热质交换原理与设备知识点考题

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。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、有一空气和二氧化碳组成的混合物，压力为 3 个标准大气压，温度为 0，则此混合物中空气的质扩散系数为 0.547*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。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、根据冷却介质的不同，冷凝器可以分为 、 和 三类。（水冷，空冷，水空气冷却以及靠制冷剂蒸发或其他工艺介质进行冷却的冷凝器。 ）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/hmad=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。4、总压力为 0.1MPa 的湿空气，干球温度为 20，湿球温度为 10，则其相对湿度为 。6、某翅片管换热器，表面对流换热系数位 10W/m2K，翅片表面温度为 50，表面流体温度为 30，翅片效率为 2.5，则换热器的热流密度为 W/m2。12、一管式逆流空气加热器，平均换热温差为 40，总换热量位 40kW，传热系数为40W/(m2.) 则换热器面积为 25 m2。8、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。1、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。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 、 傅里叶定律 、 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 、 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 。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、_混合流_式和_叉流_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、_温差 _是热量传递的推动力，而_焓差 _则是产生质交换的推动力。6、质量传递有两种基本方式： 分子传质 和 对流传质 ，两者的共同作用称为_ _。7、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 。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 mA 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 。9、麦凯尔方程的表达式为： hw （ti tw）=hmd(i-i i) ，它表明当空气与水发生直接接触，热湿交换同时进行时。总换热量的推动力可以近似认为是湿空气的 传热系数与焓差驱动力的乘积 10、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 。3.冰蓄冷系统中的制冰方式主要有两种：_动态_制冰方式和_静态_制冰方式。4. 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。5. 用吸收、吸附法处理空气的优点是_独立除湿_。7. 蒸发冷却所特有的性质是_蒸发冷却过程中伴随着物质交换，水可以被冷却到比用以冷却它的空气的最初温度还要低的程度_。8. 冷却塔的热工计算原则是_冷却数 N = 特性数 N_。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、)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)9、写出斐克定律的普遍表达形式并举例说明其应用？NA=-DdCA/dz +xA ( NA+NB)12、写出麦凯尔方程的表达式并说明其物理意义。hw （ti tw） =hmd(i-ii) 湿空气在冷却降湿过程中，湿空气主流与仅靠水膜饱和空气的焓差是热值交换的推动势，其在单位时间内单位面积上的总传热量可近似的用传值系数 hmd与焓差动力 i 的乘积来表示。16、表冷器处理空气的工作特点是什么？与空气进行热质交换的介质不和空气直接接触，是通过表冷器管道的金属壁面来进行的。空气与水的流动方式主要为逆交叉流。9、什么叫析湿系数 ?它的物理意义是什么 ？解：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。计算题1、有一管道充满了氮气和氧气的混合气体，其温度为 200，总压力位 0.1MPa，一端氮气浓度为 1.0 Kmol/m3，另一端浓度为 0.4 Kmol/m3，两端相距 50cm，已知 DAB=0.510-4m2/s，计算稳态下氮气的物质的量通量。解：由斐克第一定律得： 2121, CABzAndcDdj= =610-5kmol/(m2.S)122zCDjAAB5.0)4.(.42、有一管道充满了氮气和氦气的混合气体，其温度为 300K，总压力位 0.1MPa，一端氮气的分压力为 0.06MPa，另一端为 0.01MPa，两端相距 30cm，已知 DAB=0.68710-4m2/s，计算稳态下氮气的物质的量通量。解：由斐克第一定律得： 2121, CABzAndcDdj122zCDjAAB对于理想气体， ，RTnVpARTpVncA= =4.5910-6kmol/m2s)(12, zRTDjABAn3.0314.8)6(704、一个直径为 3cm 的萘球悬挂于空气管道中，求下述条件的瞬时传质系数；（1）萘球周围的空气静止，温度为 259K，压力为 101.325kPa，萘在空气中的扩散率为 5.1410-6m2/s；（2）空气以 0.15m/s 的速度流过萘球，温度为 259K，压力为 101.325kPa，。ScGr解：（1）Sh=2.0（2 分）=2.05.1410-6/0.03=3.4310-4m/sdDshABc（2） =0.150.03/1.0105=4.5102， （1 分） =1.95uRe ABDSc0.569（ ） 0.25=2.5690.ShScGr=2.5695.1410-6/0.03=4.410-4m/sdDsABc5、一管式逆流空气加热器，空气由 15加热到 30，水在 80下进入换热器管内，40时离开，总换热量位 30kW，传热系数为 40W/(m2.),求：（1）平均换热温差；（2）换热器面积。解：（1）t =80-30=50,t =40-15=25 =35.7tIntm（2） =30000/（4035.7）=21m 2mtkQA热泵系统类型空气源热泵系统 地下水地源热泵系统 地表水地源热泵系统 地埋管地源热泵系统 污水源热泵系统海水源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源 热泵系统和地表水地源热泵系统。