热质交换原理与设备自测试卷(B)参考答案
大工16秋《热质交换与设备》在线测试2满分标准答案
大工16秋《热质交换与设备》在线测试21：当空气与水直接接触时，以下说法错误的是（）。
A：当水温高于空气初状态的湿球温度时，空气为增焓过程B：当水温高于空气初状态的干球温度时，空气失去显热C：当水温等于空气初状态的湿球温度时，热流量等于零，水温不变D：当水温低于空气初状态的湿球温度时，热流方向由空气流向睡眠，水温升高正确答案：B2：使气体浓缩的物体叫做（）。
A：吸附质B：吸附剂C：吸收质D：吸收剂正确答案：A3：<p>题目见图片</p><p><img alt=""width="570" height="238"src=""/></p>A：B：C：D：正确答案：B4：<p>题目见图片</p><p><img alt=""width="537" height="195"src=""/></p>A：B：C：D：正确答案：C5：<p>题目见图片</p><p><img width="532"height="454" alt=""src=""/></p>A：B：C：D：正确答案：C6：在空气与水直接接触的热质交换时，若边界层温度高于主体空气温度，且水蒸气分压力大于主体空气的水蒸气分压力时（）。
A：边界层向周围空气传热，并且水蒸气分子将由边界层向主体空气迁移B：主体空气向边界层传热，并且水分子将由空气主体向边界层迁移C：边界层向周围空气传热，并且水分子将由空气主体向边界层迁移D：主体空气向边界层传热并且水蒸气分子将由边界层向主体空气迁移正确答案：A7：<p>题目见图片</p><p><img alt=""width="557" height="189"src=""/></p>A：B：C：D：正确答案：B8：以下属于化学吸附的主要特征有（）。
中国石油大学《热质交换原理与设备》在线考试模拟题2
秋季学期《热质交换原理与设备》在线考试补考（适用于4月份考试）
单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的（）。
A:质量浓度
B:摩尔浓度
C:质量分数
D:摩尔分数
参考选项：A
密度大的气体和液体在多孔固体中的扩散一般为（）。
A:斐克型扩散
B:克努森型扩散
C:过度区扩散
D:不确定
参考选项：A
在喷淋室中当水的温度低于空气的湿球温度，则空气的焓将（）。
A:降低
B:不变
C:升高
D:都有可能
参考选项：A
对于管内层流传质过程，当速度边界层和浓度边界层都充分发展之后，对流传质的宣乌特准则数为（）。
A:非定值
B:定值
C:随着流动方向逐渐增大
D:随着流动方向逐渐减小
参考选项：B
在传质中，紊流扩散的通量要远大于分子扩散的通量。
A:对
B:错
参考选项：A
在冷却塔中，水的最终温度只能达到空气的进口温度。
A:对
B:错
参考选项：B
在一元体系中也会产生质量传递。
A:对
1。
热质交换原理与设备练习与自测
第一章练习与自测1 当流体中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别会发生（动量）传递，（热量）传递和（质量）传递。
2 热量、动量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的（分子）传递，也可以是由流体微团的宏观运动引起的（湍流）传递。
3.简答题：分子传递现象可以分为几类？各自是由什么原因引起？答案：分子传递现象可以分为动量传递、热量传递和质量传递现象。
在一种物体内部，或在两种彼此接触（包括直接接触或间接接触）的物体之间，当存在势差（梯度）时就会产生传递现象。
例如：当存在温度差时会发生热量传递现象，存在速度差时会发生动量传递现象，存在浓度差或分压力差时会发生质量传递现象。
第二章练习与自测1、有关扩散通量，下列说法正确的是___BCD____。
A、扩散通量是一个标量，只有大小没有方向；B、净扩散通量是相对于静坐标而言；C、相对扩散通量是相对于以混合物整体平均速度移动的动坐标而言；D、当混合物整体流动的平均速度为0时，净扩散通量＝相对扩散通量。
2、质量传递的基本方式为（分子扩散传质）和（对流扩散传质）。
（分子扩散传质）和（对流扩散传质）两者的共同作用称为对流质交换。
3.传质和传热方向相反时，总传热量会（减小）传质和传热方向相同时，总传热量会（增大）。
4.什么是分子扩散传质和对流扩散传质？什么是对流传质？答：在静止的流体或垂直于浓度梯度方向作层流运动的流体以及固体中的扩散，是由微观分子运动所引起，称为分子扩散传质。
在流体中由于对流运动引起的物质传递，称为对流扩散传质。
流体作对流运动，当流体中存在浓度差时，对流扩散亦必同时伴随分子扩散，分子扩散传质与对流扩散传质的共同作用成为对流传质。
5 如何理解动量、热量和质量传递现象的类比性？答：当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别会发生动量、热量和质量传递现象。
动量、热量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的分子传递，也可以是由漩涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递。
大连理工大学智慧树知到“建筑环境与能源应用工程”《热质交换与设备》网课测试题答案1
大连理工大学智慧树知到“建筑环境与能源应用工程”《热质交换与设备》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.温湿度独立处理空调系统属于复合热质交换设备。
()A.错误B.正确2.在传热传质同时存在的壁面，随着阿克曼修正系数C₀的增加，膜总传热量逐渐增大。
()A.错误B.正确3.表征动量传递和质量传递能力的相对大小的准则数是()。
A.ScB.ReC.PrD.Sh4.以下参数中，能够引起水冷式表冷器传热系数变化的参数是()。
A.迎面风速B.水流速C.进水温度D.空气初状态5.从平面基面上伸出而本身又不具备变截面的肋片叫做()。
A.等截面环肋B.变截面环肋C.变截面直肋D.等截面直肋6.实际工作中，常用的空气吸附除湿一般包括空气静态吸附除湿和动态吸附除湿。
()A.错误B.正确7.以下关于普朗特准则Pr=v/a说法正确的是()。
A.表示速度分布和浓度分布的相互关系B.体现传热和传质之间的相互联系C.表示速度分布和温度分布的相互关系D.体现流动和传热之间的相互关系8.喷淋室的主要目的适用水来处理空气，而冷却塔的主要目的是用空气来冷却水。
()A.正确B.错误9.以下属于热管换热器特点的是()。
A.结构坚固、操作弹性大B.结构简单、换热效率高C.相同传热量金属耗量少D.选材范围广、处理能力大10.化学吸附的起因于分子间的范德华力的作用。
()A.正确B.错误11.对于除湿溶液而言，以下说法正确的是()。
A.溶液除湿能力随溶液浓度的降低而升高B.表面蒸汽压力随着浓度的升高而增大C.溶液除湿能力随着温度升高而增大D.溶液表面蒸汽压随着温度的升高而升高12.在我国，热质交换设备中站主要地位的是()。
A.管式换热器B.板式换热器C.热管式换热器D.以上都不是13.以下不属于热质交换设备性能评价方法的是()。
A.热质交换设备的单一性能评价法B.传热量与流动阻力损失相结合的热性能评价法C.焓分析法D.?分析法14.直接蒸发冷却器适用于低湿度地区。
大工16秋《热质交换与设备》在线测试3满分答案
大工16秋《热质交换与设备》在线测试3满分答案1：下列属于混合热质交换设备的是（）。
A：表冷器B：空气加热器C：喷射式热交换器D：散热器正确答案：C2：以下不是空气调节方式中热湿独立处理的优点的是（）。
A：不会产生凝水，提高室内空气品质B：整个装置在常压下运行，旋转部件少，噪声低，运行维护方便C：对湿度的控制不精确D：减小电耗，有效缓解电量峰谷现象正确答案：C3：以下不属于等焓加湿器的是（）。
A：超声波加湿器B：板面蒸发加湿器C：透膜式加湿器D：喷射泵正确答案：D4：在我国，热质交换设备中站主要地位的是（）。
A：管式换热器B：板式换热器C：热管式换热器D：以上都不是正确答案：A5：为了检修，清洗和防冻等目的，在喷淋室底部设有的管道是（）。
A：循环水管B：溢水管C：补水管D：泄水管正确答案：D6：并不从单一的科学技术观点来评价热性能的性能评价方法是（）。
A：热经济学分析法B：?分析法C：传热量与流动阻力损失相结合的热性能评价法D：两指标分析法正确答案：A7：蒸发冷却式空调系统的关键设备是（）。
A：空气蒸发冷却器B：集水箱C：水泵D：流量调节阀正确答案：A8：液体除湿器包括内冷型除湿器和（）。
A：绝热型除湿器B：外冷型除湿器C：内热型除湿器D：外热型除湿器正确答案：A9：冷却塔的热工计算中，一般要求冷却水出口温度比当地条件下的湿球温度（）。
A：低3-5℃B：高3-5℃C：相等D：以上说法均不对正确答案：B10：（）的特点是占地面积小，一般在处理风量小或空调机房层高允许的地方采用。
A：卧式喷淋室B：立式喷淋室C：低速喷淋室D：双级喷淋室正确答案：B11：单一性能评价法在应用中能够估计设备各个热性能指标，因而广泛应用于热质交换设备的性能评价中。
A：错误B：正确正确答案：A12：冷却塔根据热质交换区段内水和空气流动方向的不同，可以分成干式和湿式。
A：错误B：正确正确答案：A13：与间壁式热质交换设备不同，混合式设备主要依靠冷热流体直接接触进行传热。
热质交换原理与设备试卷及答案(K12教育文档)
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热质交换原理与设备2一、填空题(共30分）1、流体的粘性、热传导性和_质量扩散性__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___、傅立叶定律_、_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、_混合式_、_蓄热式_和热管式等类型。
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_混合式。
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、__叉流___式和__混合_____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、__温度差_是热量传递的推动力,而_浓度差_则是产生质交换的推动力。
6、质量传递有两种基本方式：分子扩散和对流扩散，两者的共同作用称为__对流质交换__。
7、相对静坐标的扩散通量称为绝对扩散通量，而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为相对扩散通量。
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m A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___随整体移动的动坐标__。
热质交换原理与设备自测试卷参考答案
热质交换原理与设备自测试卷（B 卷）一、填空题（20分，1分/空）1、直接接触式（或混合式）2、绝对扩散通量或净扩散通量、相对扩散通量。
3、传热4、加热再生方式、减压再生方式、使用清洁气体的再生方式、置换脱附在生方式。
5、膜状凝结、珠状凝结。
6、紊流系数、喷嘴直径、提高初速7、等湿加热、等湿冷却、减湿冷却8、湿球温度9、质量流速、喷水系数10、扩散燃烧二、简答题（36分，每题6分）1、简述冷却塔设计计算和校核计算的任务是什么？答：已知冷却任务和外界气象参数，确定冷却塔的构造和参数（3分） 已知冷却塔的构造、外界气象参数、气量、水量，求出水温度（3分）2、喷淋室热工计算的原则是什么？答：1）空气处理过程需要的热交换效率应该等于喷淋室能达到的热交换效率（2分）2）空气处理过程需要的接触系数应该等于喷淋室能达到的接触系数（2分）3）空气失去（或得到）的热量应等于喷水室喷水吸收（或失去）的热量。
（2分）3、说出增强凝结换热的四种措施。
答：1）改变表面的几何特征（分）主要手段：开沟槽、挂丝。
2）有效的排出不凝性气体（分）3）加速凝结液的排出（分）加导流装置、使用离心力、低频振动、静电吸引等4）促成珠状凝结（分）4、浓度边界层的意义是什么？（6分）答：由于浓度边界层的引入，可以将整个求解区域划分为主流区和边界层区。
在主流区为等浓度的势流，各种参数视为常数。
在边界层内具有较大的浓度梯度，可以用专门的讨论求解边界层内的浓度场，大大简化问题的求解难度。
5、写出舍伍德准则数、传热因子、传质因子的表达式并说明公式中各量的意义？ 答： i D l mh Sh = 其中 h m ——对流传质系数 l —定型尺寸 i D —物质的互扩散交换系数（2分）传热因子3/2p H Pr U c h J ∞ρ= 或=32Pr St 其中h 为对流换热系数，ρ——流体的密度，Cp ——流体的比热，U ∞——速度，Pr ——普朗特准则数，St ——对流传热斯坦顿准则数（2分） 传质因子3/2C m D S U h J ∞= = 32m Sc St h m ——对流传质系数，U ∞——速度，Sc ——施密特准则数 ，St m ——传质斯坦顿准则数（2分）6、已知水的温度低于外界空气的干球温度且大于外界空气的湿球温度，试分析水是否能够通过冷却塔进行冷却并说明原因。
137石大网络教育热质交换原理与设备在线作业
石大网络教育热质交换原理与设备在线作
业
一、单选题（客观）
1(5.0分) （）反映了流体的边界扩散阻力与对流传质阻力之比。
A) 普朗特准则数
B) 斯坦顿准则数
C) 施密特准则数
D) 舍伍德准则数
参考答案：D
2(5.0分) 以下不属于表冷器除湿特点的是（）。
A) 不需要对空气进行冷却
B) 易产生霉菌，会影响室内空气质量
C) 不需要对空气进行压缩
D) 噪声低，露点温度低
参考答案：D
3(5.0分) 喷淋室前挡水板的作用是（）。
A) 挡住飞溅的水滴和均匀进风
B) 均匀进风和水滴分离
C) 挡住飞溅的水滴和水滴分离
D) 均匀进风和增大空气与水的接触面积
参考答案：A
4(5.0分) 当传质方向从流体主流到壁面，传质阿克曼修正系数的值为（），此时壁面上的导热量（）。
A) 正，减小为0
B) 正，增大
C) 负，减小
D) 负，增大
参考答案：D
5(5.0分) 湿空气在冷却表面进行冷却除湿过程中，湿空气主流与紧靠水膜饱和空气的( )是热、质交换的推动势。
A) 温差
B) 焓差
C) 压差
D) 浓度差
参考答案：B
6(5.0分) 关于顺流和逆流换热器说法错误的是（）。
A) 在相同进出口温度下，逆流比顺流平均温差大
B) 顺流时冷流体的出口温度一定小于热流体的出口温度。
热质交换原理与设备习题答案(供参考)
第一章 第一章 绪论1、答：分为三类。
动量传递：流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）；热量传递：温度梯度的存在（或温度分布不均匀）；质量传递：物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）。
第二章 热质交换过程1、答：单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。
传质通量等于传质速度与浓度的乘积。
以绝对速度表示的质量通量：,,A A A B B B A A B B m u m u m e u e u ρρ===+以扩散速度表示的质量通量：(),(),A A A B B B B A B j u u j u u u j j j ρρ=-=-=+以主流速度表示的质量通量：1()()A A A A B B A A B e u e e u e u a m m e ⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为22C O CO +=，即为1摩尔的C 与1摩尔的2O 反应，生成1摩尔的2CO ，所以2O 与2CO 通过碳粒表面边界界层的质扩散为等摩尔互扩散。
3、答：当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量和质量的传递现象。
动量、热量和质量的传递，（既可以是由分子的微观运动引起的分子扩散，也可以是由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递）动量传递、能量传递和质量传递三种分子传递和湍流质量传递的三个数学关系式都是类似的。
4、答：将雷诺类比律和柯尔本类比律推广应用于对流质交换可知，传递因子等于传质因子①2233r P 2m H D t t c G J J S S S ===⋅=⋅② 且可以把对流传热中有关的计算式用于对流传质，只要将对流传热计算式中的有关物理参数及准则数用对流传质中相对应的代换即可，如：r ,,,P ,,mc u h t t t c a D D S N S S S λ↔↔↔↔↔↔ ③当流体通过一物体表面，并与表面之间既有质量又有热量交换时，同样可用类比关系由传热系数h 计算传质系数m h 23m h h Le e φ-=⋅5：答：斯密特准则c i v S D = 表示物性对对流传质的影响，速度边界层和浓度边界层的相对关系刘伊斯准则r P c vS D a Le v Da ===表示热量传递与质量传递能力相对大小 热边界层于浓度边界层厚度关系6、从分子运动论的观点可知：D ∽312p T -两种气体A 与B 之间的分子扩散系数可用吉利兰提出的半经验公式估算：若在压强5001.01310,273P Pa T K =⨯=时各种气体在空气中的扩散系数0D ，在其他P 、T 32000P T D D P T ⎛⎫= ⎪⎝⎭ （1）氧气和氮气：（2）氨气和空气：7、解：124230.610(160005300)()0.0259/()8.3142981010A A A D N P P kmol m s RT z --⨯⨯-=-==⋅∆⨯⨯⨯8、解：250C 时空气的物性：351.185/, 1.83510,kg m Pa s ρμ-==⨯⋅ 用式子（2-153）进行计算设传质速率为A G ，则9、解：200C 时的空气的物性：（1）用式0.830.440.023m e c sh R S =计算m h（2）用式13340.0395e c sh R S =计算m h10、解：氨在水中的扩散系数921.2410/D m s -=⨯，空气在标准状态下的物性为； 由热质交换类比律可得11、解：定性温度为0252022.5,2g t C +==此时空气的 物性ρυ⨯23-6=1.195kg/m ,=15.29510m /s 查表得：⨯-42o D =0.2210m /s,0C 25饱和水蒸汽的浓度30.02383/v kg m ρ=用式（2--153）计算设传质速率为A G ，则020C 时，饱和水蒸汽的浓度30.0179/A s kg m ρ⋅=∴ 代入上面的式子得：230.01193/A kg m ρ= 12、解：040,C 时空气的物性ρυ⨯23-6=1.128kg/m ,=16.9610m /s 转折点出现在56e 510101.1810e R , 4.24R c x l m μν⨯⨯⨯===因此，对此层流---湍流混合问题，应用式（2-157）30.8(0.037870)e c L R S Sh γ=-查表2—4得，定性温度为350C 时，324000.26410O D P T D P T -⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭2m /s 每2m 池水的蒸发速率为()m A A S A n h ρρ⋅∞=- 300C 时，3030.03037/;40,0.05116/A S A S kg m C kg m ρρ⋅⋅'==时13、解：在稳定状态下，湿球表面上水蒸发所需的热量来自于空气对湿球表面的对流换热，即可得以下能量守衡方程式2()s fg H O h T T h n ∞-=其中fg h 为水的蒸发潜热 又23r P 1m p c h h c S ρ⎛⎫= ⎪⋅⎝⎭ 查附录2—1，当s T =035C 时，水蒸汽的饱和蒸汽压力5808S P =于是14、解：2()()s H O m S h T T r n r h ρρ∞∞-=⋅=⋅-其中0026,20S t C t C ∞== 查表2—1，当020S t C =时水蒸汽的饱和蒸汽压力2330S a P P = 于是22338180.017278314293H O S S s P M kg RT ρ⨯===⨯当026t C ∞=，时定性温度为023,2s t t t C ∞+==31.193/ 1.005/()p kg m c kJ kg k ρ=⋅=⋅ 由奇科比拟知22334r P 110.749.59101.197 1.0050.6m p c h h c S ρ-⎛⎫⎛⎫===⨯ ⎪ ⎪⋅⨯⎝⎭⎝⎭d=12.5g/kg15、解：325100.04036/8314(27325)i CO P C kmol m RT ===+16、解：（a ）已知A M ，B M ，A x ，B x已知B a ，A a ，A M ，B M（b ）222222222320.3077322844O O O O O N N CO CO x M a x M x M x M ===++++ 若质量分数相等，则2222222221320.3484111322844O O O O N CO O N CO a M x a a a M M M ===++++17、解；（a ）2O ，2N 的浓度梯度沿垂直方向空气由上部向下部运动：（b ）2O ，2N 的浓度梯度沿垂直方向空气由下部向上部运动，有传质过程。
热质交换原理与设备答案
第一章 第一章 绪论1、答：分为三类。
动量传递：流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）； 热量传递：温度梯度的存在（或温度分布不均匀）；质量传递：物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）。
第二章 热质交换过程1、答：单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。
传质通量等于传质速度与浓度的乘积。
以绝对速度表示的质量通量：,,A A A B B B A A B B m u m u m e u e u ρρ===+ 以扩散速度表示的质量通量：(),(),A A A B B B B A B j u u j u u u j j j ρρ=-=-=+以主流速度表示的质量通量：1()()A A A AB B A A B e u e e u e u a m m e ⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦()B B A B e u a m m =+2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为22C O CO +=，即为1摩尔的C 与1摩尔的2O 反应，生成1摩尔的2CO ，所以2O 与2CO 通过碳粒表面边界界层的质扩散为等摩尔互扩散。
3、答：当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量和质量的传递现象。
动量、热量和质量的传递，（既可以是由分子的微观运动引起的分子扩散，也可以是由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递）动量传递、能量传递和质量传递三种分子传递和湍流质量传递的三个数学关系式都是类似的。
4、答：将雷诺类比律和柯尔本类比律推广应用于对流质交换可知，传递因子等于传质因子①2233r P 2m H D t t c G J J S S S ===⋅=⋅② 且可以把对流传热中有关的计算式用于对流传质，只要将对流传热计算式中的有关物理参数及准则数用对流传质中相对应的代换即可，如：r ,,,P ,,mc u h t t t c a D D S N S S S λ↔↔↔↔↔↔③当流体通过一物体表面，并与表面之间既有质量又有热量交换时，同样可用类比关系由传热系数h 计算传质系数m h 23m hh Le e φ-=⋅5：答：斯密特准则c i v S D =表示物性对对流传质的影响，速度边界层和浓度边界层的相对关系刘伊斯准则r P c v S D a Le v D a ===表示热量传递与质量传递能力相对大小 热边界层于浓度边界层厚度关系6、从分子运动论的观点可知：D ∽312p T -两种气体A 与B 之间的分子扩散系数可用吉利兰提出的半经验公式估算：410D -=若在压强5001.01310,273P Pa T K =⨯=时各种气体在空气中的扩散系数0D ，在其他P 、T状态下的扩散系数可用该式计算32000P T D D P T ⎛⎫= ⎪⎝⎭（1）氧气和氮气：2233025.610/()32o V m kg kmol μ-=⨯⋅=223331.110/()28N N V m kg kmol μ-=⨯⋅=525233 1.5410/1.013210(25.631.1)D m s -==⨯⨯⨯+（2）氨气和空气：51.013210P Pa =⨯ 25273298T K =+= 50 1.013210P Pa =⨯ 0273T K =3221.0132980.2()0.228/1.0132273D cm s=⨯⨯=7、解：124230.610(160005300)()0.0259/()8.3142981010A A A D N P P kmol m s RT z --⨯⨯-=-==⋅∆⨯⨯⨯8、解：250C 时空气的物性：351.185/, 1.83510,kg m Pa s ρμ-==⨯⋅6242015.5310/,0.2210/m s D m s υ--=⨯=⨯32420006640.2510/40.08Re 2060515.531015.53100.620.2510o c P T D D m s P T u d v v S D ----⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭⨯===⨯⨯===⨯用式子（2-153）进行计算0.830.440.830.4440.0230.023206050.6270.9570.950.25100.0222/0.08m e c m m sh R S sh D h m sd -==⨯⨯=⨯⨯===设传质速率为A G ，则211220000()()()44ln4A A A m A s A A lA m A s AA s A m A s A dG d dx h d u d du d dx h du l h ρρππρρρρρρρρρρ⋅⋅⋅⋅=-==--=-⎰⎰9、解：200C 时的空气的物性：353352244200505541.205/, 1.8110,1.013102930.22100.2410/1.0132102730.053 1.205Re 99901.81101.81100.6261.2050.2410o c kg m Pa s P T D D m s P T u dv S D ρμρμρ------==⨯⋅⎛⎫⨯⎛⎫==⨯⨯⨯=⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯（1）用式0.830.440.023m e c sh R S =计算m h 0.830.4440.02399900.6260.24100.018750.05m m sh D h d -⨯⨯⨯⨯===（2）用式13340.0395e c sh R S =计算m h134340.0395(9990)(0.626)0.24100.01621/0.05m sh D h m sd -⨯⨯===10、解：氨在水中的扩散系数921.2410/D m s -=⨯，空气在标准状态下的物性为；353591.293/, 1.7210,Pr 0.708, 1.00510/()1.721010727.741.293 1.2410p c kg m Pa s c J kg k S D ρμμρ----==⨯⋅==⨯⋅⨯===⨯⨯ 由热质交换类比律可得231Pr m pc h h c S ρ⎛⎫= ⎪⎝⎭223351Pr 560.7087.0410/1.293100110727.74m p c h m s h c S ρ-⎛⎫⎛⎫==⨯=⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭11、解：定性温度为0252022.5,2g t C +==此时空气的 物性ρυ⨯23-6=1.195kg/m ,=15.29510m /s查表得：⨯-42o D =0.2210m /s,0C 25饱和水蒸汽的浓度30.02383/v kg m ρ=33224400 1.0132980.22100.2510/1.0132273O D P T D m sP T --⎛⎫⎛⎫==⨯⨯⨯=⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭02220209.48/3.140.0253600 1.195360044u m s d πρ===⨯⨯⨯⨯⨯0e 9.480.025R 15488u d υ⨯===⨯-615.2951040.25100.61c D S υ-⨯⨯===-615.29510用式（2--153）计算0.830.440.830.440.0230.023154880.6155.66,m e c sh R S ==⨯⨯=4255.660.2410 5.56610/0.025m m sh D h m sd --⨯⨯===⨯设传质速率为A G ，则 20()()()4A m A s A A dG d dx h d u d ππρρρ⋅=-=21004A A lAm A s A du d dx h ρρρρρ⋅=-⎰⎰1204exp()A s A A A s m h du ρρρρ⋅⋅-=-020C 时，饱和水蒸汽的浓度30.0179/A s kg m ρ⋅=11AAdρρρ=-1330.003 1.1953.5710/110.003A d kg m d ρρ-⋅⨯∴===⨯++∴ 代入上面的式子得：230.01193/A kg m ρ=112.23/A Ad g kgρρρ==-12、解：040,C 时空气的物性ρυ⨯23-6=1.128kg/m ,=16.9610m /s60e 210R 1.1810u lυ⨯===⨯⨯-616.9610转折点出现在56e 510101.1810e R , 4.24R c x l m μν⨯⨯⨯=== 因此，对此层流---湍流混合问题，应用式（2-157）30.8(0.037870)e c LR S Sh γ=-查表2—4得，定性温度为350C 时，324000.26410O D P T D P T -⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭2m /s40.264100.64c DS υ-⨯⨯===-616.9610360.8[0.037(1.1810)870]0.641548.9LSh γ=⨯⨯-⨯=430.288101548.9 4.4610/10mL L D h Sh m sL --⨯⎛⎫==⨯=⨯ ⎪⎝⎭每2m 池水的蒸发速率为()m AA S A n h ρρ⋅∞=- 300C 时，3030.03037/;40,0.05116/A S A S kg m C kg m ρρ⋅⋅'==时 ()354.4610(0.030370.50.05116) 2.1410m A A S A S n h ρϕρ--⋅⋅'=-=⨯⨯-⨯=⨯13、解：在稳定状态下，湿球表面上水蒸发所需的热量来自于空气对湿球表面的对流换热，即可得以下能量守衡方程式2()s fg H Oh T T h n ∞-=其中fgh 为水的蒸发潜热222()H O H O H O m S n h ρρ⋅⋅∞=-22()H O H O ms fgS h T T h h ρρ∞⋅⋅∞=+-又23r P 1m p c h h c S ρ⎛⎫= ⎪⋅⎝⎭ 查附录2—1，当s T =035C 时，水蒸汽的饱和蒸汽压力5808SP =于是325808180.0408/8314308H OS S sP M kg mRT ρ⨯===⨯0ρ∞=14、解：2()()s H O m S h T T r n r h ρρ∞∞-=⋅=⋅-其中0026,20S t C t C ∞== 查表2—1，当20S t C =时水蒸汽的饱和蒸汽压力2330S a P P = 于是22338180.017278314293H OS S s P M kgRT ρ⨯===⨯2454.3/r kJ kg =1V d d ρρρ∞⋅==+当026t C ∞=，时定性温度为023,2st t t C ∞+==31.193/ 1.005/()p kg m c kJ kg k ρ=⋅=⋅由奇科比拟知22334r P 110.749.59101.197 1.0050.6m p c h h c S ρ-⎛⎫⎛⎫===⨯ ⎪ ⎪⋅⨯⎝⎭⎝⎭()1S s m h d T T d rh ρρ∞⋅=--+ 41.19326200.0172712454700905910d d-⨯-=-+⨯⨯ d=12.5g/kg15、解：325100.04036/8314(27325)i CO P C kmol m RT ===+22N CO C C =222220.5N N CO N CO C x x C C ===+322544101.776/8314298CO iCO M P kg m RT ρ⨯⨯===⨯32252810 1.13/8314298N i N M P kg mRT ρ⨯⨯===⨯22220.611COCO CO Na ρρρ==+20.389N a =16、解：（a ）已知A M ，B M ，A x ，B xA A A A AA AB A A B B A A B B M n M x M a M M n M n M x M x M ===+++ B B B B BB A B A A B B A A B B M n M x M a M M n M n M x M x M ===+++ 已知B a ，A a ，A M ，B MA A AAAA AB A B A B A B A Bm a n M M x m m a a n n M M M M ===+++B B BBBB AB A B A B A B A B m a n M M x m m a a n n M M M M ===+++（b ）222222222320.3077322844O O O O O N N CO CO x M a x M x M x M ===++++20.2692N a =20.4231CO a =若质量分数相等，则2222222221320.3484111322844O O O O N CO O N CO a M x a a a M M M ===++++20.3982N x =20.2534CO x =17、解；（a ）2O ，2N 的浓度梯度沿垂直方向空气由上部向下部运动： （b ）2O ，2N 的浓度梯度沿垂直方向空气由下部向上部运动，有传质过程。
热质交换原理与设备自测试卷(D)参考答案
热质交换原理与设备自测试卷(D)参考答案中国矿业大学2021-2021学年第1学期《热质交换原理与设备》试卷（b）答案及评分标准考试时间：100分钟考试方式：闭卷一、填空题（18分后，1分后/空）1、克努森扩散、过渡区扩散2、种类、温度3、焓差4、空气的湿球温度5、逆流式、叉流式和混合式。
6、经久耐用、再造和加热7、杀菌器的结构和杀菌剂的挑选。
8、薄膜理论、扩散理论9、经久耐用量减少和温度的提升二、简答题（42分后）1、在水的沸腾换热过程中根据壁面过热度的不同分为自然对流区、核态沸腾区、过渡沸腾区和稳定的膜态沸腾四个区域，试简述其各自的主要特点。
（8分）请问：自然对流区特点：热传导基本上倚赖由温差引致的沸水民主自由运动。
传热系数可以对数按自然对流规律排序（2分后）核态融化的特点：汽化核心对成套起至决定性影响，成套的强度更多的必须倚赖气泡的分解成与运动引发的沸水对流。
具备温差大，成套弱的特点（2分后）过渡沸腾特点：过程不稳定，热流密度q随?t的提高反而降低，直到qmin（2分）膜态融化特点：冷却面构成平衡的气膜。
热流密度q随?t的提升再次增高（电磁辐射部分减少）（2分后）2、简述冷却塔中淋水装置和配水系统的作用？（4分）请问：淋水装置促进作用：将入塔的热水尽可能的构成细小的水滴或水膜，减少水和空气的碰触面积，缩短碰触时间，加深水和空气间的热质互换。
（2分后）配水系统的作用：将水均匀的散在淋水装置上，使淋水装置发挥最大的冷却能力。
（2分）3、详述用效能-热传导单元数法展开换热器校核排序的通常步骤。
（6分后）答：1）假定t1’’（热流体出口温度），根据热平衡方程求出t2’’（热流体出口温度），以及传热量q1。
（2分）2）根据换热器形式，算是出来适当工作条件下的k，进而算出ntu（2分后）3）根据换热器形式、ntu查图表得ε，由ε的定义式求出热容量小的流体的出口温度，和假定值对比，若不符重新假定重新计算。
《热质交换原理与设备》试卷B
五、分别讨论空气在夏季、冬季热质处理的方案，并加以说明（20分）
湖南城市学院
2007—2008学年第下学期
《热质交换原理与设备》试卷
B卷时间：120分钟年级专业：建筑环境与设备工程0503201/02【闭卷】
题型
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
分数
20
20
20
20
20得分一、简答（源自×5=20分）（1）空气调节
（1）热舒适性
（2）露点温度
（2）绝热饱和温度
（3）传质通量
（3）机器露点
（4）扩散系数
（4）分子传质
二、试写出斐克定律的普遍表达形式并举例说明其应用（20分）
二、试比较分析对流传质与对流传热的相关准数之间的关系（20分）
三、试讨论空气与水直接时的状态变化过程（20分）
三、试推导空调计算中常用的刘伊斯关系式 （20分）
四、分析说明动量、热量和质量三种传递现象之间的类比关系（20分）
(完整版)《热质交换原理与设备》习题答案(第版).doc
第一章绪论1、答：分为三类。
动量传递：流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）；热量传递：温度梯度的存在（或温度分布不均匀）；质量传递：物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）。
2、解：热质交换设备按照工作原理分为：间壁式，直接接触式，蓄热式和热管式等类型。
间壁式又称表面式，在此类换热器中，热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量传递任务，彼此不接触，不掺混。
直接接触式又称混合式，在此类换热器中，两种流体直接接触并且相互掺混，传递热量和质量后，在理论上变成同温同压的混合介质流出，传热传质效率高。
蓄热式又称回热式或再生式换热器，它借助由固体构件（填充物）组成的蓄热体传递热量，此类换热器，热、冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道，热流体先对其加热，使蓄热体壁温升高，把热量储存于固体蓄热体中，随即冷流体流过，吸收蓄热体通道壁放出的热量。
热管换热器是以热管为换热元件的换热器，由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体中，中隔板与热管加热段，冷却段及相应的壳体内穷腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。
3、解：顺流式又称并流式，其内冷、热两种流体平行地向着同方向流动，即冷、热两种流体由同一端进入换热器。
逆流式，两种流体也是平行流体，但它们的流动方向相反，即冷、热两种流体逆向流动，由相对得到两端进入换热器，向着相反的方向流动，并由相对的两端离开换热器。
叉流式又称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉。
混流式又称错流式，两种流体的流体过程中既有顺流部分，又有逆流部分。
顺流和逆流分析比较：在进出口温度相同的条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，顺流时，冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度，而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度，以此来看，热质交换器应当尽量布置成逆流，而尽可能避免布置成顺流，但逆流也有一定的缺点， 即冷流体和热流体的最高温度发生在换热器的同一端，使得此处的壁温较高，为了降低这里的壁温，有时有意改为顺流。
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热质交换原理与设备自测试卷（B卷）
一、填空题（20分，1分/空）
1、直接接触式（或混合式）
2、绝对扩散通量或净扩散通量、相对扩散通量。
3、传热
4、加热再生方式、减压再生方式、使用清洁气体的再生方式、置换脱附在生方式。
5、膜状凝结、珠状凝结。
6、紊流系数、喷嘴直径、提高初速
7、等湿加热、等湿冷却、减湿冷却
8、湿球温度
9、质量流速、喷水系数10、扩散燃烧
二、简答题（36分，每题6分）
1、简述冷却塔设计计算和校核计算的任务是什么？
答：已知冷却任务和外界气象参数，确定冷却塔的构造和参数（3分）
已知冷却塔的构造、外界气象参数、气量、水量，求出水温度（3分）
2、喷淋室热工计算的原则是什么？
答：1）空气处理过程需要的热交换效率应该等于喷淋室能达到的热交换效率（2分）2）空气处理过程需要的接触系数应该等于喷淋室能达到的接触系数（2分）
3）空气失去（或得到）的热量应等于喷水室喷水吸收（或失去）的热量。
（2分）3、说出增强凝结换热的四种措施。
答：1）改变表面的几何特征（分）主要手段：开沟槽、挂丝。
2）有效的排出不凝性气体（分）
3）加速凝结液的排出（分）加导流装置、使用离心力、低频振动、静电吸引等
4）促成珠状凝结（分）
4、浓度边界层的意义是什么？（6分）
答：由于浓度边界层的引入，可以将整个求解区域划分为主流区和边界层区。
在主流区为等浓度的势流，各种参数视为常数。
在边界层内具有较大的浓度梯度，可以用专门的讨论求解边界层内的浓度场，大大简化问题的求解难度。
5、写出舍伍德准则数、传热因子、传质因子的表达式并说明公式中各量的意义？ 答： i D l m
h Sh = 其中 h m ——对流传质系数 l —定型尺寸 i D —物质的互
扩散交换系数（2分）
传热因子3/2p H Pr U c h J ∞ρ= 或=3
2Pr St 其中h 为对流换热系数，ρ——流体的密度，Cp ——流体的比热，U ∞——速度，Pr ——普朗特准则数，St ——对流传热斯坦顿准则数（2分） 传质因子3/2C m D S U h J ∞
= = 32
m Sc St h m ——对流传质系数，U ∞——速度，Sc ——施密特准则数 ，St m ——传质斯坦顿准则数
（2分）
6、已知水的温度低于外界空气的干球温度且大于外界空气的湿球温度，试分析水是否能够通过冷却塔进行冷却并说明原因。
（6分）
答：能通过冷却塔进行冷却。
水的温度低于外界空气的干球温度，说明在冷却塔内空气和水之间显热交换的方向是空气传向水，但由于水的温度大于外界空气的湿球温度，水表面饱和空气层内的水蒸气分压力大于空气中的水蒸气分压力，水不断的蒸发，空气和水总热交换的方向是从水到空气，所以水能够被冷却，直至水的温度降到外界空气的湿球温度时，水分蒸发需要的热量完全来自空气，水和空气间的总热交换量为零，水不能被继续冷却。
三、计算题（8分）
湿空气和水通过圆管进行热质交换，水在管内流动。
圆管的外径为27mm ，内径为23mm 。
已知管内壁和水的对流换热系数为×104w/m 2.℃,空气和管外壁的对流换热系数为220w/m 2.℃,空气和水呈逆流流动。
空气初参数为t 1=25.6℃ ，i 1=kg , t s1=18℃，空气的终参数为t 2=11℃，i 2=kg,, t s2=10.6℃，求空气和水之间的以外表面积为基
准的传热系数（不计管壁的热阻，空气的空压比热Cp= kg ，℃）
解：1、析湿系数38.1)
116.25(01.17.309.50)t t (Cp i i 2121=-⨯-=--=ξ（3分） 2、传热系数=+⋅=0
00111h h A A k i i ξ22038.11100001.1123271⨯+⨯⨯= w/m 2.℃（5分） 四、计算题（12分）
已知某喷淋室处理的空气量G=35000kJ/h,大气压为101325Pa ,空气初参数为t 1=28℃,
t s1=22.5℃，i 1=kg ,需要处理的空气的终参数为：t 2=16.6℃，i 2=kg,, t s2=15.9℃，喷水的初温8.5℃，喷水的终温为13.5℃， 试计算喷淋室的第一热交换效率和第二热交换效率，空气与水热湿交换过程的换热扩大系数。
（空气的比热取 kg.℃） =---
=η1w 1s 2w 2s 1t t t t 15.85.225.139.151---=（4分） =---
=112221s s t t t t η5
.22289.156.161---=（4分） )(2121t t Cp i i --=
ξ=)
6.1628(01.14.448.65-⨯-=（4分） 五、计算题（14分）
水蒸气通过一圆形开口容器向空气进行扩散。
该容器放置于温度为的恒温槽中，压强为1atm ，在容器顶端流过的是经过干燥的空气，在水面上方的容器中无对流混合。
经测定，从顶端指水面的距离由0.125m 降为0.15m 时，总共需要290小时。
求在该温度下的水空气系统的扩散系数。
水蒸气在时的饱和压力为，水的密度为985.6m 3
/kg （摩尔气体常数为8314J/）
解：
1）水在时的饱和蒸汽压为P A1==年×101325=16212Pa ，P B1==85113Pa ，又因容器顶端流过的是经过干燥的空气P A2=0，P B2=101325Pa 所以：Pa 57.9298385113101325ln 85113101325P P ln P P P 1B 2B 1B 2B Bm =-=-=（5分）
2）设管顶至水面的距离为z ，由斯蒂芬定律和扩散通量的定义有：
Z
P P P P T R D dt dz 2A 1A Bm A -=ρ=A m ' （5分） 3）分离变量积分（应用定解条件）
3600290)016212(10132557.9298315.328)18/8314(6.985)125.015.0()2/1(t )P P (P TP R )z z (2/1D 222A 1A Bm A 2122⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=-ρ-==×10-5㎡/s （4分）
六、计算题（10分）
在时，萘的蒸气压为，试计算在该温度下，直径12.7mm 的萘球在空气中的蒸发速率。
由于萘的蒸发速率很慢，可以假定在蒸发过程中萘球的直径不变，萘球周围可假定为无限厚的空气层，且温度与萘球相同。
萘在该温度下在空气中的扩散系数为 ×10-4m 2/s 。
（摩尔气体常数为8314J/，以摩尔数表示,可以认为P ≈P Bm ）
解：在离萘球中心r 处，应用斯蒂芬定律有：
分
离变量积分：
r2﹥﹥r1 P ≈P Bm
dr dp P P P RT D r 4N A A 2A --=π)p p p p ln(p RT D )r 1r 1(4N 1A 2A 21A --=-π（4分） （2分）
5.2888314)03.1330363.0(100565.010)2/7.12(142.34P )P P (P RT D r 4N 43bm 2A 1A 1A ⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-π=--
=×10-13kmol/s （4分）。