热质交换原理自测试卷(D)
热质交换题
1、填空题1、用来表征由分子扩散引起的动量传递规律的定律是。
用来表征由分子扩散引起的热量传递规律的定律是。
用来表征由分子扩散引起的质量传递规律的定律是。
2、按工作原理分类，热质交换设备可分为、、和。
蒸发器和冷凝器属于。
喷淋室属于。
蒸气喷射泵属于。
3、按照热流体和冷流体的流动方向分，热质交换设备分为、、、。
在相同进出口温度条件下，流动方式平均温差最大，流动方式平差最小。
4、按用途分类，热质交换设备分为、、、、、、、。
5、按制造材料分类，热质交换设备分为、、。
6、质交换的推动力是。
热交换的推动力是。
动量交换的推动力是。
热质交换同时存在过程的推动力是。
7、质交换的基本型式是、。
较强烈。
8、对流传质系数的模型理论包括、。
9、对于水－空气系统，当未饱和的空气流过一定量的冷水水面时，空气的温度，湿度，焓值。
10、大容器饱和沸腾的4个特性区为、、、。
11、凝结形式包括、，其中的换热系数要大于的换热系数。
12、冷却减湿可以使用或设备来实现。
其中水温应满足下列条件。
13、若表冷器中的水温小于空气温度，大于空气露点温度，可实现过程。
14、若喷淋室的水温小于空气露点温度，则可实现过程。
若水温等于空气露点温度，可实现过程。
15、热质交换同时存在的过程，其单位面积上的总热交换量等于和的乘积。
16、未饱和空气与热水接触，温度，湿度，焓也。
17、空气与水接触时，假想条件是指接触时间，水量。
理想条件是指接触时间，水量。
而实际情况则是接触时间，水量。
18、独立除湿对空气的和分开处理。
19、干燥剂除湿包括和。
前者使用，过程为变化；后者使用，过程为变化。
20、若干燥剂表面的蒸气压大于空气的蒸气压，则空气被。
若干燥剂表面的蒸气压小于空气的蒸气压，则空气被。
21、硅胶的吸湿能力活性铝的吸湿能力。
22、固体吸附除湿有和两种方式。
23、吸附剂的再生方式包括、和。
24、射流按流态不同分为和；按进入空间不同分为和；按送风温度与室温的差异分为和；按喷嘴形状不同分为和。
完整版热质交换原理与设备习题答案第版
第一章绪论1、答：分为三类。
动量传递：流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）；热量传递：温度梯度的存在（或温度分布不均匀）:质量传递：物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）。
2、解：热质交换设备按照工作原理分为：间壁式，直接接触式，蓄热式和热管式等类型。
间壁式又称表面式，在此类换热器屮，热、冷介质在各自的流道屮连续流动完成热量传递任务，彼此不接触，不掺混。
直接接触式又称混合式，在此类换热器中，两种流体直接接触并且相互掺混，传递热量和质量后，在理论上变成同温同压的混合介质流出，传热传质效率高。
蓄热式又称回热式或再生式换热器，它借助由固体构件（填充物）组成的蓄热体传递热量，此类换热器，热、冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道，热流体先对其加热，使蓄热体壁温升高，把热量储存于固体蓄热体屮，随即冷流体流过，吸收蓄热体通道壁放出的热量。
热管换热器是以热管为换热元件的换热器，由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体中，屮隔板与热管加热段，冷却段及相应的壳体内穷腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。
3、解：顺流式又称并流式，其内冷、热两种流体平行地向着同方向流动，即冷、热两种流体由同一端进入换热器。
逆流式，两种流体也是平行流体，但它们的流动方向相反，即冷、热两种流体逆向流动，由相对得到两端进入换热器，向着相反的方向流动，并由相对的两端离开换热器。
叉流式又称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉。
混流式又称错流式，两种流体的流体过程中既有顺流部分，又有逆流部分。
顺流和逆流分析比较：在进出口温度相同的条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，顺流时，冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度，而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度，以此来看，热质交换器应当尽量布置成逆流，而尽可能避免布置成顺流,但逆流也为了降低这里的壁温，有时有意改为顺流。
第二章传质的理论基础1、答：单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。
热质交换原理与设备试卷及答案(K12教育文档)
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热质交换原理与设备2一、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。
3、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；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__。
热质交换原理与设备自测试卷参考答案
热质交换原理与设备自测试卷（B 卷）一、填空题（20分，1分/空）1、直接接触式（或混合式）2、绝对扩散通量或净扩散通量、相对扩散通量。
3、传热4、加热再生方式、减压再生方式、使用清洁气体的再生方式、置换脱附在生方式。
5、膜状凝结、珠状凝结。
6、紊流系数、喷嘴直径、提高初速7、等湿加热、等湿冷却、减湿冷却8、湿球温度9、质量流速、喷水系数10、扩散燃烧二、简答题（36分，每题6分）1、简述冷却塔设计计算和校核计算的任务是什么？答：已知冷却任务和外界气象参数，确定冷却塔的构造和参数（3分） 已知冷却塔的构造、外界气象参数、气量、水量，求出水温度（3分）2、喷淋室热工计算的原则是什么？答：1）空气处理过程需要的热交换效率应该等于喷淋室能达到的热交换效率（2分）2）空气处理过程需要的接触系数应该等于喷淋室能达到的接触系数（2分）3）空气失去（或得到）的热量应等于喷水室喷水吸收（或失去）的热量。
（2分）3、说出增强凝结换热的四种措施。
答：1）改变表面的几何特征（分）主要手段：开沟槽、挂丝。
2）有效的排出不凝性气体（分）3）加速凝结液的排出（分）加导流装置、使用离心力、低频振动、静电吸引等4）促成珠状凝结（分）4、浓度边界层的意义是什么？（6分）答：由于浓度边界层的引入，可以将整个求解区域划分为主流区和边界层区。
在主流区为等浓度的势流，各种参数视为常数。
在边界层内具有较大的浓度梯度，可以用专门的讨论求解边界层内的浓度场，大大简化问题的求解难度。
5、写出舍伍德准则数、传热因子、传质因子的表达式并说明公式中各量的意义？ 答： i D l mh Sh = 其中 h m ——对流传质系数 l —定型尺寸 i D —物质的互扩散交换系数（2分）传热因子3/2p H Pr U c h J ∞ρ= 或=32Pr St 其中h 为对流换热系数，ρ——流体的密度，Cp ——流体的比热，U ∞——速度，Pr ——普朗特准则数，St ——对流传热斯坦顿准则数（2分） 传质因子3/2C m D S U h J ∞= = 32m Sc St h m ——对流传质系数，U ∞——速度，Sc ——施密特准则数 ，St m ——传质斯坦顿准则数（2分）6、已知水的温度低于外界空气的干球温度且大于外界空气的湿球温度，试分析水是否能够通过冷却塔进行冷却并说明原因。
137石大网络教育热质交换原理与设备在线作业
石大网络教育热质交换原理与设备在线作
业
一、单选题（客观）
1(5.0分) （）反映了流体的边界扩散阻力与对流传质阻力之比。
A) 普朗特准则数
B) 斯坦顿准则数
C) 施密特准则数
D) 舍伍德准则数
参考答案：D
2(5.0分) 以下不属于表冷器除湿特点的是（）。
A) 不需要对空气进行冷却
B) 易产生霉菌，会影响室内空气质量
C) 不需要对空气进行压缩
D) 噪声低，露点温度低
参考答案：D
3(5.0分) 喷淋室前挡水板的作用是（）。
A) 挡住飞溅的水滴和均匀进风
B) 均匀进风和水滴分离
C) 挡住飞溅的水滴和水滴分离
D) 均匀进风和增大空气与水的接触面积
参考答案：A
4(5.0分) 当传质方向从流体主流到壁面，传质阿克曼修正系数的值为（），此时壁面上的导热量（）。
A) 正，减小为0
B) 正，增大
C) 负，减小
D) 负，增大
参考答案：D
5(5.0分) 湿空气在冷却表面进行冷却除湿过程中，湿空气主流与紧靠水膜饱和空气的( )是热、质交换的推动势。
A) 温差
B) 焓差
C) 压差
D) 浓度差
参考答案：B
6(5.0分) 关于顺流和逆流换热器说法错误的是（）。
A) 在相同进出口温度下，逆流比顺流平均温差大
B) 顺流时冷流体的出口温度一定小于热流体的出口温度。
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）。
热质交换考试题
一、填空题1总热交换是潜热交换和显热交换的总和。
2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。
3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. 4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。
5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。
6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。
7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、混合流式和叉流式。
工程计算中当管束曲折的次数超４次，就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。
8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。
9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。
10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。
11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。
12一个完整的干燥循环由吸湿过程、再生过程和冷却过程构成。
13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。
14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)。
二、名词解释热舒适性（人体对周围空气环境的舒适热感觉）、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）、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）、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）、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)、分子传质(由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)（扩散传质）、对流传质(：是流体流动条件下的质量传输过程)、质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)、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)、热边界层流体流动过程中.在固体壁面附近流体温度发生剧烈变化的薄层、雷诺类比（对流传热和摩擦阻力间的联系）、宣乌特准则数(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)、施密特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的扩散系数（D）的比值)、普朗特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的导温系数a的比值)三、简答题1解释显热交换、潜热交换和全热交换，并说明他们之间的关系。
热质交换原理与设备自测试卷(C)参考答案
一、填空（18分，1分/空）1、 双向扩散、单向扩散2、削弱3、静态制冰方式、动态制冰方式4、焓差5、水温等于空气的湿球温度；水温等于空气的露点温度；水温等于空气的干球温度。
6、间壁式、直接接触式7、热交换效率系数； 接触系数。
8、静态吸附、动态吸附9、相变潜热热、呈等温或近似等温过程 10对流传质二、简答题（42分）1、 试简要分析珠状凝结（滴状凝结）换热系数比膜状凝结高的原因。
（4分） 答：珠状凝结时壁面除液珠占住的部分外，其余裸露在蒸气中，因此可认为换热是在蒸气和液珠表面和蒸气与裸露的壁面之间进行的。
（2分）液珠的表面积比所占的壁面大很多，而且裸露的壁面上无液膜热阻，因此珠状凝结具有较高的传热系数。
（2分）2、 试写出施米特准则数和刘易斯准则数的定义式（用公式表示时要注明公式中各量的含义），并说明其物理意义。
（6分）答：1）施米特数=D / ，其中ν——运动黏度，m2/s ；D ——扩散系数，m2/s 。
物理意义：表示动量扩散厚度与浓度扩散厚度的相对大小，反映流体物性对传质的影响。
（3分）2）刘易斯准则数=D a /，其中a ——导温系数，m2/s ；D ——扩散系数，m2/s 。
物理意义：温度分布和浓度分布的相互关系（3分）3、 试述传热效能的定义及其物理意义。
（4分）答：传热效能定义为冷热流体中在换热器中的实际温度差值中的大者和流体在换热器中可能发生的最大温度差值的比值。
（2分）意义：换热器中实际的换热量和最大可能的换热量之比。
（2分）4、 简述用对数平均温差法进行换热器校核计算的一般步骤。
（8分）答：1）假定t1’’（热流体出口温度） ，根据热平衡方程求出t2’’ （热流体出口温度），以及传热量Q1。
（2分）2）根据换热器形式，算出相应工作条件下的K ，由四个温度，求出对数平均温差。
3）由传热方程求出传热量Q2。
（2分）4）如果Q1、Q2差别较大，说明上述假设t1’’不正确，需要重新假设，重新计算。
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一、填空（18分，1分/空）
1、与固体内部结构有关的多孔固体中的稳态扩散不遵循斐克定律的扩散形式有、。
2、扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质的及其和压力。
3、空气和水直接接触时热质交换总热交换量的推动势是。
4、在冷却塔中用空气冷却水，水可以被冷却的极限温度是：。
5、热质交换设备按照其内冷流体和热流体的流动方向可分为：顺流式、
式、和。
6、利用吸附剂处理空气的干燥循环由下列三个过程组成：、、和过程组成
7、影响吸收过程的主要因素是：和。
8、对流传质的模型理论主要有、和表面更新理论。
9、吸附剂表面的水蒸汽分压力随和而增加。
二、简答题（42分）
1、在水的沸腾换热过程中根据壁面过热度的不同分为自然对流区、核态沸腾区、过渡沸腾区和稳定的膜态沸腾四个区域，试简述其各自的主要特点。
（8分）
2、简述冷却塔中淋水装置和配水系统的作用？（4分）
3、简述用效能-传热单元数法进行换热器校核计算的一般步骤。
（6分）
4、试写出传质通量的定义并说明摩尔通量的几种表示方法，并说明他们之间的关系？（6分）
5、试写出施米特准则数和普朗特准则数的定义式（用公式表示时要注明公式中各量的含义），并说明其物理意义。
（6分）
6、什么是析湿系数？它的物理意义是什么？（4分）
7、试简述独立除湿空调系统的主要优点是什么？（4分）
8、用喷淋室对空气进行等焓加湿过程中，可以用来表示喷淋室的热交换效果的是第一热交换效率还是第二热交换效率，为什么？（4分）
三、计算题（40分）
1、有一苯甲酸组成的水平放置的固体平板。
299k的纯水平行流过此固体平板，水的流速为0.05m/s。
苯甲酸在水中的扩散系数为1.24×10-9㎡/s。
求距离平板前缘0.4m处的传质系数。
已知临界雷诺数为5×105，299k时水的物性参数为密度996.7kg/m3；动力黏度为0.8737×10-3Pa.s。
（10分）
2、将1g碘均匀放入一直立圆管的底部，管顶与大气相通，故碘通过管内空气进行扩散。
圆管长度为0.076m，管内径为1.6mm（直径）。
在扩散过程中，大气压为标准大气压，整个系统的温度维持在85℃不变，已知碘在此温度下表面的蒸气压为20.2mmHg，碘在空气中扩散的扩散系数为0.114×10-4㎡/s，管顶部的碘的蒸气
压可视为0，碘的摩尔质量为254kg/kmol ，摩尔气体常数为8.314J/mol.K 。
（由于碘的数量非常少可认为在扩散过程中碘的扩散通量不变）
求：碘全部消失所需的时间。
（10分）
3、在稳态条件下，气体混合物中组分A 和组分B 进行扩算，总压为1atm ，温度为273k 。
有两块垂直距离为0.1m 的平面，两表面处A 组分的分压分别为p A1=100mmHg （平面1处）和p A2=50mmHg （平面2处），组分A 在B 组分中的扩
散系数为0.185×10-4㎡/s 。
试求下列情况下组分A 和B 的摩尔扩散通量。
1）组分B 不能通过平面1。
2）组分A 和B 都能通过平面1。
（10分）
4、水和油在换热器内进行换热，将水从40℃加热到80℃，其流量为1kg/s 。
如果油的进口温度为100℃，流量为2.6kg/s ，换热器的换热面积是20㎡，水的比热取
4.186 kJ/kg.℃，油的比热为1.9kJ/kg.℃。
换热器流体的布置方式可视为逆流。
求：换热器的换热系数。
（10分）
附：对流传质的准则关联式
平板层流传质：
2/13/1Re .332.0x x Sc Sh =（局部） 2/13/1Re .664.0L Sc Sh =（平均）
平板紊流传质：
5/43/1Re .0296.0x
x Sc Sh =（局部） 5/43/1Re .037.0L
Sc Sh =（平均，适用于从平板前缘开始既为紊流边界层的情况） .)870Re 037.0(3/15/4Sc Sh L -=（平均，适用于边界层从平板前缘开始发展直至过
渡到紊流边界层，且临界雷诺数取5×105）。