《熱質(zhì)交換基礎(chǔ)原理與設(shè)備》第三版習(xí)題集標(biāo)準(zhǔn)答案

帶格式的：右

第一章緒論

1、答：分為三類。動(dòng)信傳遞：流場(chǎng)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。

?間壁式又稱表面式，在此類換熱罌中，熱、冷介質(zhì)在各自的流道中連續(xù)流動(dòng)完成熱量傳

遞任務(wù)，彼此不接觸，不摻混。

?直接接觸式乂稱混合式，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。

?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，此類換熱器，熱、冷流體依時(shí)間先后交替流過蓄熱體組成的流道，熱流體先對(duì)其加

熱，使蓄熱體壁溫升高，把熱量?jī)?chǔ)存于固體蓄熱體中，隨即冷流體流過，吸收蓄熱體通

道壁放出的熱能.

?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苴于

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(dòng)實(shí)現(xiàn)傳熱。

3、解：順流式乂稱并流式，其內(nèi)冷、熱兩種流體平行地向著同方向流動(dòng)，即冷、熱兩種

?逆流式,兩種流?體也是平行流體，,似它們的流動(dòng)方向相反，即冷，熱兩種流體逆向流

動(dòng)，由相對(duì)得到兩涮進(jìn)入換熱都，向著相反的方向端動(dòng)，并由相對(duì)的兩端離開換熱器，

?叉流式乂稱錯(cuò)流式，兩種流體的流動(dòng)方向右相垂直交叉U

?混流式又稱錯(cuò)流武，兩種流體的流體過程中既有順流部分T存逆流部分

在迎出【I溫度相同的條件下，逆流的平均溫差星火，順流的平均溫差坡小，順流時(shí)，冷流體

的北11溫度總是低于熱流體的出11溫度，而逆流時(shí)冷流體的出11溫度卻可能都過熱流體的出

I1?舄俺一CI北京看一屆益孤揩卜?布留僦渺游-而同門「辟博箱布丹俄師沛-《Hi酋油也

帶格式的：生

布??定的缺點(diǎn)，即冷流體和熱流體的最高溫度發(fā)u在換熱緒的同?端，使得此處的壁溫較高

第二章傳質(zhì)的理論基礎(chǔ)

1、答：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過垂克與傳質(zhì)方向上單位面積的物質(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(duì)速度表示的質(zhì)量通量：nl^=幺％%=心心，，"=eAUA+e8U8

以擴(kuò)散速度表示的質(zhì)量通量：ja=PA(“A—“)JB=_")“"，/=JA+JR

e/=e.一(〃%+"%)=aA(mA+mB)

以主流速度表示的質(zhì)量通量：Le-I

eBu=aB(mA+mB)

2、答：碳粒在燃燒過程中的反應(yīng)式為C+°2=C02,即為1摩爾的C與1摩爾的02反應(yīng),

生成I摩爾的C°2,所以°2與?！?通過碳粒表面邊界界層的質(zhì)擴(kuò)散為等摩爾互擴(kuò)散.

3、從分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)可知：「

兩種氣體A與B之間的分子擴(kuò)散系數(shù)可用吉利蘭提出的半經(jīng)驗(yàn)公式估算:

D=---r—rJ—+—xi(r*

若在壓強(qiáng)2=1?013、105尸a,"=273K時(shí)各種氣體在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)％,在其他p、T

狀態(tài)下的擴(kuò)散系數(shù)可用該式計(jì)算

(1)氧氣和氮?dú)?

%=25.6X10-3W3/(kg-kmolRg=32

VN=31.1xICT，w?/(kg?kmoD%=28

435.7x298axJ—+—x1(F*

D=------------丫32128.=?54x|而/$

1.()132乂1()隈(25.6]+31.ID?

(2)氨氣和空氣：

5

P=1.0132xl0Pt/T=25+273=298K

5

^=I.OI32xlOPflTo=273K

ini-

。=0.2X上也X(—y=0.228而/s

1.0132273

2-4,解：氣體等摩爾互擴(kuò)散問題

D門、0.6xlO^x(16000-5300)

/n=0.0259切加/(〃/?6)

-R-T-&-z(“A一%)=---8-.-3-1-4x-2-9-8-x-1-0-x-1-0-7;-

錯(cuò)1人找到中川源X10-=2.59x10-5fc7no//m2s

R?通用氣體常數(shù)單位：J/kmol?K

_____________________________________________________________________________________________________________________r、帶格式的：右

5、解：25°C時(shí)空氣的物性:0=1?185女=1.835x10'Pa.s,

u=15.53x10^^%=022x1()T//$

3

D=D媼I2_「=0.25x10X2/$

P{TJ

Re=叱=上嗎=20605

v15.53X10-6

cv15.53x10-…

5,=—=--------n=。?62

￡D0.25x107

用式子(2-153)進(jìn)行計(jì)算

s九=0.023凡083s：44=0.023x2O6O5083xO.62044=70.95

血￡>70.95x0.25x107

0.0222m/s

0.08

設(shè)傳質(zhì)速率為GA,則

也=花.也（4「4）=%”次）

dp&

產(chǎn)

JPA,~PA

4%P^-P^

2-6.解：20C時(shí)的空氣的物性：(注：狀態(tài)不同，D需修正〉

p=1.205kg/m,3ju=1.81xl0'5Pa-J,

止&冬田。小.…⑶血啰鼠小叱加

15

。。(穌)I.OI32xlO1273yl

Re=￡^=0.05x3xl.205=9990

v1.81X1O-5

〃1.81X10-5

3,=---=--------------=U.626

cpD1.205x0.24x10^

⑴用式血=0.023凡。取3計(jì)算尼

,shD0.023x9990°8'x0.626°44x0.24x10^八八

h=—―=-------------------------------=0.01875

d0.05

(2)用式就=0395(%/計(jì)算%

5_4

zshD0.0395(9990)^(0.626)x0.24xIOAA1_,/

hm=----=-------------------------------=0.01621W/5

旭d0.05

2-7、錯(cuò)解：氨在水中的擴(kuò)散系數(shù)0=L24xl(r'〃『/s,空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的物性為:

帶格式的：生

p=1.293依/叫3^=1.72x10-5Pa-s,

-?

Pr=0.708,c?p=1.005x10J!{kgk)

p1.72xlQ-5

r~~pD~1.293xl.24xl0-9=10727.74

由熱質(zhì)交換類比律可得

=7.04X10-5WJIS

。1）（第3版P25）用水吸收氮的過程，與相中的NH3（組分A）通過不擴(kuò)散的空氣

（組分B）,擴(kuò)散至氣液相界面，然后溶于水中，所以D為NH3在空氣中的擴(kuò)散。

⑥2）劉易斯關(guān)系式只對(duì)空氣——水系統(tǒng)成立，本題為氨——空氣系統(tǒng)，計(jì)算時(shí)類比關(guān)

系不能簡(jiǎn)化。

令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0C時(shí)物性參數(shù)查附錄3-1

錯(cuò)誤!未找到引用源。b=攵293￥；嚀=~七00&以/3本

0u13.28X10-6八入二

S..=—=----------=0.664

D0.2x10-4

Pr=0.708

D=0.2x1O-S??2/s(查P3裱2-2)

56*(。.町一

1.293x1.005X10.708,1=44.98/H/5=I61X103W/A

10s

=O.O4O36h"0〃m

8、解:8314(273+25)

=44x10--=1w

9RT8314x298

28x1。

1.13kg/tn

RT-8314x298

咽—=0.611

(1N、=0389

Pco、+PN2

___________________________________r、帶格式的：右

9、解：(a)已知用八，MB,XA,XB

a=A/=〃M=xM

M人+MR“八"A+"f)MB工人乂八+XRMB

a_M._8_

1TM+M

AB〃M+“BMBXAMA+XBMB

已知“8,心，MA,MB

mA%

也%

%?阿%?%

助MnMA.MnH

%%

%也

孫+%弊+縹巴5_+以_

M.MRMAMB

32

———=0.3077

年Mg+XAf+XgMg32+28+44

(b)1V;Vj

%,.=0.2692aca=0.4231

紈

%=-------......=--#~-=0.3484

*紈+▲+%.-L+-L+-L

若質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，則/M&Mg322844

亂=0.3982Xg=0.2534

10、解；（a）。，，心的濃度梯度沿垂直方向空氣由上部向下部運(yùn)動(dòng)：

（b）。?，蚱的濃度梯度沿垂直方向空氣由下部句上部運(yùn)動(dòng)，有傳質(zhì)過程。

2^L(r-r)

6=/4,，=誓（以一匕。匕2t

2-11、解；*r\

1)柱形：AJ瓶(yQy」就包

in84

r\

?

球形：Aai.=4^r,,V=^

2)d=100mm為內(nèi)徑，所以n=50,鹿=52

帶格式的：右

.今做電子與然彳白沖林口花帶行松工2.聞4J

由乜和V"廨wH歷乎他母芽，可

r.“告5

奠…理悖收人!：求q

X.o,0%

-「M*-78向…

.、.的^檢*峭汨GIMH?-

號(hào)域及力祈，陟牛

中匕「V＞八2.IT

3乙，

生，也皆.，dN"Y，N*

c2叫.

若為球形Aa產(chǎn)0.033,質(zhì)量損失速率為1.46X10-Qkg/s：壓力損失速率3.48乂10叩心

1(J./(0.()2-O.(X)5)

解：義=56「如）==1.5x10-8kmol!(m-s)

2-12、lxl(r’

1）jA為A的質(zhì)量擴(kuò)散通量，kg/m2s：JA為A的摩爾擴(kuò)散通信kmol/m&

令2）題中氫氮分子量不同

2-13、解：氨一空氣

4=0.2x104桃2/品綜=ioi3乂io,4”=273K,7=350K,P=4

D=?^仔j=0.2x107%f350V

［說卜0.29xl(T*M/s

氫一空氣

=0.511x1()7〃/“

D=誓住)=0.51以10)

0.742xl(rW/s

2-14溶解度s需先轉(zhuǎn)化成摩爾濃度：

32

C4I=sPM=5xIO-x0.03=1.5x^kmoHm'

G『N：=翳仁川-以)="導(dǎo)出.5x10-4-0)=2.25X10-'%^//5

AZ0.01

KA

—^=G\x肛=2.25xl0~,oxl8=4.05xl0-9^/5

帶格式的：生

_2兀一4)_2萬xOSxlO”

=0.124/M2

In型

r

2-15,解、\19.5

CM=sPAi=160x2=320kmoHtn

CA2—xPA2=160x0.1=1bkoml/nr"

「，DA1.8x10"xO.I24/

G,=——lV(C..-C)=-----------r---x(320-16)=1.357x10

xAzA,wA30.5x10-3komlfs

質(zhì)量損失GA=L357X10FX2=2.714X10Y依/$

解：C0和M在25°CW，擴(kuò)散系數(shù)D=O,I67xlO^m2/6

-33

PA-Pj2=(100-50)X10X13.6X10X9.8=666位

-5

n(p_p、I.67X10X6664X^

G=w==-----=8.8x10"kotnl!s

RT^z8314x298x1

18、解、該擴(kuò)散為組分通過停滯組分的擴(kuò)散過程

忖=-。學(xué)+5（N#NJNS=0

ar

ar

=生中”

RTAP

DdP.P,

RTdrPA

DPdP

3A

dr

整理得RT(P-PA)

6八=5=4+

GADPdPA

4/r產(chǎn)一一/??。?一2）dr

G^RT「dr__j-odP%

分離變量，井積分得4“。尸"戶鼠PT得

4^DPr{nP-PAS

RT

第3章傳熱傳質(zhì)問題的分析和計(jì)算

1,答：當(dāng)物系中存在速度、溫度和濃度的梯度時(shí)，則分別發(fā)生動(dòng):病、熱5:和質(zhì)最的傳遞現(xiàn)

象,動(dòng)量、熱量和質(zhì)量的傳遞，（既可以是由分子的微觀運(yùn)動(dòng)引起的分子擴(kuò)散，也可以是由

旋渦混合造成的流體微團(tuán)的宏觀運(yùn)動(dòng)引起的湍流傳遞）

動(dòng)最傳遞、能5:傳遞和質(zhì)5:傳遞三種分子傳遞和湍流質(zhì)量傳遞的三個(gè)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)用干對(duì)流質(zhì)交換可知，傳遞因子等于傳質(zhì)因子

帶格式的：生

G--

①J"=〃W=s,?pr3=Sj43

②且可以把對(duì)流傳熱中有關(guān)的計(jì)算式用于對(duì)流傳質(zhì)，只要將對(duì)流傳熱計(jì)算式中的有關(guān)物理

參數(shù)及準(zhǔn)則數(shù)用對(duì)流傳質(zhì)中相對(duì)應(yīng)的代換即可，如：

z<-><?,a<->D,入<->D,Pr<->SC,NU4->Sh,St<->

③當(dāng)流體通過一物體表面，并與表面之間既有質(zhì)量又藉熱量交換時(shí)，同樣可用類比關(guān)系由傳

1hm=~Le^

熱系數(shù)h計(jì)算傳質(zhì)系數(shù)%即

*=上

3：答：斯密特準(zhǔn)則°

表示物性對(duì)對(duì)流傳質(zhì)的膨響，速度邊界層和濃度邊界層的相對(duì)關(guān)系

v

，0萬〃

Le=-=—=—

Pr上O

劉伊斯準(zhǔn)則a

表示熱量傳遞與質(zhì)量傳遞能力相對(duì)大小熱邊界層于濃度邊界層厚度關(guān)系

R=25+2O=225OC

4、解：定性溫度為-2'此時(shí)空氣的

物性0=1.195kg/m3,L>=15.295xl06m!:/s

查麥得：D0=0-22x10—%,25°。飽和水蒸汽的濃度A=?！?383版/加

—I"=0.25x107機(jī)/5

°"、揣273

20

--------------------=9.48〃〃s

°/7x3600x節(jié)1.195X36(X)X314X0025~

4

15.2蚓1(1

—O-4=0.61

用式(2-153)計(jì)算

sh?=0.023Rf83S^u=0.023x15488°8Jx0.6044=55.66,

=.=曾空衛(wèi)=5.566x1。%心

0.025

設(shè)傳質(zhì)速率為GA,則

dG尸…犯式…產(chǎn)也即）

J

J。4AmA?pAs-pA

帶格式的：生

PA

PA=PA，

20℃時(shí)，飽和水蒸汽的濃度〃,=00179依/小

P-PA

〃?夕_0.003xl.195=3.57x107依/加

?-PAT+J-1+0.003

代入上面的式子得：以=0°"93版"”

d=%=2.23g/依

P-P\

5、解：40憶時(shí),空氣的物性片1?128kg/m)”16.96xl()6m2/s

㈣=2^10=118xl0.

cv16.96x10"

R

X__I-?1同0-424?＞；

轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在

—=(0.037/?^-870)5/

因此，對(duì)此層流一湍流混合問題，應(yīng)用式(2-157)$4

工丫=0.264xl0-4ms/s

DPQ^(

查表2T得，定性溫度為35°C時(shí)，=PW

用=釬通=03

——=[0.037x(1.18xIO6)09-870]x0.64/=1548.9

S/

77T(D\.0.288x1()1

hL=Shi.—=1548.9x---------=4.4610m/s

m1/J1()K

每加池水的蒸發(fā)速率為4=〃"'(0's一夕-)

30*C時(shí)，〃s=0.03037奴/ni3;40°。時(shí),〃；=0.05116kgInr,

-3-5

nA=hM(只心一例J=4.46x10x(0.03037-0.5x0.05116)=2.14xIO

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(duì)濕球表面的對(duì)流換熱,

即可得以下能量守衡方程式以兀-1)=〃〃加其中明為水的蒸發(fā)潛熱

”=〃式=“”S-嘖產(chǎn))

工=￡+與牛(七。$-

2

.二1

又hfKJ

帶格式的：右

查附錄2—1,當(dāng)r=35℃時(shí)，水蒸汽的飽和蒸汽壓力6=5808于是

P.M5808x18

P0s=...°.....H.R-=0.0408依//

RTt8314x308

2=0

3-7、三種方法

SI）含濕量是什么？d與相對(duì)濕度的區(qū)別

?2）主體空氣為濕空氣，其Cf不等于0。

令2-14分析

k（5-1力”西-yh-Gglds-d）

七TS庠4

x—xg希的

心站一帔IMy）冤友

代入以“、4

峰那一胡滲防胃:區(qū)盧=3川"

.咤附C）gM，Pi"3d6田問恥%°歲又,°冷。

''七…釬

=34X3（曙）5=八。"6kg~tj〉=yhM（J-夕）

5栓，&

布琳一，饞秘，班l(xiāng)RS?MRf?.

丫二）3電36/耳,P5"。，》夕卷Z

2T,%bAmS缸

62V以咻>a.pAa-b'8叼61Rm

"j理治小》

,心^裊二喏…川外外有

本r匕力.

懺

5?Y+（t?-U、=1供M（以6-6）

:

dp卜吟>（沖-網(wǎng)4，、，?X（Kk6S-d）3

i帝詔十4閨的證.

帶格式的：生

多不⑦:力，=2c.■》乂"u

S——十(丸廿\

?A'

3。彳Y＞：＞3小叫》。/%

g'C心二*。1+?Tj?xna"/q

個(gè)‘二U'，96BT、42,K)[k》年a:|.XT，櫛M)

H-hF(22，)??呼.883xfQxMM、，

a-------------------------------------------------------------=D.Oi＞v丐/快

“乂-i。，

二.'S5/日4

方法3解:砥，Y)=r〃%o=rh＜p「pQ

其中Q=26℃JS=20℃查表2一1,當(dāng)‘s=20℃時(shí)水蒸汽的飽和蒸汽壓力

==2338x18=001727伙

Ps=2330P,于是RTx8314x293

_dp

r=2454.3燈/kg4=A=

當(dāng)J=26℃t時(shí)定性溫度為r==23°C0=i193依/加.,=i0G5〃4依.公

工—!—(%f=9.59x10-

由奇科比擬知力”o(sj1,197x1.00510.6J

*Ps-*5±^=0.01727-------?6-20

1+d丸1+J24547(X)x9059x10^

d=.2.5g/kg

3-8、解：%=%(限一限)

吉表得當(dāng)溫度為27°C時(shí)，Pz=0026446依/tn3

PZ=@PAS

h------------=----------------------------=54.02/7:/h

PAS-Pz(I-3090)x0.026446

39解：＜a)當(dāng)溫度為230。時(shí)，°4S力.021214版/"〃8=°

,nA1.5x10"

hm=-----------------=-----------------------------=170.27"〃$

A(.PAS-PA.JXxO.O232x0.021214

4

2

〃=hmA(p,「(PPAS)=\70.27x-xxO.O23x0.021214x(1-0.5)=0.075依/s

(b)4

帶格式的：生

(c)當(dāng)溫度為47°C,PAS=0.073462必1環(huán)

2

=/??,ApXiS=170.27X-JXX0.023X().073462=0.519^/5

邛，。)、、、Fu/t/nA<P$-PQ次的"xAg.q'M以

有/(》￥(,)中F'c，PL<o

…、t.yxio_1>大

h=-------二-----------------7/°

今XO>￥X■

◎。巧。%叮，匕,=8,7缶4rs

小二-AoiKg聲0305—)

⑥求hm時(shí)需除以面枳A

人=WJ-xlxl0'=2.78x10-2奴/s

3-10、解：3600

當(dāng)溫度為305K時(shí)，%=0.03453版/加

.42.78x10-2?.

hm=---------------=---------------------------=1.34m/s

ApAS(\-(p)1x0.3453x(1-0.4)

2446

11、解：>nA=hJpAl-pA2)=IO-x(6xIO-5xIO-)=10-

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。我們稱其為濕空氣，其主要成分是:

氮、氧有、氫、二氧化碳、水蒸氣等。

(2)在濕空氣中水蒸氣的含量雖少，但其變化油對(duì)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.

帶格式的：右

p=---0.001315”伙/蘇

2、（1）濕空氣的密度等于干空氣密度與蒸汽密度之和。287TT

在大氣壓力B和T相同情況下，濕度增大時(shí)，濕空氣的密度將變小。

天氣由晴轉(zhuǎn)陰時(shí)，空氣中水蒸汽的含危增加，在此降低了空氣的密度，于是大氣壓要卜.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(qiáng)。溫度一定的條件下，濕空氣的水蒸汽分壓力是指，在與濕空氣同體積

的條件下，將干空氣抽走，水蒸汽單獨(dú)存在時(shí)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(dú)存在時(shí)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(huì)有凝結(jié)水產(chǎn)生。

<2）由附錄4—1可知：當(dāng)房中漏點(diǎn)溫度為9.5-C而冷水管表面溫度為8c所以會(huì)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(duì)房間內(nèi)空氣進(jìn)行除濕。

5、

避「--偽i-Afl就二。

從…四

「5由t布蝴CT.

5t=~*7

由附錄4一1可知：濕空氣20Ca=50$時(shí)，i=39kj/kg（干空氣）：

濕空氣15七，">90%時(shí).i=39kj/kg（干空氣）：所以空氣的燧值沒有發(fā)生變化.

6、由已知得，e=Q/W=14000/2=7000（kj/kg）

由初始狀態(tài)B=0.IMPa,%=18C,*=50%

終:犬態(tài)'2=25*C,查附錄4一1得4=40%,4=45.5kj/kg（干空氣）/=7.9g/kg（干空氣）

47、由已知得，￡=5000（kj/kg）

由初始狀態(tài)”=20C,

終狀態(tài)“=3（VC,4=50%查附錄4—1得a=62%,"=43kj/kg（干空氣）/=9g/kg（干空

氣）

___________________________________r、帶格式的：右

0=的%&，=〃％柞

8、解：（a,b,c）

由室內(nèi)空氣狀態(tài)：溫度20X?,壓力101325Pa水蒸汽分壓力為MOOPa,查附錄4-1得

d=8.8g/kg（干空氣）@=60%,i=42kj/kg（干空氣）

<d）已知干空氣的氣體常數(shù)為287J/（kg*k）干空氣分壓力B-Pq=101325-M00=99925（Pa）

99925=11?

干空氣密度：’287r287x293

室內(nèi)干空氣質(zhì)最：%=/V=L188x5x3.3x3=58.8依

（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)c=2500kj/kg當(dāng)空氣的狀態(tài)是

溫度為2（FC,d）=100%時(shí)，則d=14.6g/kg（干空氣）水蒸汽分壓力2350Pa此時(shí)室內(nèi)的干空

101325-2350.,

。，=-------------=1.1like/m

氣的密度為g287x293

室內(nèi)干空氣質(zhì)量為Mg=1.177x5x13x3=58.26kg

室內(nèi)水蒸汽質(zhì)量為14.6X58.26=850.6g

加入的水蒸汽量：850.6-517.5=333.1g

4-9、解：

3人1」否「闞或必從二7JJ

p、"g

?.￥八邛書（7、>小-―/

小。%?。.“哈jT"3:片,

：0.0e+2X*

香陽聚J：?一常（.）=。、。2乃8X/?！穎U/

“。、6y:的

0.0"論“--

2叫一二g—2°—一，竺三侑3

3一gp,

山題意得，可知，假設(shè)室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度為7C,則在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,初始溫度為20C,

露點(diǎn)溫度為7C的空氣參數(shù)?？捎筛戒?一1得d=6.2g/kg（干空氣）e=42.5$,所以允許

最大相對(duì)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4一1得4=25。41=70%時(shí)，4=Mg/kg（干空氣）

帶格式的：生

’2=156,為=100%時(shí)，4=10.5g/kg(干空氣)

失去的水蒸汽△d=4-"2=M-10.5=3.5g

(b,c,d)

/=(??-r+(2500+c/)-^-

由p*1(XX)

△Q=%?4=1x（25-15）=10口/峪干空氣>

14

2=（2500+1.84x25）歷m=35.644。/kg

Q2=（2500+1.84x15）=26.540/kg

△0=9.1。/依

空氣狀態(tài)變化時(shí)失去的總熱量是19.1kj/kg

1L當(dāng)大氣壓發(fā)生變化時(shí)，空氣所有的狀態(tài)參數(shù)都會(huì)發(fā)生變化。

設(shè)過一段時(shí)間后A、B、C、D溫度分別為‘八%、%、質(zhì)環(huán)境溫度為“，則有

必一小h-“上一”>b一”

A，C與環(huán)境進(jìn)行熱交換主要是通過外表面熱輻射和外表面與環(huán)境進(jìn)行熱交換。

B.D除擁有A、C的換熱特點(diǎn)外，還有液體表面與環(huán)境直接進(jìn)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(shí)間內(nèi)接近0

足夠長(zhǎng)的時(shí)間，A、B、C、D與環(huán)境平衡，而EA、C的溫度應(yīng)等于環(huán)境干球溫度B、D應(yīng)

等丁環(huán)境濕球溫度。

13、解：a由初始狀態(tài)濕球溫度為25C,室內(nèi)空氣溫度為24C,相對(duì)濕度為50娟3

查附錄4—1則新風(fēng)的焙為76kj/kg（干空氣）回氣的熔為48kj/kg（干空氣）

由能量守衡，風(fēng)&+網(wǎng)=（”新+M回購

2x76+3x48=5x3.=59.2kj/kg（干空氣）

（b）由已知查附錄4—1得4=15.8g/kg（干空氣）42=9.3g/kg（干空氣）則由質(zhì)晶守衡

Mlxdl+M2Xd2=(Ml+M2)d32X15.8+3x9.3=5xd3d3=11.9g/kg(干空氣)

帶格式的：右

%,，依=10°5，+4(2501+1.86。

59.2=1.005/+-^-(2507+1.86/)

1000r=29'C

（力cmM=cmQ?2乂（357=3、（t-24）t=28.4C

14,解：由題意的空氣溫度為15C,相對(duì)濕度為100$時(shí)，查附錄4—1得當(dāng)加熱到22C時(shí),

含濕量為d3=10.5g/kg（干空氣）

當(dāng)；=30C，城=75%時(shí)，”=82kj/kg（干空氣）4=20.2g/kg（干空氣）

當(dāng)G=15C4=100%忖，’2=42kJ/kg（干空氣）32=10.5當(dāng)%=30C歐=75*/kg（干空氣）

當(dāng)‘3=22七，4=10.5g/kg（干空氣）時(shí)q=49kj/kg（干空氣）

則在冷卻器中放出的熱面為500kg/minx（82kJ/kg-42kj/kg）=20000kj/min

凝結(jié)水鼓500kg/minx（20.2g/kg（干空氣）-10.5g/kg（干空氣））=4850g/min

加急器加入的熱量500kg/minx49kj/kg（干空氣）-42kj/kg（干空氣））=3500kj/min

4T5、查培濕圖i-d圖

錯(cuò)解：查附錄4-1得初態(tài)為50七時(shí),?=62kj/kg（干空氣）&=4.3g/kg（干空氣）

末狀態(tài)為33c時(shí)’2=129kj/kg（干空氣）出=36.5g/kg（干空氣）

△d=36.5-4.3=32.2g/kg（干空氣）所以從被干燥的物體中吸收1kg水分時(shí)所需的干空氣量

G=1000/32.2=31kg力口熱量Q=GYi=31x（129-62）=2077kJ

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509時(shí),4=62kj/kg（干空氣）4=4.3g/kg（干空氣）

3狀態(tài)為35c時(shí)%=129kj/kg（干空氣）.2=36.5g/kg（干空氣）

△d=36.5-4.3=32.2g/kg（干空氣）所以從被干燥的物體中吸收

1kg水分時(shí)所需的十空氣量G=1000/32.2=31kg

如研，由二匹

小;卜。代―。,。。|乩（3十）

“=卜。|七＞卜。2d.（日?！棒?/p>

3-3=0dx-mi」出“機(jī)

…小心…W-

9""I可干_

加熱成Q=GX△i=31X30.5=945.5kJ

帶格式的：右

4-16、由附錄4—1得

空氣：初態(tài)：t=15*C,6=50%得％=28.5kj/kg（干空

氣）4=5.3g/kg（干空氣）

末態(tài)：t=30C,*=100%得％=iookj/kg（干空氣）

4=27.3g/kg（干空氣）

所以△i=71.5kJ/kg（干空氣）2^=22g/kg（干空

氣）

1

由能量守衡的““4.2X100Xx15=。氣X71.56=88x10\g/h

"繁舊=G氣△d=88x10'x22=1936kg/h

查時(shí)得從塔府進(jìn)入的空氣的溫度為15C,相對(duì)濕度為50%忖其濕球溫度為為9.7C則冷卻塔

水從308七冷卻至9.79°水XmX^t=G'4.2x100x103x20.3=。rx71.5

*=44^166xl"kg/h

令解：

囪7、川［哈科Q/=6"N-

.（注??）al-744AX/o^

卜眼0-心）

、、"瑞，弟哈…以

二8一”小K泳

叫3?初（匿-山）

17、解：總熱交換量以空氣初狀態(tài)的濕球溫度Ts為界,

帶格式的：右

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(diǎn)溫度T2為界，由Tl=30C,水蒸汽的分壓力為2000Pa得

Ts=21.4CT2=17.5C=18

水溫t50c30cisrior

傳熱方向氣一水氣=水氣一水氣一水

傳質(zhì)方向氣一水氣一水氣=水氣一水

得4=23g/kg（干空

18.解：（a）常壓下氣溫為30,C,濕球溫度為28C,由附錄4一1

氣）

被冷卻到10C的飽和空氣由附錄4—1得知4=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30七，由附錄4一1得濕現(xiàn)溫度為17.8C。

19、解：因?yàn)椴挥?jì)噴入水的培值，則可以認(rèn)為是等培變化。查附錄得

末;犬態(tài)：含濕量為26g/kg干空氣

水蒸汽分壓力：4100Pa

相對(duì)濕度為：42%

濕球溫度為：32.4

蠟值為：113kJ/kg干空氣

第5章吸附和吸收處理空氣的原理與方法

L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(jìn)行的急快參與吸附的各相間的平衡瞬時(shí)即

可達(dá)到。

化學(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(duì)

于這類吸附的脫附也不易進(jìn)行，有選擇性吸附層在高溫卜英定。人們還發(fā)現(xiàn)，同一種物質(zhì)，

在低溫時(shí)，它在吸附劑上進(jìn)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(shí)兩種吸附會(huì)同時(shí)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(duì)濕度范圍內(nèi)對(duì)水

蒸汽有較好的吸附特性，聯(lián)膠對(duì)水蒸汽的吸附熱衣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(diǎn)是如果暴露在水滴中會(huì)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

帶格式的：右

“分子