青岛理工大学热质交换原理与设备期末复习题及参考答案

学号：姓名：专业：年级：函授站：密封线试卷类型：（A）卷考核方式：（闭）卷第2页共2页青岛理工大学继续教育学院课程考试2018~2019学年第1学期热质交换原理与设备课试卷使用层次专升本出题教师张立伟学号：姓名：专业：年级：函授站：密封线试卷类型：（A）卷考核方式：（闭）卷第1页共2页热质交换原理与设备复习题一一、填空题1、流体的黏性、热传导和质量（）通称为流体的分子传递性质。2、将热质交换设备系统由于过程不可逆而产生的熵增与两种流体中热容量较大的流体的热容量之比称之为（），常用来作为热质交换设备的评价指标。3、按不同的工作原理，热质交换设备可分为：（）、（）、蓄热式和热管式。4、（）是产生质交换的驱动力，质交换有两种基本方式为分子扩散和对流扩散。5、由于扩散传质引起的热传递，这种现象称为（）效应。6、二元混合气体作为理想气体用分子动力理论可以得出质量扩散系数与温度、压力关系为：（）。7、（）是利用固-液相变、液-汽相变、固-汽相变和固-固相变过程来吸收和释放热量，进行蓄冷和蓄热的一项技术。8、吸附剂吸附除湿过程是（）过程，吸附热一般（）水蒸气的凝结热。9、系数D，a，ν具有扩散的性质，它们的单位均为m2/s，它们分别称为（）、热扩散系数和（）。10、浓度差是产生质交换的驱动力，质交换有两种基本方式为（）和（）。11、二元体系中，由于存在温度差引起的扩散，称为热扩散，也称（）效应。12、吸附剂的再生方式有加热再生、（）、使用清洗气体再生和（）。13、舍伍德准则数Sh的物理意义是（）。14、（）现象是产生在相异两相的边界面上的一种分子积聚现象。15、准则数Pr表示速度分布和温度分布的相互关系；准则数（）表示温度分布和浓度分布的相互关系。二、判断题1、在没有浓度差的二元体系中即使各处存在温度差或总压差，也不会产生质扩散。（）2、当传质方向从流体主流到壁面，即传质阿克曼修正系数的值为负，此时壁面上的导热量就大为增加。（）3、把冷水和温水同时放入冰箱中，则冷水将比温水结冰快。（）4、送风射流较之回风气流的作用范围大得多，因而在空调房间中，气流流型及温度与浓度分布主要取决于送风射流。（）5、喷淋室的前挡水板具有挡住飞溅出来的水滴和使进风均匀流动的双重作用，所以也称为均风板。（）6、湿球温度受传递过程中各种因素的影响，它不完全取决于湿空气的状态，所以不是湿空气的状态参数。（）7、水在冷却塔中进行蒸发冷却，其温度只能被冷却到空气的最初温度，此时水温称为水的冷却极限。（）8、表冷器用来减湿冷却，喷淋室可以完成除减湿冷却以外的所有空气处理过程。（）9、湿式冷却塔和喷淋室都属气水直接接触式热质交换设备，均是用来处理空气用的。（）10、预混燃烧热强度比扩散燃烧高很多，燃烧完全程度也高，燃烧火焰的稳定性也好，不易产生回火。（）三、名词解释1、烧蚀冷却：2、浓度边界层：3、斐克定律：4、析湿系数：四、简答题1、写出刘易斯关系式，并阐明其成立的条件。2、写出麦凯尔方程式，并说明其物理意义。3、同一表面上传质过程如何影响传热过程？4、吸附除湿法和表冷器除湿处理空气的优缺点如何？热质交换原理与设备复习题一答案填空题1、分子扩散2、熵产单元数3、间壁式直接接触式4、浓度差5、杜弗6、7、相变贮能8、放热大于9、分子扩散系数动量扩散系数10、分子扩散对流扩散11、索瑞特12、减压再生置换脱附再生13、反映流体的边界扩散阻力与对流传质阻力之比14、吸附15、Le二、判断题1、×2、√3、×4、√5、√6、√7、×8、×9、×10、×三、名词解释1、烧蚀冷却：为了冷却表面，在物体的表面上涂上一层材料，当温度升高时涂层材料就会升华、熔化或分解，这些化学过程吸收热量，而反应所产生的气体的质量流从表面离去，从而有效地冷却壁面，这种冷却方法称为烧蚀冷却。2、浓度边界层：在流体表面处，存在一个浓度梯度很大的流体薄层区域，这个区域就称为浓度边界层。换热扩大系数：在热湿交换中，把总热交换量与显热交换量之比称为换热扩大系数。3、斐克定律：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，组成二元混合物中组分A和组分B发生扩散。其中组分A向组分B的扩散通量与组分A的浓度梯度成正比，这就是斐克定律。4、析湿系数：在热湿交换中，把总热交换量与显热交换量之比称为换热扩大系数，也称为析湿系数。四、简答题1、条件：(1)0.6<Pr<60；(2)0.6<Sc<3000；(3)；(4)湍流2、意义：湿空气在冷却表面进行冷却降湿过程中，使空气主流与紧靠水膜饱和空气的焓差是热、质交换的推动势。3、由于传质的存在，传质速率的大小和方向影响了壁面上的温度梯度，从而影响了壁面上的总传热量。同时传质的存在对壁面热传导和总传热量的影响是方向相反的传质阿克曼修正系数>0，随着↑，总热量↑，导热量↓；传质阿克曼修正系数<0，随着↑，总热量↓，导热量↑。表冷器除湿：（1）低温露点除湿，除湿要求较低的冷源温度（低于露点温度），降低了制冷机的效率，同时由于冷媒温度较低（较低露点要求），自然低温冷源难以利用；除湿后须将空气加热到适宜的温度，浪费了能源，增加污染，易出霉菌；（3）设备结构简单，安装运行方便。独立除湿：（1）不需对空气进行冷却和压缩；（2）降温和除湿分开独立处理，冷源只需将空气降低到送风温度即可；（3）采用吸附或吸收方法除湿节省能源；（4）结构复杂，属新概念空调。热质交换原理与设备复习题二一、填空题1、流体的粘性、（）和（）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（）；温度分布不均匀时，分子传递的结果产生（）；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（）；描述这三种分子传递性质的定律分别是（）、（）、（）。3、热质交换设备按照工作原理不同可分为（）、（）、（）和热管式等类型。表面式冷却器、省煤器、蒸发器属于（）式，而喷淋室、冷却塔则属于（）式。4、热质交换设备按其内冷、热流体的流动方向，可分为（）式、（）式（）、式和（）式。工程计算中当管束曲折的次数超过（）次，就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。5、（）是热量传递的推动力，而（）则是产生质交换的推动力。6、质量传递有两种基本方式：（）和（），两者的共同作用称为（）。7、相对静坐标的扩散通量称为（），而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为（）。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（）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：，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（）。二、名词解释10、沸石11、静态吸附除湿12、动态吸附除湿13、效能三、简答题1、简述表面式冷却器处理空气时发生的热质交换过程的特点。2、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？3、简述“薄膜理论”的基本观点。4、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。四、计算题含少量碘的压力为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）管内受迫层流：管内受迫紊流：热质交换原理与设备复习题二答案一、填空题1、热传导性质量扩散性2、切应力热传导质量扩散牛顿粘性定律傅立叶定律菲克定律。3、间壁式混合式蓄热式间壁混合式4、顺流逆流叉流混合工45、温度差浓度差6、分子扩散对流扩散对流质交换7、相绝对扩散通量相对扩散通量。8、浓度梯度随整体移动的动坐标9、焓差二、名词解释10、沸石:由于沸石具有非常致的微孔尺寸，因而可以根据分子大小有选择的吸收或排斥分子，故而称做“分子筛沸石”。11、静态吸附除湿:是指吸附剂和密闭空间内的静士空气接触时，吸附空气中水蒸气的方法。12、动态吸附除湿:让湿空气流经吸附剂的除湿方法。所需吸附剂量较少，设备占地面积小，花费较少就能进行大空气流量的除湿。13、效能:表示换热器的实际换热效果与最人可能的换热效果之比。三、简答题1、答：当冷却器表面温度低于被处理空气的干球温度但高于其露点温度时，空气只被冷却并不产生凝结水，此为等湿冷却过程（干冷）；当冷却器表面温度低于空气的露点温度时，空气不但被冷却且其中所含水蒸气也将部分凝结出来，此为减湿冷却过程（湿冷）；在湿冷过程，推动总热交换的动力湿湿空气的焓差，而不是温差。2、答：质量传递的推动力是浓度梯度。传质有两种基本方式：分子扩散与对流扩散。在静止的流体或垂直于浓度梯度方向作层流运动的流体及固体中的扩散，本质上由微观分子的不规则运动引起，称为分子扩散，机理类似于热传导；流体作宏观对流运动时由于存在浓度差引起的质量传递称为对流扩散，机理类似于热对流。3、答：当流体流经固体或液体表面时，存在一层附壁薄膜，靠近壁面一侧膜