熱質(zhì)交換原理與設(shè)備自測試卷(B)參考答案

1、.熱質(zhì)交換原理與設(shè)備自測試卷（B卷）一、填空題（20分，1分/空）1、直接接觸式（或混合式）2、絕對擴(kuò)散通量或凈擴(kuò)散通量、相對擴(kuò)散通量。3、傳熱4、加熱再生方式、減壓再生方式、使用清潔氣體的再生方式、置換脫附在生方式。5、膜狀凝結(jié)、珠狀凝結(jié)。6、紊流系數(shù)、噴嘴直徑、提高初速7、等濕加熱、等濕冷卻、減濕冷卻 8、濕球溫度 9、質(zhì)量流速、噴水系數(shù)10、擴(kuò)散燃燒二、簡答題（36分，每題6分）1、簡述冷卻塔設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算的任務(wù)是什么？答：已知冷卻任務(wù)和外界氣象參數(shù)，確定冷卻塔的構(gòu)造和參數(shù)（3分）已知冷卻塔的構(gòu)造、外界氣象參數(shù)、氣量、水量，求出水溫度（3分）2、噴淋室熱工計(jì)算的原則是什么？答：1）空

2、氣處理過程需要的熱交換效率應(yīng)該等于噴淋室能達(dá)到的熱交換效率（2分）2）空氣處理過程需要的接觸系數(shù)應(yīng)該等于噴淋室能達(dá)到的接觸系數(shù)（2分）3）空氣失去（或得到）的熱量應(yīng)等于噴水室噴水吸收（或失去）的熱量。（2分）3、說出增強(qiáng)凝結(jié)換熱的四種措施。答：1）改變表面的幾何特征（1.5分）主要手段：開溝槽、掛絲。2）有效的排出不凝性氣體（1.5分）3）加速凝結(jié)液的排出（1.5分）加導(dǎo)流裝置、使用離心力、低頻振動(dòng)、靜電吸引等4）促成珠狀凝結(jié)（1.5分）4、濃度邊界層的意義是什么？（6分）答：由于濃度邊界層的引入，可以將整個(gè)求解區(qū)域劃分為主流區(qū)和邊界層區(qū)。在主流區(qū)為等濃度的勢流，各種參數(shù)視為常數(shù)。在邊界層內(nèi)具

3、有較大的濃度梯度，可以用專門的討論求解邊界層內(nèi)的濃度場，大大簡化問題的求解難度。5、寫出舍伍德準(zhǔn)則數(shù)、傳熱因子、傳質(zhì)因子的表達(dá)式并說明公式中各量的意義？答： 其中 hm對流傳質(zhì)系數(shù) 定型尺寸 物質(zhì)的互擴(kuò)散交換系數(shù)（2分） 傳熱因子 或= 其中h為對流換熱系數(shù)，流體的密度，Cp流體的比熱，U速度，Pr普朗特準(zhǔn)則數(shù)，St對流傳熱斯坦頓準(zhǔn)則數(shù)（2分）傳質(zhì)因子 = hm對流傳質(zhì)系數(shù)，U速度，Sc施密特準(zhǔn)則數(shù) ，Stm傳質(zhì)斯坦頓準(zhǔn)則數(shù)（2分）6、已知水的溫度低于外界空氣的干球溫度且大于外界空氣的濕球溫度，試分析水是否能夠通過冷卻塔進(jìn)行冷卻并說明原因。（6分）答：能通過冷卻塔進(jìn)行冷卻。水的溫度低于外界空氣

4、的干球溫度，說明在冷卻塔內(nèi)空氣和水之間顯熱交換的方向是空氣傳向水，但由于水的溫度大于外界空氣的濕球溫度，水表面飽和空氣層內(nèi)的水蒸氣分壓力大于空氣中的水蒸氣分壓力，水不斷的蒸發(fā)，空氣和水總熱交換的方向是從水到空氣，所以水能夠被冷卻，直至水的溫度降到外界空氣的濕球溫度時(shí)，水分蒸發(fā)需要的熱量完全來自空氣，水和空氣間的總熱交換量為零，水不能被繼續(xù)冷卻。三、計(jì)算題（8分）濕空氣和水通過圓管進(jìn)行熱質(zhì)交換，水在管內(nèi)流動(dòng)。圓管的外徑為27mm，內(nèi)徑為23mm。已知管內(nèi)壁和水的對流換熱系數(shù)為1.1×104w/m2.,空氣和管外壁的對流換熱系數(shù)為220w/m2.,空氣和水呈逆流流動(dòng)?？諝獬鯀?shù)為t1=2

5、5.6 ，i1=50.9kJ/kg , ts1=18，空氣的終參數(shù)為t2=11，i2=30.7kJ/kg, ts2=10.6，求空氣和水之間的以外表面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)（不計(jì)管壁的熱阻，空氣的空壓比熱Cp= 1.01kJ/kg，）解：1、析濕系數(shù)（3分）2、傳熱系數(shù)=294.07 w/m2.（5分）四、計(jì)算題（12分）已知某噴淋室處理的空氣量G=35000kJ/h,大氣壓為101325Pa ,空氣初參數(shù)為t1=28,ts1=22.5，i1=65.8kJ/kg ,需要處理的空氣的終參數(shù)為：t2=16.6，i2=44.4kJ/kg, ts2=15.9，噴水的初溫8.5，噴水的終溫為13.5， 試計(jì)

6、算噴淋室的第一熱交換效率和第二熱交換效率，空氣與水熱濕交換過程的換熱擴(kuò)大系數(shù)。（空氣的比熱取 1.01kJ/kg.）=0.83（4分）=0.873（4分）=1.86（4分）五、計(jì)算題（14分）水蒸氣通過一圓形開口容器向空氣進(jìn)行擴(kuò)散。該容器放置于溫度為328.15K的恒溫槽中，壓強(qiáng)為1atm，在容器頂端流過的是經(jīng)過干燥的空氣，在水面上方的容器中無對流混合。經(jīng)測定，從頂端指水面的距離由0.125m降為0.15m時(shí)，總共需要290小時(shí)。求在該溫度下的水空氣系統(tǒng)的擴(kuò)散系數(shù)。水蒸氣在328.15K時(shí)的飽和壓力為0.16atm，水的密度為985.6m3/kg（摩爾氣體常數(shù)為8314J/kmol.K）解：1

7、）水在328.15k時(shí)的飽和蒸汽壓為PA1=0.16atm=0.16年×101325=16212Pa，PB1=101325-16212=85113Pa，又因容器頂端流過的是經(jīng)過干燥的空氣PA2=0，PB2=101325Pa所以：（5分）2）設(shè)管頂至水面的距離為z，由斯蒂芬定律和擴(kuò)散通量的定義有：= （5分）3）分離變量積分（應(yīng)用定解條件）=2.784×10-5/s（4分）六、計(jì)算題（10分）在288.5K時(shí)，萘的蒸氣壓為0.0363mmHg，試計(jì)算在該溫度下，直徑12.7mm的萘球在空氣中的蒸發(fā)速率。由于萘的蒸發(fā)速率很慢，可以假定在蒸發(fā)過程中萘球的直徑不變，萘球周圍可假定為無限厚的空氣層，且溫度與萘球相同。萘在該溫度下在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為0.0565 ×10-4