《热质交换原理与设备》试卷B
热质交换原理与设备期末考试
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、喷雾室是以实现雾和空气在直接接触条件下的热湿交换。
9、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。
10、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。
11、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.12、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13、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。
14、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。
15、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。
16、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。
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试卷
热质交换原理与设备试卷一、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？（10分）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运动时，斐克定律又该如何表示？（20分）三、简述“薄膜理论”的基本观点。
（15分）四、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）五、写出麦凯尔方程的表达式并说明其物理意义。
（5分）六、氢气和空气在总压强为1.013×105Pa，温度为25℃的条件下作等摩尔互扩散，已知扩散系数为0.6㎝2/s，在垂直于扩散方向距离为10㎜的两个平面上氢气的分压强分别为16000Pa和5300Pa。
试求这两种气体的摩尔扩散通量。
(10分)七、含少量碘的压力为1.013×105Pa、温度为25℃的空气，以5.18m/s的速度流过直径为3.05×10-2m的圆管。
设在空气中碘蒸汽的平均摩尔浓度为nm，管壁表面碘蒸汽的浓度可视为0，空气－碘的质扩散系数D=0.826×10-5㎡/s，试求从气流到管壁的对流传质系数以及碘蒸汽在管子表面上的沉积率。
（空气的动量扩散系数）（15分）管内受迫层流：管内受迫紊流：八、已知空调系统送风量G＝5㎏/s，空气初状态参数t1=35℃，t s1=26.9℃，i1=85kJ/㎏；终状态参数为t2=19℃，t s2=18.1℃，i2=51.4kJ/㎏；空气压强101325Pa，试选用JW型空气冷却器并求出其中的传热系数范围。
（空气密度ρ=1.2 kg/m3，定压比热c p=1.005 kJ/( kg·℃)，水定压比热c p=4.19 kJ/( kg·℃)，可选表冷器中水流速范围w=0.8-1.6m/s）。
（15分）已知水冷式表面冷却器作为冷却用之传热系数（W/㎡·℃）4排:6排:8排:JW型表面冷却器技术数据型号风量（m3/h）每排散热面积A d（㎡）迎风面积A y（㎡）通水断面积A w（㎡）JW10-4 5000-8350 12.15 0.944JW20-4 8350-16700 24.05 1.87JW30-4 16700-25000 33.40 2.57JW40-4 25000-33400 44.50 3.43排数迎面风速(m/s)1.52.0 2.53.02 0.590 0.545 0.515 0.490 4 0.841 0.797 0.768 0.740 6 0.940 0.911 0.888 0.872 8 0.977 0.964 0.954 0.945。
热质交换原理与设备
填空：1、 当流体中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量和质量的传递现象。
2、 动量、热量和质量的传递，既可以是分子的微观运动引起的分子扩散，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。
3、 绝对速度＝主体流动速度+扩散速度4、 组分的实际传质通量＝分子扩散通量+主体流动通量5、 按扩散物质分子运动的平均自由程λ与孔道直径d 的关系，常将多孔固体中的扩散分为斐克型扩散、克努森扩散及过渡区扩散等类型。
6、 质交换的两种基本形式分子扩散、对流扩散。
7、 麦凯尔方程: aAdz i i h dQ m d )(-''=dA i i h dQ b md z )(-=。
8、 常用的固体吸附剂有极性的 硅胶、多孔活性铝和沸石 及非极性的活性炭 等。
9、 吸收液除湿的最大特征：只要吸收液浓度保持一定，入口温度对空气出口相对湿度 几乎没有影响。
10、按照用途的不同，可将混合式热交换器分为 冷却塔 、气体洗涤塔 、 喷射式热交换器 、和 混合式热交换器 。
11、冷却塔淋水装置点滴式 、 薄膜式、点滴－薄膜式。
12、热质交换设备按工作原理可分为间壁式 、直接接触式/混合式 、蓄热式 、和 热管式 。
13、刘易斯关系式的表达形式 。
14、固体除湿其按工作方式可分为固定式 和 旋转/回转式 。
15、常用的吸收液 氯化锂 、 三甘醇 。
16、喷淋室有卧式和立式、单级和双级、低速和高速 之分。
此外工程上还使用带旁通和带填料层的喷淋室。
17、常用水冷式冷凝器有壳管冷凝器 ， 壳－盘管，套管式， 板式冷凝器。
18、满液式蒸发器，若制冷剂为氨，充液高度约为筒径的70～80％，而氟利昂为制冷剂时，其充液高度为筒径的 55～65％。
19、在直接蒸发式空气冷却器中，分液器 和毛细管保证液态制冷剂能够均匀分配给各路肋管的主要部件。
20、制冷剂在管内蒸发时，其流速或质量流速越大，管内沸腾放热系数就越高，而流速的增大又将引起管内制冷剂压力降的增加，故存在最佳质量流速。
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。
热质交换原理与设备习题答案(供参考)
第一章 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）。
第二章 热质交换过程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。
传质通量等于传质速度与浓度的乘积。
以绝对速度表示的质量通量：,,A A A B B B A A B B m u m u m e u e u ρρ===+以扩散速度表示的质量通量：(),(),A A A B B B B A B j u u j u u u j j j ρρ=-=-=+以主流速度表示的质量通量：1()()A A A A B B A A B e u e e u e u a m m e ⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为22C O CO +=，即为1摩尔的C 与1摩尔的2O 反应，生成1摩尔的2CO ，所以2O 与2CO 通过碳粒表面边界界层的质扩散为等摩尔互扩散。
3、答：当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量和质量的传递现象。
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扩散，也可以是由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递）动量传递、能量传递和质量传递三种分子传递和湍流质量传递的三个数学关系式都是类似的。
4、答：将雷诺类比律和柯尔本类比律推广应用于对流质交换可知，传递因子等于传质因子①2233r P 2m H D t t c G J J S S S ===⋅=⋅② 且可以把对流传热中有关的计算式用于对流传质，只要将对流传热计算式中的有关物理参数及准则数用对流传质中相对应的代换即可，如：r ,,,P ,,mc u h t t t c a D D S N S S S λ↔↔↔↔↔↔ ③当流体通过一物体表面，并与表面之间既有质量又有热量交换时，同样可用类比关系由传热系数h 计算传质系数m h 23m h h Le e φ-=⋅5：答：斯密特准则c i v S D = 表示物性对对流传质的影响，速度边界层和浓度边界层的相对关系刘伊斯准则r P c vS D a Le v Da ===表示热量传递与质量传递能力相对大小 热边界层于浓度边界层厚度关系6、从分子运动论的观点可知：D ∽312p T -两种气体A 与B 之间的分子扩散系数可用吉利兰提出的半经验公式估算：若在压强5001.01310,273P Pa T K =⨯=时各种气体在空气中的扩散系数0D ，在其他P 、T 32000P T D D P T ⎛⎫= ⎪⎝⎭ （1）氧气和氮气：（2）氨气和空气：7、解：124230.610(160005300)()0.0259/()8.3142981010A A A D N P P kmol m s RT z --⨯⨯-=-==⋅∆⨯⨯⨯8、解：250C 时空气的物性：351.185/, 1.83510,kg m Pa s ρμ-==⨯⋅ 用式子（2-153）进行计算设传质速率为A G ，则9、解：200C 时的空气的物性：（1）用式0.830.440.023m e c sh R S =计算m h（2）用式13340.0395e c sh R S =计算m h10、解：氨在水中的扩散系数921.2410/D m s -=⨯，空气在标准状态下的物性为； 由热质交换类比律可得11、解：定性温度为0252022.5,2g t C +==此时空气的 物性ρυ⨯23-6=1.195kg/m ,=15.29510m /s 查表得：⨯-42o D =0.2210m /s,0C 25饱和水蒸汽的浓度30.02383/v kg m ρ=用式（2--153）计算设传质速率为A G ，则020C 时，饱和水蒸汽的浓度30.0179/A s kg m ρ⋅=∴ 代入上面的式子得：230.01193/A kg m ρ= 12、解：040,C 时空气的物性ρυ⨯23-6=1.128kg/m ,=16.9610m /s 转折点出现在56e 510101.1810e R , 4.24R c x l m μν⨯⨯⨯===因此，对此层流---湍流混合问题，应用式（2-157）30.8(0.037870)e c L R S Sh γ=-查表2—4得，定性温度为350C 时，324000.26410O D P T D P T -⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭2m /s 每2m 池水的蒸发速率为()m A A S A n h ρρ⋅∞=- 300C 时，3030.03037/;40,0.05116/A S A S kg m C kg m ρρ⋅⋅'==时13、解：在稳定状态下，湿球表面上水蒸发所需的热量来自于空气对湿球表面的对流换热，即可得以下能量守衡方程式2()s fg H O h T T h n ∞-=其中fg h 为水的蒸发潜热 又23r P 1m p c h h c S ρ⎛⎫= ⎪⋅⎝⎭ 查附录2—1，当s T =035C 时，水蒸汽的饱和蒸汽压力5808S P =于是14、解：2()()s H O m S h T T r n r h ρρ∞∞-=⋅=⋅-其中0026,20S t C t C ∞== 查表2—1，当020S t C =时水蒸汽的饱和蒸汽压力2330S a P P = 于是22338180.017278314293H O S S s P M kg RT ρ⨯===⨯当026t C ∞=，时定性温度为023,2s t t t C ∞+==31.193/ 1.005/()p kg m c kJ kg k ρ=⋅=⋅ 由奇科比拟知22334r P 110.749.59101.197 1.0050.6m p c h h c S ρ-⎛⎫⎛⎫===⨯ ⎪ ⎪⋅⨯⎝⎭⎝⎭d=12.5g/kg15、解：325100.04036/8314(27325)i CO P C kmol m RT ===+16、解：（a ）已知A M ，B M ，A x ，B x已知B a ，A a ，A M ，B M（b ）222222222320.3077322844O O O O O N N CO CO x M a x M x M x M ===++++ 若质量分数相等，则2222222221320.3484111322844O O O O N CO O N CO a M x a a a M M M ===++++17、解；（a ）2O ，2N 的浓度梯度沿垂直方向空气由上部向下部运动：（b ）2O ，2N 的浓度梯度沿垂直方向空气由下部向上部运动，有传质过程。
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。
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学号______________
姓名___________________
B卷
得分 20 一
分数
题型
(4)分子传质 20 二 时间: 120 分钟 20 三
(4)扩散系数
(3)机器露点
(3)传质通量
(2)露点温度(1)热Fra bibliotek适性(1)空气调节
湖
(2)绝热饱和温度
一,简答(4×5=20 分)
南
2007—2008
h = cp hmd
分)
(20 分)
分)
分)
班级学号_________________________
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《热质交换原理与设备》试卷
年级专业:建筑环境与设备工程 0503201/02
20 20
四 五 六 七 八 九 十 总分
城
学年
市 学 院
第 下 学期
【闭卷】
三,试推导空调计算中常用的刘伊斯关系式
三,试讨论空气与水直接时的状态变化过程(20
二,试写出斐克定律的普遍表达形式并举例说明其应用(20
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
姓名___________________
四,简述换热器热工计算常用的计算方法(20
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)
分)
五,分别讨论空气在夏季,冬季热质处理的方案,并加以说明(20
分)
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班级_______________
(第 页, 共 页) 教研室主任:
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