热质交换原理与设备期末考试讲解学习

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。

17、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。

18、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。

19、用吸收、吸附法处理空气的优点是_独立除湿。

1、斐克定律：在浓度场不随时间而变化的稳态扩散的条件下，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的扩散通量与组分A的浓度梯度成正比。

2、干燥剂表面水蒸气分压与其吸湿量的关系：吸湿量增加，表面蒸汽压力也随之增加；干燥剂吸湿量与水蒸气分压及温度的关系：当表面蒸汽压超过了周围空气的蒸汽压事，干燥剂脱湿，这一过程称为再生过程。干燥剂加热干燥后，它的蒸汽压仍然很高，吸湿能力较差，冷却干燥剂，降低其表面蒸汽压使之可重新吸湿。

3、喷淋式的结构特性对空气处理的影响

1、空气质量流速

2、喷水系数

3、喷嘴排数

4、喷嘴密度

5、喷水方向

6、排管间距

7、喷嘴孔径

8、空气与水的初参数

4、影响混合式设备热质交换的主要因素

1、空气与水之间的焓差

2、空气的流动状况

3、水滴大小

4、水气比

5、设备的结构特性。

5、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。

答：当冷却器表面温度低于被处理空气的干球温度但高于其露点温度时，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。

6、质量传递的推动力是什么？传质有几种基本方式？其机理有什么不同？

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。

7、简述“薄膜理论”的基本观点。

答：当流体流经固体或液体表面时，存在一层附壁薄膜，靠近壁面一侧膜内流体的浓度分布为线性，而在流体一侧，薄膜与浓度分布均匀的主流连续接触，且薄膜内流体与主流不发生混和与扰动。

8、写出麦凯尔方程的表达式并说明其物理意义。

答:)()(i md w i w i i h t t h -=- 湿空气在冷却降湿过程中，湿空气主流与仅靠水膜饱和空气的焓差是热值交换的推动势，其在单位时间内单位面积上的总传热量可近似的用传值系数md h 与焓差动力i ∆的乘积来表示。

9、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。

显热交换是空气与水之间存在温差时，由导热、对流和辐射作用而引起的换热结果。潜热交换是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。总热交换是显热交换和潜热交换的代数和。

10、扩散系数是如何定义的？影响扩散系数值大小的因素有哪些？

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。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。

11、表冷器处理空气的工作特点是什么？

与空气进行热质交换的介质不和空气直接接触，是通过表冷器管道的金属壁面来进行的。空气与水的流动方式主要为逆交叉流。

12、吸附（包括吸收）除湿法和表冷器，除湿处理空气的原理和优缺点是什么？

原理： 吸附除湿是利用吸附材料降低空气中的含湿量。吸附除湿既不需要对空气进行冷却也不需要对空气进行压缩，且噪声低并可以得到很低的露点温度。

表冷器缺点：仅为降低空气温度，冷媒温度无需很低，但为了除湿必须较低，

综述题

13、间壁式换热器可分为哪几种类型？如何提高其换热系数？

解:间壁式换热器从构造上可分为：管壳式、胶片管式、板式、板翘式、螺旋板式等。 提高其换热系数措施：⑴在空气侧加装各种形式的肋片，即增加空气与换热面的接触面积。⑵增加气流的扰动性。⑶采用小管径。

14、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 ？

解：空气的湿球温度越高所具有的焓值也愈大，在表冷器减湿冷却中，推动总热质交换的动力是焓差，焓差越大，则换热能力就愈大。

15、分析说明动量、热量和质量三种传递现象之间的类比关系。

当物系中存在速度、温度、浓度的梯度时，则分别发生动量、热量、质量的传递现象。动量、热量、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运动。动量传递、能量传递、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是类似的。