《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》習(xí)題答案第3版[共31頁]

1、第一章 緒論1、答：分為三類。動量傳遞：流場中的速度分布不均勻（或速度梯度的存在）；熱量傳遞：溫度梯度的存在（或溫度分布不均勻）；質(zhì)量傳遞：物體的濃度分布不均勻（或濃度梯度的存在）。2、解：熱質(zhì)交換設(shè)備按照工作原理分為：間壁式，直接接觸式，蓄熱式和熱管式等類型。l 間壁式又稱表面式，在此類換熱器中，熱、冷介質(zhì)在各自的流道中連續(xù)流動完成熱量傳遞任務(wù)，彼此不接觸，不摻混。l 直接接觸式又稱混合式，在此類換熱器中，兩種流體直接接觸并且相互摻混，傳遞熱量和質(zhì)量后，在理論上變成同溫同壓的混合介質(zhì)流出，傳熱傳質(zhì)效率高。l 蓄熱式又稱回?zé)崾交蛟偕綋Q熱器，它借助由固體構(gòu)件（填充物）組成的蓄熱體傳遞熱量，此類

2、換熱器，熱、冷流體依時間先后交替流過蓄熱體組成的流道，熱流體先對其加熱，使蓄熱體壁溫升高，把熱量儲存于固體蓄熱體中，隨即冷流體流過，吸收蓄熱體通道壁放出的熱量。l 熱管換熱器是以熱管為換熱元件的換熱器，由若干熱管組成的換熱管束通過中隔板置于殼體中，中隔板與熱管加熱段，冷卻段及相應(yīng)的殼體內(nèi)窮腔分別形成熱、冷流體通道，熱、冷流體在通道內(nèi)橫掠管束連續(xù)流動實現(xiàn)傳熱。3、 解：順流式又稱并流式，其內(nèi)冷 、熱兩種流體平行地向著同方向流動，即冷 、熱兩種流體由同一端進入換熱器。l 逆流式，兩種流體也是平行流體，但它們的流動方向相反，即冷 、熱兩種流體逆向流動，由相對得到兩端進入換熱器，向著相反的方向流動，并

3、由相對的兩端離開換熱器。l 叉流式又稱錯流式，兩種流體的流動方向互相垂直交叉。l 混流式又稱錯流式，兩種流體的流體過程中既有順流部分，又有逆流部分。l 順流和逆流分析比較：在進出口溫度相同的條件下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，順流時，冷流體的出口溫度總是低于熱流體的出口溫度，而逆流時冷流體的出口溫度卻可能超過熱流體的出口溫度，以此來看，熱質(zhì)交換器應(yīng)當(dāng)盡量布置成逆流，而盡可能避免布置成順流，但逆流也有一定的缺點，即冷流體和熱流體的最高溫度發(fā)生在換熱器的同一端，使得此處的壁溫較高，為了降低這里的壁溫，有時有意改為順流。第二章 傳質(zhì)的理論基礎(chǔ)1、答：單位時間通過垂直與傳質(zhì)方向上單位面積的

4、物質(zhì)的量稱為傳質(zhì)通量。傳質(zhì)通量等于傳質(zhì)速度與濃度的乘積。以絕對速度表示的質(zhì)量通量：以擴散速度表示的質(zhì)量通量：以主流速度表示的質(zhì)量通量：2、答：碳粒在燃燒過程中的反應(yīng)式為，即為1摩爾的C與1摩爾的反應(yīng)，生成1摩爾的，所以與通過碳粒表面邊界界層的質(zhì)擴散為等摩爾互擴散。3、從分子運動論的觀點可知：D兩種氣體A與B之間的分子擴散系數(shù)可用吉利蘭提出的半經(jīng)驗公式估算：若在壓強時各種氣體在空氣中的擴散系數(shù)，在其他P、T狀態(tài)下的擴散系數(shù)可用該式計算（1）氧氣和氮氣：（2）氨氣和空氣： 2-4、解：氣體等摩爾互擴散問題10-3=2.5910-5kmol/m2sR0通用氣體常數(shù)單位：J/kmolK5、解：25時空

5、氣的物性：用式子（2-153）進行計算設(shè)傳質(zhì)速率為，則2-6、解：20時的空氣的物性：（注：狀態(tài)不同，D需修正）（1）用式計算（2）用式計算2-7、錯解：氨在水中的擴散系數(shù)，空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的物性為；由熱質(zhì)交換類比律可得 1）（第3版P25）用水吸收氨的過程，氣相中的NH3（組分A）通過不擴散的空氣（組分B），擴散至氣液相界面，然后溶于水中，所以D為NH3在空氣中的擴散。 2）劉易斯關(guān)系式只對空氣水系統(tǒng)成立，本題為氨空氣系統(tǒng)，計算時類比關(guān)系不能簡化。 3）定壓比熱的單位是J/kgK正解：組分A為NH3，組分B為空氣，空氣在0時物性參數(shù)查附錄3-1=1.293 kgm3;c p=1.005kJ/

6、kgK 8、解： 9、解：（a）已知，已知，（b） 若質(zhì)量分數(shù)相等，則 10、解；（a），的濃度梯度沿垂直方向空氣由上部向下部運動：（b），的濃度梯度沿垂直方向空氣由下部向上部運動，有傳質(zhì)過程。2-11、解； 1）柱形： 球形： 2）d=100mm為內(nèi)徑，所以r1=50，r2=52若為球形Aav=0.033，質(zhì)量損失速率為1.4610-12kg/s；壓力損失速率3.4810-2Pa/s2-12、解： 1）jA為A的質(zhì)量擴散通量，kg/m2s；JA為A的摩爾擴散通量kmol/m2s； 2）題中氫氦分子量不同2-13、解： 氨-空氣氫空氣2-14溶解度s需先轉(zhuǎn)化成摩爾濃度：2-15、解、質(zhì)量損失1

7、6、解：擴散系數(shù) 18、解、該擴散為組分通過停滯組分的擴散過程整理得分離變量，并積分得得第3章傳熱傳質(zhì)問題的分析和計算1、答：當(dāng)物系中存在速度、溫度和濃度的梯度時，則分別發(fā)生動量、熱量和質(zhì)量的傳遞現(xiàn)象。動量、熱量和質(zhì)量的傳遞，（既可以是由分子的微觀運動引起的分子擴散，也可以是由旋渦混合造成的流體微團的宏觀運動引起的湍流傳遞） 動量傳遞、能量傳遞和質(zhì)量傳遞三種分子傳遞和湍流質(zhì)量傳遞的三個數(shù)學(xué)關(guān)系式都是類似的。2、答：將雷諾類比律和柯爾本類比律推廣應(yīng)用于對流質(zhì)交換可知，傳遞因子等于傳質(zhì)因子 且可以把對流傳熱中有關(guān)的計算式用于對流傳質(zhì)，只要將對流傳熱計算式中的有關(guān)物理參數(shù)及準(zhǔn)則數(shù)用對流傳質(zhì)中相對應(yīng)的

8、代換即可，如：當(dāng)流體通過一物體表面，并與表面之間既有質(zhì)量又有熱量交換時，同樣可用類比關(guān)系由傳熱系數(shù)h 計算傳質(zhì)系數(shù) 3：答：斯密特準(zhǔn)則表示物性對對流傳質(zhì)的影響，速度邊界層和濃度邊界層的相對關(guān)系劉伊斯準(zhǔn)則表示熱量傳遞與質(zhì)量傳遞能力相對大小 熱邊界層于濃度邊界層厚度關(guān)系4、解：定性溫度為物性 查表得：飽和水蒸汽的濃度用式（2-153）計算設(shè)傳質(zhì)速率為，則 時，飽和水蒸汽的濃度 代入上面的式子得：5、解：轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在因此，對此層流-湍流混合問題，應(yīng)用式（2-157）查表24得，定性溫度為35時，每池水的蒸發(fā)速率為30時，6、解：在穩(wěn)定狀態(tài)下，濕球表面上水蒸發(fā)所需的熱量來自于空氣對濕球表面的對流換熱，

9、即可得以下能量守衡方程式其中為水的蒸發(fā)潛熱又查附錄21，當(dāng)=時，水蒸汽的飽和蒸汽壓力于是3-7、三種方法 1）含濕量是什么？d與相對濕度的區(qū)別 2）主體空氣為濕空氣，其Cf不等于0。 2-14分析方法3解：其中 查表21，當(dāng)時水蒸汽的飽和蒸汽壓力 于是 當(dāng)，時定性溫度為由奇科比擬知 d=12.5g/kg3-8、解：查表得當(dāng)溫度為27時，3-9、解：（a）當(dāng)溫度為23時，=0.021214 (b) (c) 當(dāng)溫度為47，=0.073462 求hm時需除以面積A3-10、解：當(dāng)溫度為305K時，=0.0345311、解：第四章 空氣的熱濕處理1、（1）大氣是由干空氣和一定量的水蒸汽混合而成的。我們

10、稱其為濕空氣，其主要成分是：氮、氧有、氬、二氧化碳、水蒸氣等。（2）在濕空氣中水蒸氣的含量雖少，但其變化確對空氣環(huán)境的干燥和潮濕程度產(chǎn)生重要的影響。且使?jié)窨諝獾奈锢硇再|(zhì)隨之改變。因此研究濕空氣中水蒸氣的含量在空氣調(diào)節(jié)行業(yè)中占重要地位.2、（1）濕空氣的密度等于干空氣密度與蒸汽密度之和。在大氣壓力B和T相同情況下，濕度增大時，濕空氣的密度將變小。 天氣由晴轉(zhuǎn)陰時，空氣中水蒸汽的含量增加，由此降低了空氣的密度，于是大氣壓要下降。（2）在冬季。天氣干燥。水蒸汽在空氣中含量減少，而且溫度T也減少了，所以密度增加了，于是冬季大氣壓高于夏季的。3、（1）在大氣壓強。溫度一定的條件下，濕空氣的水蒸汽分壓力是

11、指，在與濕空氣同體積的條件下，將干空氣抽走，水蒸汽單獨存在時的壓力。濕空氣的水蒸汽飽和分壓力是指，在與飽和濕空氣同體積的條件下，將干空氣抽走，水蒸汽單獨存在時的壓力。濕空氣的水蒸汽飽和分壓力是濕空氣的水蒸汽分壓力的上限。（2）它們的大小是受大氣壓力影響的。4、（1）會有凝結(jié)水產(chǎn)生。（2）由附錄41可知：當(dāng)房中漏點溫度為9.5 而冷水管表面溫度為8 所以會有凝結(jié)水產(chǎn)生。（3）若想管道表面不產(chǎn)生凝結(jié)水，則可以對房間內(nèi)空氣進行除濕。5、由附錄41可知：濕空氣20 =50%時，i=39kJ/kg(干空氣) ；濕空氣15，=90% 時，i=39kJ/kg(干空氣)； 所以空氣的焓值沒有發(fā)生變化。6、由已

12、知得，=Q/W=14000/2=7000 （kJ/kg）由初始狀態(tài)B=0.1MPa, =18, =50%終狀態(tài)=25,查 附錄41 得=40%，=45.5 kJ/kg(干空氣) =7.9g/kg(干空氣)4-7、由已知得，=5000 （kJ/kg）由初始狀態(tài) =20, 終狀態(tài)=30, =50% 查 附錄41 得=62%，=43 kJ/kg(干空氣) =9g/kg(干空氣) 8、解：（a,b,c）由室內(nèi)空氣狀態(tài)：溫度20，壓力101325Pa 水蒸汽分壓力為1400Pa，查附錄41 得d=8.8g/kg(干空氣) =6 0%，i=42 kJ/kg(干空氣)（d） 已知干空氣的氣體常數(shù)為287J/

13、（kg*k）干空氣分壓力B-Pq=101325-1400=99925(Pa)干空氣密度： 室內(nèi)干空氣質(zhì)量；(e)：室內(nèi)水蒸汽質(zhì)量:Mq=8.8*58.8=517.5g(f)：如果使室內(nèi)空氣沿等溫線家濕至飽和狀態(tài)，則角系數(shù)=2500 kJ/kg當(dāng)空氣的狀態(tài)是溫度為20，=100%時，則d=14.6g/kg(干空氣) 水蒸汽分壓力2350 Pa此時室內(nèi)的干空氣的密度為 室內(nèi)干空氣質(zhì)量為Mg=1.17753.33=58.26kg室內(nèi)水蒸汽質(zhì)量為14.658.26=850.6g加入的水蒸汽量；850.6-517.5=333.1g4-9、解：由題意得，可知，假設(shè)室內(nèi)空氣的露點溫度為7，則在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，

14、初始溫度為20，露點溫度為7的空氣參數(shù)?？捎筛戒?1 得d=6.2g/kg(干空氣) =42.5%，所以允許最大相對濕度為42.5%，最大允許含濕量是6.2g/kg(干空氣)10、解：a，由附錄41 得=25,1=70%時，=14g/kg(干空氣)=15, =100%時，=10.5g/kg(干空氣)失去的水蒸汽d=-=14-10.5=3.5g(b,c,d ) 由空氣狀態(tài)變化時失去的總熱量是19.1 kJ/kg11、 當(dāng)大氣壓發(fā)生變化時，空氣所有的狀態(tài)參數(shù)都會發(fā)生變化。4-12、 A B C D 設(shè)過一段時間后A、B、C、D溫度分別為環(huán)境溫度為， 則有 A、C與環(huán)境進行熱交換主要是通過外表面熱輻

15、射和外表面與環(huán)境進行熱交換。 B、D 除擁有A、C的換熱特點外，還有液體表面與環(huán)境直接進行的熱質(zhì)交換，因此它們的熱量傳遞速率較A、C的快，更能在短時間內(nèi)接近 足夠長的時間，A、B、C、D與環(huán)境平衡，而且A、C的溫度應(yīng)等于環(huán)境干球溫度B、D應(yīng)等于環(huán)境濕球溫度。13、解：a 由初始狀態(tài)濕球溫度為25，室內(nèi)空氣溫度為24，相對濕度為50% 查附錄41 則新風(fēng)的焓為76 kJ/kg(干空氣) 回氣的焓為48 kJ/kg(干空氣)由能量守衡，276+348=5 =59.2 kJ/kg(干空氣)(b) 由已知查附錄41得=15.8g/kg(干空氣) =9.3g/kg(干空氣) 則由質(zhì)量守衡M1d1+M2d

16、2=(M1+M2)d3 215.8+39.3=5d3 d3=11.9 g/kg(干空氣)(c) (d) 2(35-t)=3(t-24) t=28.414、解：由題意的空氣溫度為15，相對濕度為100%時，查附錄41得當(dāng)加熱到22時，含濕量為d3=10.5 g/kg(干空氣)當(dāng)=30, =75%時，=82 kJ/kg(干空氣) =20.2g/kg(干空氣)當(dāng)=15, =100%時，=42kJ/kg(干空氣) =10.5當(dāng)=30, =75%g/kg(干空氣)當(dāng)=22, =10.5g/kg(干空氣) 時=49 kJ/kg(干空氣) 則在冷卻器中放出的熱量為500 kg/min（82 kJ/kg-42

17、 kJ/kg）=20000 kJ/min 凝結(jié)水量500 kg/min(20.2g/kg(干空氣)- 10.5g/kg(干空氣)=4850g/min加熱器加入的熱量500 kg/min49 kJ/kg (干空氣)- 42 kJ/kg (干空氣)=3500 kJ/min4-15、查焓濕圖i-d圖錯解：查附錄41得 初態(tài)為50時，=62 kJ/kg(干空氣) =4.3g/kg(干空氣)末狀態(tài)為35時=129 kJ/kg(干空氣) =36.5g/kg(干空氣)d=36.5-4.3=32.2 g/kg(干空氣) 所以從被干燥的物體中吸收1 kg水分時所需的干空氣量G=1000/32.2=31 kg 加

18、熱量Q=Gi=31(129-62)=2077 kJ正解：熱量是由于加熱過程是1到2加入的。干燥過程是2到3過程完成的。2狀態(tài)為50時，=62 kJ/kg(干空氣) =4.3g/kg(干空氣)3狀態(tài)為35時=129 kJ/kg(干空氣) =36.5g/kg(干空氣)d=36.5-4.3=32.2 g/kg(干空氣) 所以從被干燥的物體中吸收1 kg水分時所需的干空氣量G=1000/32.2=31 kg加熱量Q=Gi=3130.5=945.5 kJ 4-16、由附錄41得 空氣：初態(tài)：t=15,=50% 得=28.5 kJ/kg(干空氣) =5.3g/kg(干空氣)末態(tài)：t=30,=100% 得=

19、100 kJ/kg(干空氣) =27.3g/kg(干空氣)所以i=71.5 kJ /kg(干空氣) d=22 g/kg(干空氣)由能量守衡的 4.210015=71.5 =88kg/h =d=8822=1936 kg/h 查附得從塔府進入的空氣的溫度為15，相對濕度為50%時其濕球溫度為為9.7則冷卻塔水從308冷卻至9.7 mt=I 4.210020.3=71.5 =119166kg/h 令解：17、解：總熱交換量以空氣初狀態(tài)的濕球溫度Ts 為界，顯熱交換量以空氣初狀態(tài)的干球溫度T1 為界，潛熱交換量以空氣初狀態(tài)的露點溫度T2 為界，由T1=30 ，水蒸汽的分壓力為2000Pa得Ts=21.

20、4 T2=17.5=18水溫t 50 30 18 10 傳熱方向 氣水氣=水 氣水 氣水傳質(zhì)方向氣水氣水 氣=水氣水18、解：（a）常壓下氣溫為30 ，濕球溫度為28 ，由附錄41得=23g/kg(干空氣)被冷卻到10的飽和空氣由附錄41得知=7.5g/kg(干空氣)所以每千克干空氣中的水分減少了15.5g（b）若將氣體加熱到30，由附錄41得濕球溫度為17.8。19、解：因為不計噴入水的焓值，則可以認為是等焓變化。查附錄得 末狀態(tài)：含濕量為26g/kg 干空氣 水蒸汽分壓力：4100Pa 相對濕度為：42% 濕球溫度為：32.4 焓值為：113kJ/kg干空氣第5章吸附和吸收處理空氣的原理與

21、方法1.解：物理吸附是被吸附的流體分子與固體表面分子間的作用力為分子間吸引力，它是一種可逆過程，物理吸附是無選擇的，只要條件適宜，任何氣體都可以吸附在任何固體上。吸附熱與冷凝熱相似。適應(yīng)的溫度為低溫。吸附過程進行的急快參與吸附的各相間的平衡瞬時即可達到?；瘜W(xué)吸附是固體表面與吸附物間的化學(xué)鍵力起作用的結(jié)果。吸附力較物理吸附大，并且放出的熱也比較大，化學(xué)吸附一般是不可逆的，反應(yīng)速率較慢，升高溫度可以大大增加速率，對于這類吸附的脫附也不易進行，有選擇性吸附層在高溫下穩(wěn)定。人們還發(fā)現(xiàn)，同一種物質(zhì)，在低溫時，它在吸附劑上進行物理吸附，隨著溫度升到一定程度，就開始發(fā)生化學(xué)變化轉(zhuǎn)為化學(xué)吸附，有時兩種吸附會同

22、時發(fā)生。2、硅膠是傳統(tǒng)的吸附除濕劑，比表面積大，表面性質(zhì)優(yōu)異，在較寬的相對濕度范圍內(nèi)對水蒸汽有較好的吸附特性，硅膠對水蒸汽的吸附熱接近水蒸汽的汽化潛熱，較低的吸附熱使吸附劑和水蒸汽分子的結(jié)合較弱。缺點是如果暴露在水滴中會很快裂解成粉末。失去除濕性能。與硅膠相比，活性鋁吸濕能力稍差，但更耐用且成本降低一半。沸石具有非常一致的微孔尺寸，因而可以根據(jù)分子大小有選擇的吸收或排除分子，故而稱作“分子篩沸石”。3、目前比較常用的吸附劑主要是活性炭，人造沸石，分子篩等。活性炭的制備比較容易，主要用來處理常見有機物。目前吸附能力強的有活性炭纖維，其吸附容量大吸附或脫附速度快，再生容易，而且不易粉化，不會造成粉

23、塵二次污染，對于無機氣體如等有也很強的吸附能力，吸附完全，特別適用于吸附去除 量級的有機物，所以在室內(nèi)空氣凈化方面有著廣闊的應(yīng)用前景。4、有效導(dǎo)熱系數(shù)通常只與多孔介質(zhì)的一個特性尺度-孔隙率有關(guān)。第6章 間壁式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計算1、解:間壁式換熱器從構(gòu)造上可分為：管殼式、膠片管式、板式、板翹式、螺旋板式等。提高其換熱系數(shù)措施：在空氣側(cè)加裝各種形式的肋片，即增加空氣與換熱面的接觸面積。增加氣流的擾動性。采用小管徑。6-2、解：空氣的濕球溫度越高所具有的焓值也愈大，在表冷器減濕冷卻中，推動總熱質(zhì)交換的動力是焓差，焓差越大，則換熱能力就愈大。6-3、表冷器的傳熱系數(shù)定義為Ks隨迎風(fēng)面積Vy的增加而

24、增加：隨水流速w的增加而增加。 析水系數(shù)與被處理的空氣的初狀態(tài)和 管內(nèi)水溫有關(guān)，所以二者改變也會引起傳熱系數(shù)Ks的變化。6-4、解：總熱交換量與由溫差引起的熱交換量的比值為析濕系數(shù)，用 表示，定義 為 表示由于存在濕交換而增大了換熱量，其值大小直接反映了表冷器上凝結(jié)水析出的多少。5、解：逆流流動時，=100-90=10，=120-50=70 =（90+70）/2=80管束未加肋光管，管壁很薄，所以、 可不記，則 傳熱量為Q=FK=105080=40000W順流流動時：=120-10=110 =100-50=50Q=105076.1=38050W6-6、解：設(shè)冷水的溫度為，解得=52.9Q=KA

25、即保持這樣的負荷需要換熱面積為7、解：設(shè)機油出口溫度為Q=KA由P-R值圖527得=0.78 =0.7823.1=188、解：黃銅管的導(dǎo)熱系數(shù)為： （1）相對與管外表面積的總傳熱系數(shù)為： （2）管壁熱阻可以忽略，則傳熱系數(shù)為： 傳熱增加了97% （3）傳熱增加了1%。9、解： 得 （1） 順流時 （2）逆流時 6-10、（1）計算需要的接觸系數(shù)，確定冷卻器的排數(shù)，如圖所示： 根據(jù)附錄64可知，在常用的范圍內(nèi)，JW型6排表面冷卻器能滿足=0.862的要求，所以決定選擇6排。（2）確定表面冷卻器的型號先假定一個，算出所需冷卻器的迎風(fēng)面積，再根據(jù)選擇合適的冷卻器型號及并聯(lián)臺數(shù)，并算出實際的值。假定=

26、3m/s，根據(jù)可得 根據(jù)=2.8，查得附錄65可以選用JW404型號表面冷卻器，其=3.43，所以實際的為 在查附錄6-4知，在=2.4m/s時，6排JW型表面冷卻器實際的=0.891，與需要的=0.862差別不大，故可以繼續(xù)計算，由附錄65可知，所需的表冷器 的每排傳熱面積為=44.5 ，通水截面積為=0.00553（3）求析濕系數(shù)：（4）求傳熱系數(shù)假定流水速率為w=1.5m/s，根據(jù)附錄63 中的相應(yīng)公式可以計算出傳熱系數(shù)：（5）求冷水量根據(jù)W= w得 W=0.005531.5=8.3kg/s（6）求表冷器能達到的先求傳熱單元數(shù)及水當(dāng)量比根據(jù)式（6-63）得： 根據(jù)式（6-62）得 根據(jù)N

27、TU和值查圖612或按式644計算得：=0.71（7）求水溫由公式（5-70）可得冷水初溫 冷水終溫： （8）求空氣阻力和水阻力：查附錄63中的JW型6排表冷器的阻力計算公式得： 11、解：如圖所示；G=24000kg/h=6.67kg/s W=30000kg/h=8.33kg/s(1)求表冷器迎面風(fēng)速及水流速w由附錄65知JW304型表面冷卻器迎風(fēng)面積=2.57，每排散熱面積=33.40，通水面積=0.00553，所以 （2）求冷卻器可提供的根據(jù)附錄64 ，當(dāng)=2.16m/s時，N=8排時，=0.96080.961（3）先假定根據(jù)查id圖可知，當(dāng)時，（4）求析濕系數(shù)根據(jù)得： （5）求傳熱系數(shù)

28、：根據(jù)附錄63 ，對于JW型的8排冷卻器，（6）求表面冷卻器所能達到的值傳熱單元數(shù)按式（6-63）得水當(dāng)量比按照式（6-62）得根據(jù)NTU和的值，查圖612或按式（6-44）計算得=0.77（7）求所需要的并與上面的比較，而，所以假設(shè)合適，于是在此題的條件下，得到空氣得到終參數(shù)為（8）求冷量及終溫根據(jù)公式（5-9）可 得Q=6.67（55.8-27.5）=188.76KW第7章混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計算1、解：混合式換熱器按用途分為以下幾種類型：冷卻塔洗滌塔噴射式熱交換器混合式冷凝器a、冷卻塔是用自然通風(fēng)或機械通風(fēng)的方法，將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的水進行冷卻降溫之后循環(huán)使用，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效

29、益。b、洗滌塔是以液體與氣體的直接接觸來洗滌氣體以達到所需要的目的，例液體吸收氣體混合物中的某些組分除凈氣體中的灰塵，氣體的增濕或干燥等。c、噴射式熱交換器是使壓力較高的流體由噴管噴出，形成很高的速度，低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進行傳熱傳質(zhì)，并一同進入擴散管，在擴散管的出口達到同一壓力和溫度后送給用戶。d、混合式冷凝器一般是用水與蒸汽直接接觸的方法使蒸汽冷凝，最后得到的是水與冷凝液的混合物，或循環(huán)使用，或就地排放。2、解：濕式冷卻塔可分為：（1）開放式冷卻塔（2）風(fēng)筒式自然冷卻塔（3）鼓風(fēng)逆流冷卻塔（4）抽風(fēng)逆流冷卻塔、抽風(fēng)橫流冷卻塔a、開放式冷卻塔是利用風(fēng)力和空氣的自然對流作用使空氣

30、進入冷卻塔，其冷卻效果要受到風(fēng)力及風(fēng)向的影響，水的散失比其它形式的冷卻塔大。b、風(fēng)筒式自然冷卻塔中利用較大高度的風(fēng)筒，形成空氣的自然對流作用，使空氣流過塔內(nèi)與水接觸進行傳熱，冷卻效果較穩(wěn)定。c、鼓風(fēng)逆流冷卻塔中空氣是以鼓風(fēng)機送入的形式， 而抽風(fēng)冷卻塔中空氣是以抽風(fēng)機吸入的形式，鼓風(fēng)冷卻塔和抽風(fēng)冷卻塔冷卻效果好，穩(wěn)定可靠。3、解：冷卻塔的主要部件及作用： （1）淋水裝置，又稱填料，作用在于將進塔的熱水盡可能的形成細小的水滴或水膜，增加水和空氣的接觸面積，延長接觸時間，從而增進水氣之間的熱質(zhì)交換。（2）配水系統(tǒng)，作用在于將熱水均勻分配到整個淋水面積上，從而使淋水裝置發(fā)揮最大的冷卻能力。（3）通風(fēng)筒

31、：冷卻塔的外殼氣流的通道。4、解：由空氣的初狀態(tài)=35，=27可查id圖得=85kJ/kg由=20，=95%查id圖得=55.5 kJ/kgG（- ）=wc(-)10000(85-55.5)=120004.19(-16)=21.9即噴淋水后的水溫為21.9由=10，=5=13，=100%查id圖得=18.6kJ/kg ，=36.6kJ/kgG（- ）=wc(-)10000(36.6-18.6)=120004.19(16-)=12.4即第二種窮困感情況下噴淋后水的溫度為12.45、解：對空氣進行加濕冷卻過程，使空氣由t=21，d=9g/kg, 變?yōu)閠=21,d=10g/kg狀態(tài)，先對其進行等焓加

32、濕，再等溫加濕或先等溫降濕，在等溫加濕。6、解：措施：（1）噴嘴不是雙排的改為雙排。（2）單排時，噴水方向可改為逆噴，雙排時可改為對噴，三排時應(yīng)為一順二逆。理論上是可通過降低噴水水溫來提高其熱交換效率值的，但實際上不可以，因為噴水水溫愈低，我們要設(shè)置價格較貴的制冷設(shè)備，這個不合理。8、解：（1）雙排對噴。所以噴淋室斷面風(fēng)速（2）根據(jù)空氣的初參數(shù)和處理要求可得需要的噴淋室接觸系數(shù)為該空氣的處理過程為冷卻干燥過程，根據(jù)附錄（5-8）查得相應(yīng)的噴淋室的接觸系數(shù) 所以 =1.09所以總噴水量W=G=1.0930200=32918kg/h(3) 由附錄（5-8）查出噴淋室實驗公式，并列方程式 （4）由，

33、查id圖得=64.5kJ/kg ，=41.9kJ/kg根據(jù)熱平衡方程（5-83）得-= c( -) (5) 聯(lián)立得，解得：（6）求噴嘴前水壓：根據(jù)已知條件知噴淋室斷面為：兩排噴嘴的總噴嘴數(shù)為：N=2n=2133=78所以每個噴嘴的噴水量為：根據(jù)每個噴嘴的噴水量422kg.h及噴嘴孔徑，查圖545，可得噴嘴前所需的水壓為：1.7atm（工作壓力）（7）需要的冷凍水量為：可得循環(huán)水量為：（8）阻力計算：空氣在檔水板斷面上的迎面風(fēng)速由（5-87）得前后檔水板阻力為由589的水苗阻力為9、解：由=9查id圖知=18.7，則依據(jù)式（590）可求出新水溫下的噴水系數(shù)為：于是可得新條件下的噴水量為；W=1.

34、2730200=38345kg/h利用新的=1.27， =9求所求的問題 求代入數(shù)據(jù)得：所以 由根據(jù)表54，當(dāng)由于未知 ，故暫設(shè)=2.87代入上式有； 整理得； 聯(lián)立并求得 由 代入數(shù)據(jù)得由=20.1，查表54得=2.87 所以空氣的參數(shù)為 水的終溫為20.8第8章復(fù)合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計算1.空氣冷卻除濕有什么特點？答：原理：利用濕空氣被冷卻到露點溫度以下，將冷凝水脫除的除濕方法，又稱露點法或冷凍法；空氣冷卻器除濕或噴淋室除濕的方法屬于冷卻除濕；缺點：僅為降溫，表冷器中冷媒溫度為20 左右即可；為除濕，冷媒溫度降低到7以下，使制冷機COP降低。無法使用自然冷源；再熱、雙重能量浪費；霉菌2、

35、說明空氣調(diào)節(jié)方式中熱濕獨立處理的優(yōu)缺點。答： 優(yōu)點：1) 熱濕負荷分開處理，即采用獨立除濕以消除潛熱，獨立降溫以消除顯熱；由于不承擔(dān)濕負荷，冷凍水的溫度為1518，高于室內(nèi)的露點溫度，不會產(chǎn)生凝水，從而消除了室內(nèi)的一大污染源。提高了室內(nèi)空氣品質(zhì)。2) 再生器可以采用低溫?zé)嵩打?qū)動，可方便實現(xiàn)能量儲存，尤其適合以城市熱網(wǎng)連續(xù)均勻供熱作熱源。3) 減小電能消耗，有效緩解用電量峰谷現(xiàn)象，優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)。4) 整個裝置在常壓下運行，旋轉(zhuǎn)部件少，噪聲低、運行維護方便；缺點：對濕度的控制不夠精確，有時候會造成室內(nèi)溫度過干；成本較高。3、蒸發(fā)冷卻器可以實現(xiàn)哪些空氣處理過程？答：直接蒸發(fā)冷卻器：在降低空氣溫度

36、的同時，使空氣的含濕量和相對濕度有所增加，實現(xiàn)了加濕，等焓過程。間接蒸發(fā)冷卻器：實現(xiàn)的便不再是等焓加濕降溫過程，而是減焓等濕降溫過程，從而得以避免由于加濕，而把過多的濕量帶入室內(nèi)。4、蒸發(fā)冷卻器的工作過程有什么特點？什么條件下使用較好？答：1）直接蒸發(fā)冷卻器是利用淋水填料層直接與待處理空氣接觸來冷卻空氣。適用于低濕度地區(qū)，如我國海拉爾在降低空氣溫度的同時，使空氣的含濕量和相對濕度有所增加，實現(xiàn)了加濕，等焓過程。2）間接蒸發(fā)冷卻器是利用一股輔助氣流先經(jīng)噴淋水（循環(huán)水）直接蒸發(fā)冷卻，溫度降低后，再通過空氣空氣換熱器來冷卻待處理空氣（即準(zhǔn)備進入室內(nèi)的空氣），并使之降低溫度。所實現(xiàn)的便不再是等焓加濕降溫過程，而是減焓等濕降溫過程，從而得以避免由于加濕，而把過多的濕量帶入室內(nèi)。適用于低濕度地區(qū)和中等濕度地區(qū)， 要求較低含濕量或比焓的場合。5、液體除濕器分為哪幾類？各有什么特點？1) 絕熱型除濕器：在空氣和液體除濕劑的流動接觸中完成除濕，除濕器與外界的熱傳遞很小，可以忽略，除濕過程可近似看出絕熱過程。2) 內(nèi)冷型除濕器：除濕器中空氣和液體除濕劑之間進行除濕的同時，被外加的冷源所冷卻，借以帶走除濕過程中所