吸湿。
10、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11、影响混合式设备热质交换的主要因素1、空气与水之间的焓差2、空气的流动状况3、水滴大小4、水气比5、设备的结构特性。
12、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。
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结水,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结出来,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。
13、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则运动引起,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。