热质交换原理与设备期末考题..
热质交换原理与设备 期末考 重点
1.当物质中存在速度\温度和浓度梯度时，则分别发生动量、热量和质量的传递现象。
2.单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量成为传质通量。
①以绝对速度表示的传质通量：（总摩尔通量）N=N A +N B =C A u A +C B u B =Cu m u m =（C A u A +C B u B ）/C②以扩散速度表示的质量通量： ……3.质量传递的基本方式：分子传质、对流传质4.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 将发生互扩散。
其中组分A 向组分B 的扩散通量（质量通量j 或摩尔通量J ）与组分A 的浓度梯度成正比。
j A =-D AB （d ρA /dz ）【“-”表示分子扩散朝着浓度降低的方向进行。
】 J A =-D AB （dC A /dz ）5.扩散系数是沿扩散方向，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：D=M A /（-d ρA /dy ）=n A /（-dC A /dy ） 【㎡/s 或cm 2/s 】扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质的种类及其温度和压力。
8.三传方程：连续性方程：0u u yx =∂∂+∂∂ 动量方程：∂∂=∂∂+∂∂x2y y x xu u u u u ν能量方程：∂∂=∂∂+∂∂t a t u t u 2y x扩散方程：∂∂=∂∂+∂∂A2A y A xC D C u C u当ν=D 时或ν/D=1时，速度分布和浓度分布曲线相重合，或速度边界层和浓度边界层厚度相等。
当a=D 或a/D=1时，温度分布和浓度分布曲线相重合，或温度边界层和浓度边界层厚度相等。
10.简述湿球温度计测温时的热质交换现象14. A-1：tw ＜露点温度，tw ＜t1＜tA ，Pq1<PqA, 冷却和干燥。
A-2： tw=露点温度，tw ＜tA ，Pq1＝PqA, 等湿冷却。
热质交换原理与设备试卷答案a
……………………………… 装 ……………………………… 订 ………………………………… 线 ………………………………2009~2010学年第二学期期末考试《热质交换原理与设备》试卷（A ）标准答案和评分标准﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉一、简答题、推导题1、写出动量、热量和质量的分子扩散的定律及通用表达式 10分 发生动量传递。
)()(ρνμρνμτ===dyu d dy dudy u d )(ρ——动量浓度的变化率u ρ ——动量浓度，单位体积内流动的动量在y 方向上的变化率。
传热、傅立叶定律dyt C d a dy t C d C dy dt q p p p )()(ρρρλλ-=-=-=dyt C d p )(ρ——焓浓度的变化率tC p ρ——焓浓度，单位体积内流体的焓在y 方向上的变化率。
λ——导热系数 a ——热扩散系数 q ——热流通量传质、斐克定律dy dC D m A AB A *ρ=*A C ——质量百分数 混合物密度组分密度A Aρρdy d D m A ABA ρ-=ρ为常数时dy dp A——质量浓度的变化率，密度的变化率AB D ——A 在B 中的扩散系数 A m ——质流通量这三个表达式从“分子扩散”机理的角度说明了三传的类比性。
⎪⎩⎪⎨⎧--比例常数传递的量的速率质量焓单位体积流体的动量传递的量,,u ρ传递的量的传递速率正比于传递的量的变化率，从而为通过传热来研究物质提供了可能性。
2、混合物的质量分数与摩尔分数表示方法及互换关系 5分'd FD CdyΦΦ=-质量分数：摩尔分数： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=***B B A A AA A M a M a M a x3、推出气体中稳态扩散过程的等分子反向扩散通量方程 10分()B A AA A N N CC dz dC DN ++-= 等分子反向扩散B A N N -=得出：dz dC DN AA -=()21A A A p p zRT DN -∆=4、推导传质微分方程 15分()()()()速率流体微元内累积的质量率输出流体微元的质量速反应生成的质量速率率输入流体微元的质量速+=+st A g A dif A conv A m m m m,,,, =++dV t dV n D n VAA A AB V A ⎰⎰⎰⎰⎰⎰∂∂=+∇⋅∇+⋅-∇→ρρρ])()([A A AB A AnD t +∇⋅∇=⋅∇+∂∂→ρυρρ)()(5、写出施密特准则数和宣乌特准则数及他们的物理含义 施密特准则数(Sc)对应于对流传热中的普朗特准则数（Pr)i D Sc ν=ν: 流体的运动粘度（即动量传输系数） α：物体的导温系数（即热量传输系数） Di ：物体的扩散系数①联系动量和质量传递的相似准则 ②表示速度分布和浓度分布的相互关系。
热质交换原理与设备
二、简述斐克定律，并写出其数学表达式以及各项的意义；
当混合物以整体平均速度
运动时，斐克定律又该如何表示？（20分） 答：斐克定律克：在浓度场不随时间而变的稳态扩散条件下， 当无整体流动时，组成二元混合物中组分A和B发生互扩散， 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，其 表达式为：
或
，
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。
五、空气与水直接接触时，在水量无限大、接触时间无限长
的假象条件下，随着水温不同，可以得到如图所示的七种典
（2分）
——热交换系数，W/(m2.℃) （2）湿交换量：
（2分） 潜热交换量：
（2分）
——温度为 tb 时水的汽化潜热，kJ/kg
——单位时间单位面积蒸发（凝结）的水量，kg/(m2.s)
（3）总热交换量：
对空气——水系统，存在刘易斯关系式：
（2分） 所以上式
理有什么不同？（10分）
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。
四、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。（10 分） 答：如果组分浓度比较低，界面上的质扩散通量比较小，则界 面法向速度与主流速度相比很小可以忽略不计时，描述对流换 热系数和对流传质的准则关联式具有完全类似的形式。此时， 对流换热与对流传质的边界层微分方程不仅控制方程的形式类 似，而且具有完全相同的边界条件，此时对流换热和对流传质 问题的解具有完全类似的形式。 五、写出麦凯尔方程的表达式并说明其物理意义。（5分）
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*10-5m2/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/h mad=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。
热质交换原理与设备期末考试
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。
4、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、喷雾室是以实现雾和空气在直接接触条件下的热湿交换。
9、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。
10、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。
11、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.12、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13、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。
14、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。
15、大空间沸腾可以分为：自然对流沸腾区、核态沸腾区、过度沸腾区和膜态沸腾区四个区域。
16、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。
热质交换原理与设备复习题(题库)
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。
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。
6刘伊斯关系式是h/h mad=Cp 。
1、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、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、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/h mad=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。
3、大空间沸腾可以分为自然对流沸腾区、核态沸腾区、过度沸腾区和膜态沸腾区四个区域。
热质交换原理与设备复习题(1)
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。
6刘伊斯关系式是h/h mad=Cp 。
1、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、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、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。
4、冰蓄冷空调可以实现电力负荷的调峰填谷。
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装置。
6、刘伊斯关系式文中叙述为在给定。
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。
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。
3、大空间沸腾可以分为、、和四个区域。
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/m2·K，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。
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。
8、潜热交换是发生热交换的同时伴有质交换（湿交换）。
10、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*10-5m2/s。
热质交换原理与设备考试试卷
课程热质交换原理与设备考试形式（开/ 闭卷，考试/ 查）一、填空题（每题2分，共16分）1.按照工作原理的不同可以将热质交换设备分为_________、___ _______、蓄热式和热管式。
2.___ ___与_质__两者的共同作用称为对流传质。
3.蓄热用固液相变材料的热性能要求为：合适的相变温度、较大的相变潜热以及合适的导热性能。
4.吸附空气中水蒸气的吸附剂称为干燥剂，干燥剂的吸湿和放湿的机理是____由干燥剂表面的蒸汽压与环境空气的蒸汽压差造成，当前者较低时，干燥剂吸湿，反之放湿_______________。
5.吸附剂的再生方式有____加热再生方式______、_____减压再生方式_____、____使用清洗气体的再生方式____、___________。
6.湿工况下表冷器的析湿系数的定义：_，，其值的大小直接反映了__ _ ____。
7.蒸发冷却所特有的性质是_______ _ ________。
8.在冷却塔的热工计算中，一般要求冷却水出口温度 t2比当地气温条件下的湿球温度 ts高____3～5______℃。
二、分析简答题（每题6分，共36分）1.温度为30℃、水蒸气分压力为2kPa的湿空气吹过下面四种状态的水表面时，试用箭头表示传质和总传热的方向。
水温t 50℃30℃18℃10℃热传质方向气水气水气水气水2.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。
对三类现象的分子传递和湍流传递分析可以得出这三种传递现象背后的机理是相同的，它们依从的规律也类似，都可以用共同的形式表示：传递速率＝扩散系数×传递推动力，清楚地表明了“三传”之间的类比性。
（4分）另外，从动量方程、热量方程和扩散方程及相对应的边界条件可以看出它们在形式上是完全类似的，也清楚地表明了“三传”之间的类比性。
热质交换原理与设备_题库
50、蒸发器中的冷冻水进出口温差为 5℃，蒸发温度低于出口水温 3℃，则蒸发器 的对数平均温差为 5.1℃ ，算术平均温差为 5.5之间的传质系数为 1kg/m .s，则质交换系数为 0.83m/s 。 扩散 区进行，部分预混式燃烧主要在 区进行 动力 区进行，
52、扩散式燃烧主要在 完全预混式燃烧主要在
动力－扩散
53、二元气体混合物，总压强不变，组分 1 与组分 2 互扩散，则组分 1 与组分 2 的 摩尔扩散通量的关系是 54、湿空气由 干空气 相等 和 ， 质扩散通量的关系是 [ 水蒸气 组成。
A m A B mB ] 。
55、含湿量是 水蒸气密度 与 干空气密度 的比值。它的定义是单位质量的干空气 中 水蒸气 的含量。 与 同温下饱和水蒸气分压力 之比。
过小，可能出现 回火 现象。 28、当燃气出口速度超过某一极限值，会发生 火极限 。 无焰燃烧 、 灯芯燃烧 。 、 蒸发燃烧 、 喷雾燃 脱火 现象，这极限值称为 脱
29、完全预混式燃烧看不见火焰，故又称 30、液体燃料的燃烧方法有 液面燃烧 烧 。
31、固体燃料的燃烧方法按燃烧现象分 冒烟燃烧 。按燃烧方式分
q x hmd (ia i w )
39、换热扩大系数又称
40、表冷器在干工况下换热扩大系数为 1 。
41、根据冷却剂种类不同，冷凝器可分为 气冷却冷凝器 、
水冷冷凝器 、 空冷冷凝器 、 水－空 。
靠制冷剂蒸发或其它工艺介质进行冷却的冷凝器
42、根据供液方式不同，蒸发器可分为 式蒸发器、 淋激式蒸发器。 43、制冷剂在冷凝器中的传热过程包括
是 误差为 4％ 。
。当满足
条件时，可采用算术平均温差，
37、当空气掠过水面时，空气与水表面间的换热系数为 20w/m .k，那么空气与水表 面间的传质系数为 0.0199kg /m .s
热质交换原理与设备期末考题..
热质交换原理与设备期末考题..《热质交换原理与设备》综合复习资料⼀、填空题1、流体的黏性、热传导和质量（分⼦扩散）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（熵产单元数），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：（间壁式）、（直接接触式）、蓄热式和热管式。
4、（浓度差）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（杜弗尔）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：D（ 312D P T - ）。
7、（相变贮能）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、准则数Pr 表⽰速度分布和温度分布的相互关系；准则数（Le ）表⽰温度分布和浓度分布的相互关系。
9、雷诺类似率表述了对流传热、传质和摩擦阻⼒之间的关系，它们以准则数（Sh ，Nu ，Re ，Pr ，Sc ）形式的表述形式分别为Nu Re Pr 2f C =、（Sh Re Sc 2f C =）。
10、吸附剂吸附除湿过程是（放热）过程，吸附热⼀般( ⼤于 )⽔蒸⽓的凝结热。
11、菲克扩散基本定律A A ABd d C m D y=-（kg/m 2.s ）中的A m 为扩散物质A 的（相对扩散）通量。
当混合物以某⼀质平均速度υ移动时，其坐标应取随整体平均速度的动坐标。
12、系数D ，a ，ν具有扩散的性质，它们的单位均为m 2/s ，它们分别称为（分⼦扩散系数）、热扩散系数和（动量扩散系数）。
13、浓度差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）。
14、⼆元体系中，由于存在温度差引起的扩散，称为热扩散，也称（索瑞特）效应。
15、吸附剂的再⽣⽅式有加热再⽣、（减压再⽣）、使⽤清洗⽓体再⽣和（置换脱附再⽣）。
热质交换原理期末复习题
一、填空题1、用来表征由分子扩散引起的动量传递规律的定律是。
用来表征由分子扩散引起的热量传递规律的定律是。
用来表征由分子扩散引起的质量传递规律的定律是。
2、按工作原理分类，热质交换设备可分为、、和。
蒸发器和冷凝器属于。
喷淋室属于。
蒸气喷射泵属于。
3、按照热流体和冷流体的流动方向分，热质交换设备分为、、、。
在相同进出口温度条件下，流动方式平均温差最大，流动方式平差最小。
4、按用途分类，热质交换设备分为、、、、、、、。
5、按制造材料分类，热质交换设备分为、、。
6、质交换的推动力是。
热交换的推动力是。
动量交换的推动力是。
热质交换同时存在过程的推动力是。
7、质交换的基本型式是、。
较强烈。
8、对流传质系数的模型理论包括、。
9、对于水－空气系统，当未饱和的空气流过一定量的冷水水面时，空气的温度，湿度，焓值。
10、大容器饱和沸腾的4个特性区为、、、。
11、凝结形式包括、，其中的换热系数要大于的换热系数。
12、冷却减湿可以使用或设备来实现。
其中水温应满足下列条件。
13、若表冷器中的水温小于空气温度，大于空气露点温度，可实现过程。
14、若喷淋室的水温小于空气露点温度，则可实现过程。
若水温等于空气露点温度，可实现过程。
15、热质交换同时存在的过程，其单位面积上的总热交换量等于和的乘积。
16、未饱和空气与热水接触，温度，湿度，焓也。
17、空气与水接触时，假想条件是指接触时间，水量。
理想条件是指接触时间，水量。
而实际情况则是接触时间，水量。
18、独立除湿对空气的和分开处理。
19、干燥剂除湿包括和。
前者使用，过程为变化；后者使用，过程为变化。
20、若干燥剂表面的蒸气压大于空气的蒸气压，则空气被。
若干燥剂表面的蒸气压小于空气的蒸气压，则空气被。
21、硅胶的吸湿能力活性铝的吸湿能力。
22、固体吸附除湿有和两种方式。
23、吸附剂的再生方式包括、和。
24、射流按流态不同分为和；按进入空间不同分为和；按送风温度与室温的差异分为和；按喷嘴形状不同分为和。
热质交换原理与设备考试答案a
ν: 流体的运动粘度（即动量传输系数） α：物体的导温系数（即热量传输系数） Di：物体的扩散系数 ①联系动量和质量传递的相似准则 ②表示速度分布和浓度分布的相互关系。 ③体现了流体的传质物性。
7、说明喷淋室的热交换效率系数及含义 喷淋室的热交换效率系数η1 η1 的值越小，说明热湿交换不完善。 二、计算题 1、空气处理各种途径的方案说明
水温特点 t或Qx
湿→与另一部分未加湿的空气混合
d或Qs
i或Qx
过程名称
tw< tl tw= tl tl<tw< ts tw= ts ts<tw< tA tw= tA tw>tA
减 减 减 减 减 不变
增
减 不变
增 增 增 增Biblioteka 增减 减 减 不变 增 增
增
减湿冷却 等湿冷却 减焓加湿 等焓加湿 增焓加湿 等温加湿 增温加湿
等湿冷却 （（31））液加体热吸器湿预剂热减→湿喷冷蒸却汽加湿→加热器 再热
(3)W' → 4 → O
（2）加热器预热→ 喷淋室绝热加湿→
(4)W' → L→ O
加热器再热
(5)W' → 5→ L' → O （3）加热器预热→ 喷蒸汽加湿
（4）喷淋室喷热水加热加湿→ 加热器再
热
（5）加热器预热→ 一部分喷淋室绝热加
NA
D
dCA dz
CA C
NA
NB
等分子反向扩散 NA
NB 得出： NA
D
dCA dz
NA
D zRT
pA1
pA2
4、推导传质微分方程 15 分
输入流体微元的质量速 率 反应生成的质量速率 输出流体微元的质量速 率 流体微元内累积的质量 速率
477山东财经大学成人高等教育期末考试 热质交换原理与设备复习题-专升本
《热质交换原理与设备》复习题A一、填空题1、 一个完整的干燥循环的由 、 、 三个过程组成。
2、 吸附剂的再生方式有 、 、 、 。
3、 根据薄膜理论，对流传质系数与扩散系数的关系为 。
4、 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 ，而喷淋室、冷却塔则属于 。
5、 热湿传递同时存在时，当热流方向从壁面向流体传递时，随着阿克曼修正系数的增大，壁面导热量 ，总传热量 。
二、判断题1、 浓度场均匀的混合物中扩散通量为零，但仍存在分子扩散。
（ ）2、 表冷器可完成对空气的减湿冷却处理，喷淋水室则无法实现对空气的减湿冷却处理 （ ）3、 湿球温度测量受热质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（ ）4、 某二元混合物，其中A 组分的质量浓度为A ρ，其绝对传质速率为A u ，则A 组分的传质通量可表示为A A A u m ρ=（ ）5、 对流热质传递过程中，当1＞Le 时，浓度边界层厚度大于热边界层厚度。
（ ）三、名词解释1、 质量浓度2、 扩散速度3、 空气调节4、吸附5、表冷器的热交换效率系数：四、问答题1、试写出湿空气处理过程，表冷器的热交换效率、接触系数的定义式，并说明表冷器热工计算的主要原则？2、简述斐克定律，并写出其数学表达式以及各项的意义？3、在湿工况下，为什么一台表冷器，在其他条件相同时，所处理的空气湿球温度越高则换热能力越大？4、试分析在风力中等的白天，若日光浴者刚从用泳池出来，身上有一层薄水膜的话，传热过程有哪些？水膜的存在会使日光浴者感到暖和还是凉快，为什么？五、计算题1、相对湿度为40%、温度为20℃、压力为1.0132×105Pa 的空气，以4m/s 的流速进入内径为10cm 的圆管，管内壁有20℃的水膜，求（1）湿空气与管壁水膜间的对流传质系数h m（2）为使出口空气相对湿度达到80%所需的管道长度注：1）20℃，大气压压力为101325Pa 时水蒸气在空气中的扩散系数为s m 241024.0-⨯2）20℃湿空气密度为1.205 kg/m 3，运动粘滞系数为15.06×10-6m 2/s ；20℃饱和水蒸气分压力为2338Pa ，水蒸气密度0.01729kg/m 33）层流 66.3=Sh ；紊流 44.083.0Re 023.0Sc Sh =，适用条件 2000＜Re ＜35000，0.6＜Sc ＜2.5 2、用一台逆流布置的套管式换热器用来冷却润滑油，冷却水在管内流动，其进出口温度分别为℃20'2=t ，℃“402=t ，流量为kg 3，水的比热为()℃⋅kg kJ 174.4；热油入口温度为℃100，质量流量为kg 3，比热为)℃⋅kg kJ 1.2；换热器的传热系数为()℃⋅2m W 400。
《热质交换原理与设备》试卷A
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分分数20 Nhomakorabea2020
20
20
得分
一、简答（4×5=20分）
（1）热舒适性
（2）绝热饱和温度
（3）传质通量
（4）扩散系数
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）
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）
建筑环境与设备工程050320102闭卷题型总分分数2020202020得分一简答45201热舒适性2绝热饱和温度3传质通量4扩散系数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
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
A卷时间：120分钟年级专业：建筑环境与设备工程0503201/02【闭卷】
五、简述换热器热工计算常用的计算方法（20分）
热质交换原理与设备复习题一及答案
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。
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。
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。（）
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。
热质交换原理期末复习题
一、填空题1、用来表征由分子扩散引起的动量传递规律的定律是。
用来表征由分子扩散引起的热量传递规律的定律是。
用来表征由分子扩散引起的质量传递规律的定律是。
2、按工作原理分类，热质交换设备可分为、、和。
蒸发器和冷凝器属于。
喷淋室属于。
蒸气喷射泵属于。
3、按照热流体和冷流体的流动方向分，热质交换设备分为、、、。
在相同进出口温度条件下，流动方式平均温差最大，流动方式平差最小。
4、按用途分类，热质交换设备分为、、、、、、、。
5、按制造材料分类，热质交换设备分为、、。
6、质交换的推动力是。
热交换的推动力是。
动量交换的推动力是。
热质交换同时存在过程的推动力是。
7、质交换的基本型式是、。
较强烈。
8、对流传质系数的模型理论包括、。
9、对于水－空气系统，当未饱和的空气流过一定量的冷水水面时，空气的温度，湿度，焓值。
10、大容器饱和沸腾的4个特性区为、、、。
11、凝结形式包括、，其中的换热系数要大于的换热系数。
12、冷却减湿可以使用或设备来实现。
其中水温应满足下列条件。
13、若表冷器中的水温小于空气温度，大于空气露点温度，可实现过程。
14、若喷淋室的水温小于空气露点温度，则可实现过程。
若水温等于空气露点温度，可实现过程。
15、热质交换同时存在的过程，其单位面积上的总热交换量等于和的乘积。
16、未饱和空气与热水接触，温度，湿度，焓也。
17、空气与水接触时，假想条件是指接触时间，水量。
理想条件是指接触时间，水量。
而实际情况则是接触时间，水量。
18、独立除湿对空气的和分开处理。
19、干燥剂除湿包括和。
前者使用，过程为变化；后者使用，过程为变化。
20、若干燥剂表面的蒸气压大于空气的蒸气压，则空气被。
若干燥剂表面的蒸气压小于空气的蒸气压，则空气被。
21、硅胶的吸湿能力活性铝的吸湿能力。
22、固体吸附除湿有和两种方式。
23、吸附剂的再生方式包括、和。
24、射流按流态不同分为和；按进入空间不同分为和；按送风温度与室温的差异分为和；按喷嘴形状不同分为和。
热质交换原理期末复习题
一、填空题1、用来表征由分子扩散引起的动量传递规律的定律是。
用来表征由分子扩散引起的热量传递规律的定律是。
用来表征由分子扩散引起的质量传递规律的定律是。
2、按工作原理分类，热质交换设备可分为、、和。
蒸发器和冷凝器属于。
喷淋室属于。
蒸气喷射泵属于。
3、按照热流体和冷流体的流动方向分，热质交换设备分为、、、。
在相同进出口温度条件下，流动方式平均温差最大，流动方式平差最小。
4、按用途分类，热质交换设备分为、、、、、、、。
5、按制造材料分类，热质交换设备分为、、。
6、质交换的推动力是。
热交换的推动力是。
动量交换的推动力是。
热质交换同时存在过程的推动力是。
7、质交换的基本型式是、。
较强烈。
8、对流传质系数的模型理论包括、。
9、对于水－空气系统，当未饱和的空气流过一定量的冷水水面时，空气的温度，湿度，焓值。
10、大容器饱和沸腾的4个特性区为、、、。
11、凝结形式包括、，其中的换热系数要大于的换热系数。
12、冷却减湿可以使用或设备来实现。
其中水温应满足下列条件。
13、若表冷器中的水温小于空气温度，大于空气露点温度，可实现过程。
14、若喷淋室的水温小于空气露点温度，则可实现过程。
若水温等于空气露点温度，可实现过程。
15、热质交换同时存在的过程，其单位面积上的总热交换量等于和的乘积。
16、未饱和空气与热水接触，温度，湿度，焓也。
17、空气与水接触时，假想条件是指接触时间，水量。
理想条件是指接触时间，水量。
而实际情况则是接触时间，水量。
18、独立除湿对空气的和分开处理。
19、干燥剂除湿包括和。
前者使用，过程为变化；后者使用，过程为变化。
20、若干燥剂表面的蒸气压大于空气的蒸气压，则空气被。
若干燥剂表面的蒸气压小于空气的蒸气压，则空气被。
21、硅胶的吸湿能力活性铝的吸湿能力。
22、固体吸附除湿有和两种方式。
23、吸附剂的再生方式包括、和。
24、射流按流态不同分为和；按进入空间不同分为和；按送风温度与室温的差异分为和；按喷嘴形状不同分为和。
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《热质交换原理与设备》综合复习资料一、填空题1、 流体的黏性、热传导和质量（分子扩散）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（熵产单元数），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：（间壁式）、（直接接触式）、蓄热式和热管式。
4、 （浓度差）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（杜弗尔）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：D（ 312D P T - ）。
7、 （ 相变贮能）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、 准则数Pr 表示速度分布和温度分布的相互关系；准则数（Le ）表示温度分布和浓度分布的相互关系。
9、 雷诺类似率表述了对流传热、传质和摩擦阻力之间的关系，它们以准则数（Sh ，Nu ，Re ，Pr ，Sc ）形式的表述形式分别为Nu Re Pr 2f C =⋅、（Sh Re Sc 2f C =⋅）。
10、 吸附剂吸附除湿过程是（ 放热 ）过程，吸附热一般( 大于 )水蒸气的凝结热。
11、 菲克扩散基本定律A A ABd d C m D y=-（kg/m 2.s ）中的A m 为扩散物质A 的（相对扩散）通量。
当混合物以某一质平均速度υ移动时，其坐标应取随整体平均速度的动坐标。
12、 系数D ，a ，ν具有扩散的性质，它们的单位均为m 2/s ，它们分别称为（分子扩散系数）、热扩散系数和（动量扩散系数）。
13、 浓度差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）。
14、 二元体系中，由于存在温度差引起的扩散，称为热扩散，也称（索瑞特）效应。
15、 吸附剂的再生方式有加热再生、（减压再生）、使用清洗气体再生和（置换脱附再生）。
16、 舍伍德准则数Sh 的物理意义是（反映流体的边界扩散阻力与对流传质阻力之比 ）。
17、 （吸附）现象是产生在相异两相的边界面上的一种分子积聚现象。
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0C 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。
（ ） 11、 表冷器的热交换效率1ε是指表冷器中的实际换热量与最大可能换热量的比值，其实质就是换热器的传热效能。
（ ） 12、 湿空气与水直接接触时，当接触时间足够长，但水量有限时，水温在任何热湿交换过程中都将发生变化。
（ ） 13、 物质的分子扩散系数表示物质的扩散能力，是物质的物理性质之一，与物质的浓度直接相关。
（ ） 1、× 2、√ 3、× 4、√ 5、√ 6、√ 7、× 8、× 9、× 10、× 11、√ 12、× 13、×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。
3、 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。
4、 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。
5、 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。
6、 传质冷却：为了冷却表面，通过一个不断从表面离去的质量流开冷却高温表面的方法，这种冷却方法称为传质冷却。
四、简答题1、 写出刘易斯关系式，并阐明其成立的条件答：p mdc h h= 条件：(1)0.6<Pr<60；(2)0.6<Sc<3000；(3)1≈=ABD aLe ；(4)湍流 2、 写出麦凯尔方程式，并说明其物理意义答：[]()m m d i i p m d w i w i i h r H H t t c h t t h -=-+-=-)()()(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、 同一表面上传质过程如何影响传热过程答：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0C >0，随着0C ↑，总热量t Q ↑，导热量c Q ↓； 传质阿克曼修正系数0C <0，随着0C ↑，总热量t Q ↓，导热量c Q ↑。
4、 吸附除湿法和表冷器除湿处理空气的优缺点如何答：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；（2）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。
五、分析题 要将夏季和冬季分别为'W,W 点的室外空气处理到送风状态O ，针对下面几种处理方案在焓湿图上定性表示出来。
（1）夏季：表冷器冷却减湿-加热器再热；（2）冬季：加热器预热-一部分喷淋室绝热加湿-与另一部分未加湿的空气混合。
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s m kg dy dC D m AABA ⋅-=2；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__。
9、麦凯尔方程的表达式为：()dA i i h dQ d md z -=，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焓差。
二、分别写出对流换热与对流传质的基本计算式以及式中各项的单位和物理意义；并指出当热质传递同时存在时，对流换热系数h 和对流传质系数h m 之间存在什么样的关系？（10分） 答：（1）对流换热的基本计算式：()2m W t t h q w ∞-=q——流体与壁面之间的对流换热热流通量，2m W ； h——对流换热系数，K m W ⋅2；∞t t w , ——壁面温度，K 。
对流传质的基本计算式：()∞-=,,A SA mA h m ρρA m ——组分A 的质扩散通量，s m kg ⋅2；m h ——对流传质系数，s m ；∞,,,A S A ρρ——组分在壁面处和在主流中的质量浓度，3m kg ；（2）当热质传递同时存在时，对流换热系数h 和对流传质系数h m 之间满足下列关系式：32-⋅=Le c h h pm ρ或32Le c h h p m ρ=三、下表以空气外掠平板的受迫对流为例，将二维稳态常物性层流条件下的对流换热与对流传质进行了类比，请将其补充完整。
（20分） 对流换热对流传质控制方程0=∂∂+∂∂y vx u 22y uy u v x u u ∂∂=∂∂+∂∂γ 22y t a y t v x t u ∂∂=∂∂+∂∂0=∂∂+∂∂y vx u22y uy u v x u u ∂∂=∂∂+∂∂γ 22y C D y C v x C u A A A ∂∂=∂∂+∂∂微分方程()∞-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-t t h y t w ωλ ()∞-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-,,A w A m A C C h y C D ω边界条件∞∞→→∞→====t t u u y t t v u y w ,,,0,0∞∞→→∞→=≈===,,,,,0,0,0A A w A A w C C u u y C C v v u y假设条件 常物性流体（1）组分A 在空气中浓度很低 （2）界面法线方向速度可忽略不计四、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。