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

（ 31

2

D 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 2

f C =

⋅、（Sh Re Sc 2

f 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 AB

d 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 md

c h h

= 条件：(1)0.6

D a

Le ；(4)湍流 2、 写出麦凯尔方程式，并说明其物理意义答：

[]

()m md i i p md 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。