第二章 传热传质过程

第二章
1、有一2O （A ）和2CO (B)的混合物，温度为297K ，压力为 1.519х105Pa,已知s m u s m u y B A A /02.0,/08.0,40.0===，试计算下列各值：
（1） 混合物、组分A 和组分B 的摩尔浓度B A
c c c , （2） 混合物、组分A 和组分B 的质量浓度B A ρρρ,
（3） 混合物的质量平均速度和A 、B 组分的相对速度v u v u v B A --,,
（4） 混合物、组分A 和组分B 的绝对摩尔扩散通量B A N N N ,,
（5） 混合物、组分A 和组分B 的绝对质量扩散通量B A n n n ,,
（6） 组分B 的相对质量扩散通量和相对摩尔扩散通量B B J j ,
答案：(1)333/0369.0;/0246.0;/0615.0m kmol m kmol m kmol
(2)333/624.1;/787.0;/411.2m kg m kg m kg
(3) s m s m s m /0196.0;/0404.0;/0396.0-
(4) ()()()s m kmol s m kmol s m kmol ./000738.0./00197.0;./00271.0222
(5)()()()s m kg s m kg s m kg ./0325.0./0630.0./0955.0222
(6)()()s m kmol s m kg ./1086.8;./0318.0242-⨯--
2、氢气和空气在总压力为1.0132×105Pa ，温度为25℃的条件下作等摩尔互扩散，已知扩散率为0.6×10-4m2/s ，在垂直于扩散方向距离为10mm 的两个平面上氢气分压力为16000Pa 和5300Pa 。

试计算此两种气体的摩尔扩散通量。

（必做）答案：()
s m mol ⋅-2/0259.0 3、采用量筒来测定水蒸气在空气中的扩散系数。

试验用量筒内径为30mm ，水面离开量筒口边缘的距离为100mm ，筒底水温及环境温度均为25℃，相对湿度为30%的一股气流吹过筒口1小时后，用精密天平测得水的损失为10.7mg 。

试确定在试验条件下水蒸气在空气中的扩散系数。

大气压力为1.013×105Pa 。

25℃水蒸气的饱和压力为3289.5Pa 。

答案：s m /1051.225-⨯
4、从水层表面蒸发损耗的速率可有测量表面加降的速度来确定。

考虑夏季某一天，水和周围空气的温度均为305K 以及空气的相对湿度是40%，如果已知表面下降速度是0.1mm/h ，问因为蒸发造成的每单位表面积上的质量损耗率速率多大？对流传质系数是多少？
答案：s m s kg /1033.1;/10764.235--⨯⨯
5、观察到一个直径230mm 的平底水盆在23℃温度下，质量消耗速是1.5×10-5kg/s 。

当时周围是干空气，温度为23℃。

（23℃的水蒸汽分压力为28.02mbr ）（必做）
a ）、确定该情况下的对流传质系数。

b ）、当周围空气的相对湿度是50%时，计算蒸发的质量消耗速率。

c ）、当水和周围空气的温度都是47℃时假设对流传质系数保持不变，以及空气是干空气，计算蒸发的质量消耗速率。

（47℃的水蒸汽分压力为105.87mbr ）
答案：s kg s kg s m /1023.5;/10489.7;/1076.1562---⨯⨯⨯
6、平均温度为25o C 的干空气，以6.5m/s 的速度进入内径为2.5cm ，长为1.5m 的圆管。

管子内壁上覆盖有一层薄薄的水膜,管壁温度维持在25o C 。

试计算每秒钟内空气所带走的水量。

（必做）
答案：s kg /10138.14-⨯
7．压力为1.013×105Pa ，温度为25o C 的干空气，吹过一块30cm 见方的冰面，速度为1.5m/s 。

冰块除了暴露于气流中的表面外，其余表面无质交换。

试计算每小时内因质交换而引起的冰块质量的损失。

答案：h kg /0121
.0
8．相对湿度为50%、温度为40o C 的空气，以2m/s 的速度吹过长10m 的游泳池。

池水温度为30o C 。

试估算风吹到游泳池的尽头时每平方米水面上的蒸发量。

（必做）
答案：kg 51079.9-⨯。