《热质交换原理与设备》习题答案(第3版)
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第二章 传质的理论基础
3、从分子运动论的观点可知：D ∽31
2
p 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：
4
10D -=
若在压强5
001.01310,273P
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
32
00
0P 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-=⨯⋅=
5211
5233 1.5410/1.013210(25.6)D m s -==⨯⨯⨯+
（2）氨气和空气：
51.013210P Pa =⨯ 25273298T K =+=
5
0 1.013210P Pa =⨯ 0273T K =
3
221.0132980.2()0.228/1.0132273D cm s
=⨯⨯=
2-4、解：气体等摩尔互扩散问题
1242
3
0.610(160005300)()0.0259/()8.3142981010A A A D N P P kmol m s RT z --⨯⨯-=-==⋅∆⨯⨯⨯
错误！未找到引用源。m 2s
R 0通用气体常数单位：J/kmol ﹒K
5、解：250
C 时空气的物性：3
51.185/, 1.83510,kg m Pa s ρμ-==⨯⋅
6242015.5310/,0.2210/m s D m s υ--=⨯=⨯
32
42
00066
4
0.2510/40.08
Re 2060515.531015.53100.620.2510
o c P T D D m s P T u d v v S D ----⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭
⨯=
==⨯⨯===⨯
用式子（2-153）进行计算
0.830.440.830.444
0.0230.023206050.6270.95
70.950.25100.0222/0.08
m e c m m sh R S sh D h m s
d -==⨯⨯=⨯⨯===
设传质速率为A G ，则
211
2
2000
0()()()
4
4ln
4A A A m A s A A l
A m A s A
A s A m A s A dG d dx h d u d du d dx h du l h ρρπ
πρρρρρρρρρρ⋅⋅⋅⋅=-=
=
--=
-⎰
⎰
2-6、解：20℃时的空气的物性：（注：状态不同，D 需修正）
353
35
2
2
442
005
05
5
4
1.205/, 1.8110,
1.013102930.22100.2410/1.0132102730.053 1.205
Re 99901.81101.81100.626
1.2050.2410o c kg m Pa s P T D D m s P T u d
v S D ρμρμρ------==⨯⋅⎛⎫⨯⎛⎫==⨯⨯⨯=⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⨯⨯=
=
=⨯⨯===⨯⨯
（1）用式0.830.44
0.023m e c sh R S =计算m h
0.830.444
0.02399900.6260.24100.01875
0.05m m sh D h d -⨯⨯⨯⨯===
（2）用式13
3
4
0.0395e c sh R S =计算m h
1
3
4
3
40.0395(9990)(0.626)0.24100.01621/0.05m sh D h m s
d -⨯⨯===
第3章传热传质问题的分析和计算
5、解：040,C 时空气的物性ρυ⨯2
3-6
=1.128kg/m ,=16.9610m /s
6
0e 210R 1.1810
u l
υ⨯=
=
=⨯⨯-616.9610
转折点出现在56
e 51010
1.1810e R , 4.24R c x l m μ
ν⨯⨯⨯=== 因此，对此层流---湍流混合问题，应用式（2-157）3
0.8(0.037870)e c L
R S Sh γ
=-
查表2—4得，定性温度为350
C 时，
3
2
4000.26410O D P T D P T -⎛⎫=
=⨯ ⎪⎝⎭2
m /s
4
0.264100.64c D
S υ-⨯⨯=
==-6
16.9610
3
60.8[0.037(1.1810)870]0.641548.9
L
Sh γ=⨯⨯-⨯=4
30.288101548.9 4.4610/10mL
L D h Sh m s
L --⨯⎛⎫
==⨯
=⨯ ⎪⎝⎭