热质交换原理自测试卷(F)
热质交换题
1、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_试卷1
中原工学院2003～2004学年第2学期分）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v运动时，斐克定律又该如何表示？（20分）三、简述“薄膜理论”的基本观点。
（15分）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）五、写出麦凯尔方程的表达式并说明其物理意义。
（5分）六、氢气和空气在总压强为1.013×105Pa，温度为25℃的条件下作等摩尔互扩散，已知扩散系数为0.6㎝2/s ，在垂直于扩散方向距离为10㎜的两个平面上氢气的分压强分别为16000Pa 和5300Pa 。
试求这两种气体的摩尔扩散通量。
(10分)七、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s m 261015.15-⨯=ν）（15分）管内受迫层流：333.0333.0Re86.1Sc Sh =管内受迫紊流：44.083.0Re 023.0Sc Sh =八、已知空调系统送风量G ＝5㎏/s ，空气初状态参数t 1=35℃，t s1=26.9℃， i 1=85kJ/㎏；终状态参数为t 2=19℃，t s2=18.1℃，i 2=51.4kJ/㎏；空气压强101325Pa ，试选用JW 型空气冷却器并求出其中的传热系数范围。
（空气密度ρ=1.2 kg/m 3，定压比热c p =1.005 kJ/( kg ·℃)，水定压比热c p =4.19 kJ/( kg ·℃)，可选表冷器中水流速范围w=0.8-1.6m/s ）。
热质交换原理试卷和题库
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___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t50℃30℃18℃10℃传热方向气水气水气水气水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。
(完整word版)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）。
热质交换考试题
一、填空题1总热交换是潜热交换和显热交换的总和。
2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。
3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. 4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。
5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。
6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。
7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４次，就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。
8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。
9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扩散传质。
10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。
11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。
12一个完整的干燥循环由吸湿过程、再生过程和冷却过程构成。
13冷却塔分为干式和湿式。
由有淋水装置、配水系统、通风筒组成。
14换热器的热工计算有两种方法:平均温差法(LMTD法)和效能-传热单元数法(ε-NUT法)。
二、名词解释热舒适性（人体对周围空气环境的舒适热感觉）、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、)空气调节（利用冷却或者加热设备等装置，对空气的温度和湿度进行处理，使之达到人体舒适度的要求）、新风（从室外引进的新鲜空气，经过热质交换设备处理后送入室内的环境中）、回风（从室内引出的空气，经过热质交换设备的处理再送回室内的环境中）、露点温度(指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下冷却到饱和时的温度)、分子传质(由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)（扩散传质）、对流传质(：是流体流动条件下的质量传输过程)、质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)、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)三、简答题1解释显热交换、潜热交换和全热交换，并说明他们之间的关系。
热质交换原理与设备自测试卷(C)参考答案
一、填空（18分，1分/空）1、 双向扩散、单向扩散2、削弱3、静态制冰方式、动态制冰方式4、焓差5、水温等于空气的湿球温度；水温等于空气的露点温度；水温等于空气的干球温度。
6、间壁式、直接接触式7、热交换效率系数； 接触系数。
8、静态吸附、动态吸附9、相变潜热热、呈等温或近似等温过程 10对流传质二、简答题（42分）1、 试简要分析珠状凝结（滴状凝结）换热系数比膜状凝结高的原因。
（4分） 答：珠状凝结时壁面除液珠占住的部分外，其余裸露在蒸气中，因此可认为换热是在蒸气和液珠表面和蒸气与裸露的壁面之间进行的。
（2分）液珠的表面积比所占的壁面大很多，而且裸露的壁面上无液膜热阻，因此珠状凝结具有较高的传热系数。
（2分）2、 试写出施米特准则数和刘易斯准则数的定义式（用公式表示时要注明公式中各量的含义），并说明其物理意义。
（6分）答：1）施米特数=D / ，其中ν——运动黏度，m2/s ；D ——扩散系数，m2/s 。
物理意义：表示动量扩散厚度与浓度扩散厚度的相对大小，反映流体物性对传质的影响。
（3分）2）刘易斯准则数=D a /，其中a ——导温系数，m2/s ；D ——扩散系数，m2/s 。
物理意义：温度分布和浓度分布的相互关系（3分）3、 试述传热效能的定义及其物理意义。
（4分）答：传热效能定义为冷热流体中在换热器中的实际温度差值中的大者和流体在换热器中可能发生的最大温度差值的比值。
（2分）意义：换热器中实际的换热量和最大可能的换热量之比。
（2分）4、 简述用对数平均温差法进行换热器校核计算的一般步骤。
（8分）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，算出相应工作条件下的K ，由四个温度，求出对数平均温差。
3）由传热方程求出传热量Q2。
（2分）4）如果Q1、Q2差别较大，说明上述假设t1’’不正确，需要重新假设，重新计算。
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（DPT ）。
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??132Cf 2Re?Pr、（Sh?Cf2Re?Sc）。
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mA??DABdCA2（kg/m.s）中的mA为扩散物质A的（相对扩散）通量。
当混合物以某一质dy平均速度υ移动时，其坐标应取随整体平均速度的动坐标。
212、系数D，a，ν具有扩散的性质，它们的单位均为m/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）。
热质交换习题
4.
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同时测得距地面20处水蒸汽摩尔分数试问需要多少时间可将水膜蒸发完dab027cm作为北京2008年奥运会空气品质委员会的成员你被要求建立一个计算大气中no由汽车和烟囱的排气产生同时还知道在距地面足够高的地方no与未燃烧的炭水化合物被阳光激活反应产生pan过氧乙酰基硝酸盐
合肥工业大学
第一章
1. 2. 3. 注意观察生活中遇到的热质交换现象，尝试用所学知识解释。1 复习《传热学》导热部分内容。 自学 matlab 的使用。
第五章
1. 2. 3. 简述顺流、逆流、叉流和混合流各自特点，并对顺流和逆流做一比较和分析。 什么是析湿系数，它的物理意义是什么？ 已建成的喷淋室经测试发现其热交换效率不满足设计要求时， 应采取什么措施来提高其 热交换效率？能否通过降低喷水水温来提高其热交换效率？为什么？ 一直需冷却的空气量为 24000kg/h， 当地大气压力为 101325Pa， 空气的初参数为 24℃， 焓值为 55.8kJ/kg， 湿球温度为 19.5℃， 冷水量为 30000kg/h， 冷水初温为 5℃。 试求 JW30‐4 型 8 排冷却器处理空气所能达到的空气终状态和水终温。
第二章
1. 一层塑料薄膜将氦气和气体主流分隔开，在稳定条件下，薄膜内、外表面的氦气浓度分 别为 0.02kmol/m3 和 0.005kmol/m3。薄膜厚度为 1mm，已知氦气对该塑料的二元扩散 系数为 10‐9m2/s，问氦气的质量扩散通量为多少？ 直径为 30 ㎜、 长为 200 ㎜的圆管底部注入少许温度为 16℃的水， 则水蒸汽由液面蒸发， 并在管口由流动的空气带走。如果空气温度为 16℃，相对湿度为 30%，试计算水的蒸 发率，已知水蒸汽（A）—空气（B）的扩散系数 DAB=2.6×10‐5 ㎡/s。 相对湿度为 50％、温度为 40℃的空气以 2m/s 的速度掠过长度为 10m 的水池，水温为 30℃。试计算每平方米池表面蒸发量。 地面上有一层 0.2 ㎜厚的水膜在空气中蒸发，在稳定条件下，测得水膜和大气的温度均 为 30℃，大气压为 1atm。同时测得距地面 20 ㎜处水蒸汽摩尔分数 n* A 0.003 ，试问 。 需要多少时间可将水膜蒸发完（DAB=0.27cm2/s） 5. 作为北京 2008 年奥运会空气品质委员会的成员，你被要求建立一个计算大气中 NO2 分 布的模型。已知 NO2 在地面处的摩尔通量为 N A,0 （由汽车和烟囱的排气产生） ，同时还 知道在距地面足够高的地方 NO2 的浓度为 0， 以及 NO2 在大气中产生化学反应。 特别是， NO2 与未燃烧的炭水化合物（被阳光激活）反应产生 PAN（过氧乙酰基硝酸盐） 。反应 为一级反应， N k1C A 。 a) b) 假设稳态条件及大气层中气体静止，试确定 NO2 在大气层中的垂直摩尔浓度分布； 如果 NO2 分压为 p A 2 10 6 bar 时就会引起肺病，请确定地面 NO2 排放的警戒标准。 假定大气温度为 300K，反应系数为 0.33s‐1，NO2－空气扩散系数为 DAB=15×10‐5m2/s。
热质交换原理与设备自测试卷(B)
一、填空题1、喷淋室从工作原理上讲属于热质交换设备。
2、相对于静止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系的扩散通量称为。
3、传质阿克曼修正系数表示传质速率的大小与方向对的影响，随着传质方向不同C0值有正有负。
传质的方向是从壁面到流体主流方向时，C0为正值，反之为负值。
4、吸附剂再生的方式有：、、、式。
5、凝结换热根据凝结液是否能够润湿壁面可分为和。
6、用表面是换热器可以实现的空气处理过程有：、、。
7、水在冷却塔内能够冷却的极限温度是外界空气的。
8、喷水势的热交换效率和接触系数均可通过实验整理成空气的和的函数二、简答题1、简述冷却塔设计计算和校核计算的任务是什么？2、喷淋室热工计算的原则是什么？3、说出增强凝结换热的四种措施。
4、浓度边界层的意义是什么？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？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。
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1.1×104w/m2.℃,空气和管外壁的对流换热系数为220w/m2.℃,空气和水呈逆流流动。
空气初参数为t1=25.6℃，i1=50.9kJ/kg , t s1=18℃，空气的终参数为t2=11℃，i2=30.7kJ/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= 1.01kJ/kg，℃）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t1=28℃,t s1=22.5℃，i1=65.8kJ/kg ,需要处理的空气的终参数为：t2=16.6℃，i2=44.4kJ/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。
热质考试题
热质考试题1、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牛顿粘性定律。
用来表征由分子扩散引起的热量传递规律的定律是傅里叶定律。
用来表征由分子扩散引起的质量传递规律的定律是菲克定律。
2、按工作原理分类，热质交换设备可分为间壁式、直接接触式、蓄热式和热管式。
蒸发器和冷凝器属于间壁式。
喷淋室属于直接接触式。
蒸气喷射泵属于直接接触式。
3、按照热流体和冷流体的流动方向分，热质交换设备分为顺流式、逆流式、混流式、叉流式。
在相同进出口温度条件下，逆流流动方式平均温差最大，顺流流动方式平差最小。
4、按用途分类，热质交换设备分为表冷器、预热器、加热器、喷淋室、过热器、冷凝器、蒸发器、加湿器。
5、按制造材料分类，热质交换设备分为金属材料、非金属材料、稀有金属材料。
6、质交换的推动力是浓度差。
热交换的推动力是温度差。
动量交换的推动力是速度差 .热质交换同时存在过程的推动力是焓差。
7、质交换的基本型式是分子扩散、对流扩散。
对流扩散较强烈。
8、对流传质系数的模型理论包括薄膜理论、渗透理论。
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，空气的温度下降，湿度增加，焓值不变。
10、大容器饱和沸腾的4个特性区为自然对流换热区、核态沸腾区、过度沸腾区、稳定膜态沸腾区。
11、凝结形式包括膜状凝结、珠状凝结，其中珠状凝结的换热系数要大于膜状凝结的换热系数。
12、冷却减湿可以使用表冷器或喷淋室设备来实现。
其中水温应满足下列条件小于空气的露点温度。
13、若表冷器中的水温小于空气温度，大于空气露点温度，可实现等湿冷却过程。
14、若喷淋室的水温小于空气露点温度，则可实现减湿冷却过程。
若水温等于空气露点温度，可实现等湿冷却过程。
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传质系数和焓差的乘积。
16、未饱和空气与热水接触，温度升高，湿度增大，焓也增大。
17、空气与水接触时，假想条件是指接触时间无限长，水量无限大。
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课程期末试卷
中原工学院2003～2004学年第2学期建环01专业热质交换原理与设备课程期末试卷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。
3、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m与组分A的________成正比，其表A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。
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（DPT ）。
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??132Cf 2Re?Pr、（Sh?Cf2Re?Sc）。
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mA??DABdCA2（kg/m.s）中的mA为扩散物质A的（相对扩散）通量。
当混合物以某一质dy平均速度υ移动时，其坐标应取随整体平均速度的动坐标。
212、系数D，a，ν具有扩散的性质，它们的单位均为m/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）。
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。
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《热质交换原理与设备》试卷（F）卷
一、填空题（每空1分，共15分）
1、流体的粘性、____ ____和___________通称为流体的分子传递性质。
2、热质交换设备按照工作原理不同可分为___ __、___ ____、____ ___和热管式等类型。
喷淋室、冷却塔属于_____ _式。
3、质量传递有两种基本方式：________和________，两者的共同作用称为___________。
4、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_______________。
5、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______。
6、表冷器的析湿系数与 和 有关。
二、简答题（每题5分，共25分）
1、试写出施米特准则数和刘易斯准则数的定义式（用公式表示时要注明公式中各量的含义），并说明其物理意义？
2、吸附除湿法和表冷器除湿处理空气的优缺点如何？
3、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。
？
4、在给定准则条件下，当流体的时，试推导出刘易斯关系式？
5、何谓表面式换热器的热交换系数和接触系数？对结构形式一定的表冷器，热交换系数和接触系数主要与哪些因素有关？
三、作图分析题（每题10分，共20分）
1、对于表冷器处理湿空气的冷却减湿过程，如果是逆流情况，请在图上画出空气过程线，并标出空气出口状态点（其它条件都在图上横纵坐标轴上给出）。
t w2
t w1
i
i1
工作线斜率
连接线斜率
t1
t
饱和线
2、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，写出可能的处理方案（夏季至少写出2种，冬季至少写出3种），并在焓湿图上定性表示出来。
W
W’
四、计算题（共40分）
1、氢气和空气在总压强为1.013×105Pa，温度为25℃的条件下作等摩尔互扩散，已知扩散系数为0.6㎝2/s，在垂直于扩散方向距离为10 mm的两个平面上氢气的分压强分别为16000Pa和5300Pa。
试求这两种气体的摩尔扩散通量。
（6分）
2、相对湿度30%，全湿量干空气，温度20℃，压强1.013×105Pa的空气以4m/s的流速进入内经为8 cm的竖直管，管内壁有20℃的薄层水淌下。
试计算使空气达到饱和所需管长。
（20分）
已知：空气在20℃时的=1.506×10-5 m2/s；20℃，相对湿度30%的空气中水蒸汽的分压力p2=701Pa；20℃的水蒸气饱和压力p1=2338 Pa；20℃饱
和空气的含湿量d=14.7g/kg干空气；20℃时干空气的密度
ρ=1.205kg/m3。
0℃空气-水扩散系数D0=0.22cm2/s。
计算用公式：
3、用表冷器处理空气，已知空气的初参数：干球温度t1=25.6℃,湿球温度t s1=18℃，焓值i1=50.9kJ/kg。
表冷器的进水温度t w1=6℃。
表冷器的析湿系数ξ=1.37，热交换效率ε1=0.74，接触系数ε2=0.947，空气的比热取1.01kJ/kg，℃。
试求表冷器出口空气的干球温度t2，湿球温度t s2，及焓值i2。
（14分）。