第一章思考题
1.三种传递时指什么，引起三种传递的原因是什么，三种传递的动力是什么？ 答：三种传递分别指动量，热量和质量的传递。
（1）动量传递因为流场中速度分布不均匀时，从流体力学的知识可知，分子传递的结果产生了切应力。
（2）热量传递是因为当温度分布不均匀的时候，从传热学的知识可以知道，分子传递的结果产生了热传导。
（3）质量传递是因为浓度分布不均匀，分子传递的结果引起了质量的扩散 2.牛顿黏性定律，傅里叶定律，费克定律d 微分表达式是什么？
答：（1）牛顿黏性定律
（2）傅里叶定律dy
dt -λ
q = （3）菲克定律dy
d ρ-D j A
AB
A = 第二章思考题
1.质量浓度，物质的量浓度，质量分数，摩尔分数的概念
答：（1）质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度 定义式V M A
=
A ρ （2）物质的量浓度：单位体积混合物中某组分的物质的量的浓度，简称浓度 定义式： V n C A
A =
（3）质量分数:混合物中某组分的质量与混合物总质量之比称为该组分的质量分株 定义式：M
M A
=
A a （4）摩尔分数:混合物中某组分的物质的量与混合物的总物质的量之比称为该组分的摩尔分数
定义式n
n x A
A =
2.传质的两种基本形式是什么，其物理机理分别是什么？
答：（1）分子传质：分子传质有称为分子扩散，简称扩散，它是由于分子的 无规则热运动而形成的物质传递的现象。
（2）对流传质：Δ对流传质是具有一定浓度的混合物流体流过不同浓度的壁面时，或两个有限互溶的流体层发生运动时的质量传递。
Δ紊流扩散，在不同的流动状态下，对流传热和对流传质的机理是不同的。在湍流流体总，由于存在大大小小的漩涡运动，而引起各部位流体见的剧烈混合，在有浓度差存在的条件下，物质便朝着浓度降低的方向进行传递 3.什么是传质通量，传质通量的表达式是什么
答：单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。
表达式：（传质速度）
（传质浓度）u ρm =
4.什么是传质的绝对速度，主体流动和扩散速度？三者之间的关系是什么?
答：A 、B 组分通过系统任一静止平面的速度为绝对速度，二元混合物通过此平面的速度为主体流动速度，两组分的主体流动速度之差为扩散速度 三种速度的关系为：绝对速度=主体流动速度+扩散速度
5.菲克定律的普遍表达式怎样？其前提条件和各项的含义是什么 答：
（1）前提条件
稳态扩散-浓度不随时间而变化 二元混合物-组分AB 间相互扩散 分子扩散与整体流动同时存在
例如，液体吸收气体混合物中溶质组分的过程 （2）普遍表达式
组分的实际传质通量=分子扩散通量+主体流动通量 分子扩散通量 主体流动通量
质量通量：）（B A A A m m d dz d ρ-m A
++=AB
D 摩尔通量）（B A AB N N D ++=A A x dz
dC -N A
对于两组风扩散系统，由于A B B J J j -=-=及A j
故得：BA AB D D -= 6.分子的扩散形式是什么？
答:双向扩散（反方向扩散）单向扩散（一组分通过另一停滞组分扩散）
7.气体中等分子扩散反向扩散通量表达式是什么？ 答：)(21A A A A p p z
RT D
J N -=
=Δ
8.液体中扩散的特点怎样 答：液体中的分子扩散速率远远低于气体分子扩散速率，其原因是由于液体分子之间的距离比较近，扩散物质A 的分子运动容易与邻近液体B 的分子相碰撞，使本身扩散速率减慢 9.固体中稳态扩散存在哪两种类型 答：一种是与固体内部结构基本无关的扩散；另一种是与固体内部结构基本有关的多孔介质中的扩散
10.气液固态中的扩散系数数量级是怎样的 答：气体中的扩散系数0.1×s /m 102
4
- 液体的扩散系数0.1×s /m 102
8
- 固体的扩散系数0.1×s /m 10213
- 聚合物的扩散系数0.1×s /m 102
11
-
由于液体分子间的作用力强烈的舒服了分子活动的自由程，液相中的扩散系数要比气相扩散系数低上一个数量级，固相中的扩散系数比在液相中的扩散系数还要低上一个数量级 11.扩散系数的定义以及影响因素
答：（1）定义：物质分子扩散系数，表示它的扩散能力。------沿扩散方向，单位时间每单位浓度的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数，既：
dy
dC n dy d M D A A
A A -=-=
ρ （2）影响因素：
-----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 -----二元混合气体扩散系数相对于标准状态下计算式：
2
/3)(O
O O
T T p p D D = 12.什么是分子传质，对流传质 答：
（1）分子传质的物理机理
Δ微观机理：分子不规则热运动
Δ浓度扩散：二元混合物系，若存在浓度差，由于分子运动的随机性混合物分子会从浓度高处向浓度低处迁移，也为浓度扩散 Δ推动力：浓度差
例外：物浓度差ΔT--热扩散；ΔP 压力扩散热扩散；由于扩散传质而引起的热量传递索瑞特效应。
（2）对流传质的物理机理：
流体的对流运动引起的传质，分子扩散和对流扩散共同作用的结果，与对流换热相似。 对流传质在流体与液体或固体的两相相交界面上完成的，例如空气吹过水表面时的水的蒸发
（1）分子传质：分子传质有称为分子扩散，简称扩散，它是由于分子的 无规则热运动而形成的物质传递的现象。
（2）对流传质：Δ对流传质是具有一定浓度的混合物流体流过不同浓度的壁面时，或两个有限互溶的流体层发生运动时的质量传递。 Δ紊流扩散，在不同的流动状态下，对传热和对流传质的机理是不同的。 13.对流传质系数速率定义与影响因素
答：对流传质系数和对流传质速率的定义式
）（平均浓度）（流体的主体浓度称为壁面浓度（对流传质系数）对流传质速率∞=A A A C C N -h )s(m )(
单位：)//(/)·/(3
3
2
m kmol m kmol s m s m kmol -=
对流传质系数受到流体的性质，壁面的集合形状和粗糙度，流体的速度等因素有关， 14.速度边界层，热边界层，浓度边界层
浓度边界层的定义：1固体表面具有浓度梯度的流层称为浓度边界层（亦称为扩散边界层或者传质边界层）2质量传递的全部阻力集中在浓度边界层。3浓度边界层决定对流传质
浓度边界层厚度c δ定义为：
99.0)/(=--∞As A As A C C C C ）（时与壁面的垂直距离。
特征
表现形式 边界层参
数
存在条件 相关影响 速度边界层）（x δ 速率梯度和切应力 表面摩擦
摩擦系数
r C 留过任意表面
于γ（粘
度）成正比关系
热边界 层）（x t δ 温度梯度和传热 对流换热 对流换热
系数h 流体与便面存
在温差 与a （导湿系数）成正比关系 浓度边界层）（x c δ 浓度梯度和组分传递
对流传质 对流传质系数f h
表面的组分浓度与其自由流浓度不同
与D （扩散系数）成正比关系
15.对流传质过程的相关准则数公式与定义（施密特，宣乌特，斯坦登准则数量）
对流传热γ）（/Re ul =
对流传质γ）（/Re ul =
名称 准则数
相似准则数含义 名称 准则数
相似准则数含义 普朗特准则
数
a
r γ=
P 动量传输系数与物体导温系数之比
施密特准则
数
i
c D S γ=
流体的运动粘度γ与物体的扩散系数（i D ）之比构成 努谢尔特准则数
λ
l
*h u =
N 边界导热热阻与对流热阻之比
宣乌特准则数
i
m l
*h h D S =
边界扩散阻力与对流传质阻力之比。其值由对流传质系数（m h ），物体的扩散系数（i D ）和定型尺寸（l ）组成
斯坦登准则数
u
c Pr *e Nu t p ρh R S =
=
Nu ，Re 和Pr 数的综合准则
斯坦登准则数
u c *e h t m m h S R S S =
=
Sh,Re 和Sc
数的综合准
则，是对流传质的无量纲度量参数
答：（1）施密特：施密特准则数（Sc ）对应于对流传热中的普朗特准则书（Pr ），为联系动量传输与质量传输的相似准则数，其值由流体的运动粘度γ与物体的扩散系数（i D ）之
比构成：i
v c D S =
宣乌特：宣乌特准则数（Sh ）对应于对流传热中的怒谢尔特准则数（Nu ）为以流体的边界扩散阻力与对流传质阻力之比来标志过程的相似特征，其值由对流传质系数（m h ），物体
的扩散系数（i D ）和定型尺寸（l ）组成：i m l
*h h D S =
斯坦登准则数量:斯坦登准则数量(m t S )u
c *e h t m m
h S R S S ==
第三章思考题
1.相变形式有那几种
固-液 液-汽 固-汽 固-固 2.制冰方式有那几种
动态制冰方式（冰池系统，冰晶系统）和静态制冰方式 3.静态冰蓄冷系统有那几种
（1）利用制冷剂直接蒸发制冰系统 （2）利用盐水不冻液间接冷却制冰系统 （3）热管式蓄冷系统 （4）冰球冰槽式蓄冷系统 4.蓄能的概念
所谓蓄能，就是在电力需求低谷时启动制冷，制热设备，将产生的冷或者热储存在某种媒介中，在电力需求高峰时，将储存的冷或者热释放出来使用，从而 减少高峰用电量
因此，蓄能技术有称为“移峰填谷”，采用此技术可以减少电网的峰谷差，提高电网运行效率，少建或缓建电站 5.空调蓄冷系统分类
水蓄冷，冰蓄冷，共晶盐蓄冷
6.蓄能空调的好处：1减少大气环境污染减2少电力峰值需求3减少电力设备容量4减少空调系统运行费用5提高系统可靠性6实现区域集中供冷
7.建筑节能和环境设备工程领域材料条件
热稳定性条件：合适的相变温度。较大的相变潜热。合适的导热性能（λ
大）
化学稳定性条件：不发生熔析，以免导致相变介质化学成分的变化。必须实现可逆相变。不可腐蚀容器。无毒，对人体无腐蚀，不易燃。结晶和晶体生长速度较快 物理性能条件：低蒸汽压。密度较大。体积膨胀率较小 经济性能条件：原料易得。价格便宜 第四章思考题
1.用焓湿图说明三种夏季空气热质处理途径
2.直接接触和间接接触的典型设备 直接接触：填料式和无填料式。
典型设备是喷淋室(水处理空气)和冷却塔(空气处理水)
间接接触：空气与冷却介质之间间接接触，典型设备是表冷器 3.空气与水直接接触时的刘伊斯关系式怎样？起只要适用什么过程
p
md c h
h =
-------对热流交换系数与对流交换系数之比
适用条件：绝热加湿，冷却干燥，等温加湿，加热加湿及表冷器处理空气过程 4.麦凯尔方程和定义
)(])()([)(i md i i p w i w i i h r d d t t c t t h -=-+-=-
上式通常称为麦凯尔方程式，他啊清楚的说明湿空气在冷却表面进行冷却降湿过程中，湿空气主流与紧靠水膜饱和空气的焓差是湿空气的比焓值由直接关系，或者说喜欢直接受湿空气湿球温度的影响。其在单位时间，单位面积上的传热量可近似的用传质系数md h 与焓差驱动力i Δ的乘积来表示。
5.影响空气与水接触的热质交换系数md h 的主要因素有哪些
6.什么是吸附，吸附剂和吸附剂
吸附，就是把分子配列程度较低的气相分子浓缩到分子配列程度较高的固相中。 吸附剂：指使气体浓缩的物体 吸附质：指被浓缩的物体 7.什么是物理吸附和吸附质
物理吸附：依靠分子间的范德华力起作用，可以单层，多层吸附 化学吸附：吸附质分子与吸附剂表面分子吸附质分子与吸附剂表面分子（原子）的化学作用，在吸附过程中发生电子转移和共有原子重排及化学键断裂与形成过程。多位单层吸附 8.常用固体吸附剂的类型怎样？举例说出3种常用的固体吸附剂
极性吸附剂：具有“亲水性”，硅胶多孔活性铝，沸石等铝硅酸盐。 极性吸附剂：具有“憎水性”，活性炭 9.画出干燥循环示意线图，并说明全过程 吸湿过程：当干燥剂表面的蒸汽压力小于空气中的蒸汽压力时，干燥剂吸湿，直到达到平衡。 再生过程：当表面蒸汽压超过周围空气的蒸汽压时干燥剂脱湿
冷却过程：干燥剂加热干燥后，它的蒸汽塔仍任很高吸湿能力较差，冷却干燥剂，降低其表面蒸汽压力使之重新吸湿
10.什么是动态和静态除湿法
静态吸附除湿：指吸附剂和密闭空间内的静止空气接触时，吸附空气中水蒸气的方法
11.吸附剂再生有哪四类
加压再生方式，减压再生方式，使用清洗气体再生方式，置换脱附再生方式
12.吸附法处理空气的优点有哪
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，噪声低，可以得到很低的露点温度
13.什么叫气体吸收，能举出4个常用的液体吸附剂
是用适当的液体吸收剂吸收气体或者气体混合物中的某种组分的一种操作过程。水吸收氨，液体吸附剂氯化钙，氯化锂，溴化锂，二甘醇，三甘醇
14.吸附剂对空气除湿的驱动力是什么？水蒸气分压力
补充
1.除湿方式：1冷却除湿2绝热除湿、
2.吸收现象：
---用适当的液体吸收剂来吸收气体或者气体混合物中的某些组分的一种操作过程。
---除湿剂吸收大量水蒸气后，浓度降低，吸湿能力下降，为循环使用，需将稀溶液加热使水分蒸发，从而完成溶液的浓缩
3.典型吸湿再生过程分析（图）
1-2是溶液的吸湿过程，溶液和湿空气直接接触，由于溶液表面蒸汽压力小于湿空水气蒸汽压力，水蒸气就从空气向溶液转移，同时水蒸气的凝结潜热大部分也被溶液吸收，为了抑制溶液温升，保持除湿剂的吸湿能力，一般采用冷却的方式带走释放的潜热或者采用较大的溶液流量，溶液吸收水蒸气后，浓度变小，而空气湿度达到要求后一般需要进一步降温处理再送入室内。2-3-4是溶液的再生过程。溶液被低压蒸汽或者热水等加热，当溶液表面蒸汽压力大于空气水蒸气分压力时，溶液中的水分蒸发到空气中，溶液被浓缩再生。再生过程所需能量包括三部分：加热除湿剂得其表面蒸汽压高于周围空气的水蒸气分压力所需的热量（2-3）所含水分蒸发过程所需的气化潜热（3-4）溶质析出所需的热量，比水气化潜热小，由溶液性质决定。4-1是溶液的冷却过程，所需能量取决于除湿剂的质量，比热以及再生后
和冷却到重新具有吸收能力之间的温差，通常为在2-3的加热过程和4-1的冷却过程之间蹭一部分热量，可提高再生器的工作效率。一般在溶液系统中，除了风机，水泵等输配系统的能耗外，所需投入的能力主要用于满足除湿剂再生要求。
4.经常徐需要在系统和它的周围环境之间或者在同一系统的不同部分之间传递热流和质量，这种以两种流体之间传递热流和质量为基本目的的设备，称为热质交换设备
5.对数平均温差法（LMTD 法）和效能-传热单元法（ε-NTU 法）均可用于换热器设计计算 对数平均温差法（LMTD 法）：min
max min
max ln
t t t t t m ΔΔΔΔΔ-=
效能-传热单元法（ε-NTU 法）量
表冷器中最大可能换热表冷器中的实际换热量
=
--=
)()(ε1121w p p t t Gc t t Gc 5.相关概念
（1）空气调节：利用冷却或加热设备等装置，对空气温度和湿度进行处理，使之达到人体舒适度的要求。
（2）热舒适性：人体对周围空气换进的舒适热感觉，主要取决于室内环境参数，如：温度，湿度等，有标准规范。 （3）新风
从室外引进的新鲜空气，经过空调激素处理后送入室内环境中。新风量大笑时衡量室内空气质量的重要参考指标，新风量是根据2CO 的浓度来确定的。新风的用途：满足卫生要求，补充室内排风和保持室内正压。
蒸发冷却是利用水与空气之间的热湿交换来实现的，可分为直接蒸发冷却和间接蒸发冷却
直接蒸发冷却是指在喷淋室中水与空气直接接触，水不断吸收空气的热量进行蒸发，从而使被处理的空气降温加湿
空气与水直接接触时的状态变化过程
过程线水温特点t或者Qx（温度）d或者Qq（压力）i和Qa（焓值）过程名称A-1 减减减减湿冷却A-2 减不变减等湿冷却A-3 减增减减焓加湿A-4 减增不变等焓加湿A-5 减增增增焓加湿A-6 不变增增等温加湿
A-7 增增增增温加湿
空气处理途径
空气处理各种途径的方案说明
季节空气处理途径处理方案说明
夏季W→L→O 喷淋室冷水（或用表面冷却器）冷却减湿→加热器再热W→1→O 固体稀释剂减湿→表明了全球等湿冷却
W→O
冬季W→2→L→O 加热器预热→喷蒸汽加湿→加热器再热
W→3→L→O 加热器预热→喷淋室绝热加湿→加热器再热
W→4→O 加热器预热→喷蒸汽加湿
W→L→O 喷淋室喷热水加热加湿
W→5→L’/5→O 加热器预热→一部分喷淋室绝热加湿→与另一部分为加湿
空气混合
相际间的对流传质模型：薄膜理论，渗透理论，表面更新理论
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 ①22 3 3 r 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 ,,m c 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 2 3 m 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 v S D a Le v D a === 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 ∽3 1 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： 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 32 00 0P T D D P T ??= ??? （1）氧气和氮气：
水气工段维修工劳动竞赛理论考试试题 总分：100分时间：60分钟 姓名：职务分数： 第一题、填空题（每空分，共20分） 1、离心泵主要由（泵体）、（叶轮）、（密封）、（轴）、（轴封箱）等部件组成,有些离心泵还装有导轮、诱导轮、平衡盘等。 2、泵的常见故障分为（机械故障）和（水力故障）两类。流量不足、发生汽蚀等均为（水力故障）。泵不运转、轴承过热则属于（机械故障）。通常情况下，两种故障同时存在于一种现象中，如扬程不足、泵不出水或泵运行时存在异常振动及声音等。 3、机械密封弹簧的预压缩量一般为（4--6 ）㎜。 4、联轴器对中检查及校正，要求达到：平行偏差不大于（）mm（百分表指示值不大于）；角偏差不大于（）mm（百分表指示值不大于）。 5、游标卡尺是一种常用的量具，具有结构简单、使用方便、精度中等和测量的尺寸范围大等特点，可以用它来测量零件的（内径）、（外径）、（长度）、宽度、厚度、深度和孔距等，应用范围很广。 6、百分表是用来校正零件或夹具的安装位置检验零件的形状精度或相互位置精度的。使用百分表必须注意几点；使用前，应检查测量杆活动的（灵活性）；测量零件时，测量杆必须（垂直）于被测量表面；不要使测量杆的行程超过它的（量程）；不要使百分表受到剧烈的（振动）和（撞击），亦不要把零件强迫推入测量头下，因此，用百分表测量表面粗糙或有显着凹凸不平的零件是错误的。 7、螺杆式冷冻机由（螺杆压缩机）、（蒸发器）、（经济器）、（冷凝器）、（油分离器）、（节流阀）、（控制系统）组成。热水型溴化锂吸收式冷水机组包括：（吸收器）、（蒸发器）、（发生器）、（冷凝器）、溶液热交换器、溶液泵、冷剂泵、自动抽排气装置及控制系统组成。 8、焊接就是通过（加热）或（加压），或者两者并用，使用或不使用填充材料，使焊件达到永久性的连接的方法。 9、零部件安装时涉及到配合，那么配合的类型分为（间隙）配合、（过渡）配合、（过盈）配合三种。 10、润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起（润滑）、（冷却）、（防锈）、（清洁）、（密封）和缓冲等作用。 第二题判断题，对的在后面括号内打√错的打×。（每题2分，共20分） 1、冷和热是同一个范畴的物理概念，都是物质分子运动平均动能的标志。日常生活中常说的热或冷是指温度高低的相对概念，是人体对温度高低感觉的反应。（√） 2、温度是描述热力系数系统冷热状态的物理量，它的高低反应物体内部分子无规则运动的剧烈程度，是标志物体冷热程度的参数，是物体状态的基本参数之一。（√） 3、蒸发是指液体表面分子汽化变成蒸汽分子的过程。（√）
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 A AB A ? - =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 m d 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。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。 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) 。 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。 8、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。 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。 12、一管式逆流空气加热器，平均换热温差为40℃，总换热量位40kW，传热系数为40W/(m2.℃)则换热器面积为25 m2。 1、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。 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、傅里叶定律、菲克定律。
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
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1 A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为 A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
1.传质通量：单位时间内通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。 2.质量传递的基本方式：分子传质与对流传质。 3.分子传质：又称为分子扩撒，简称扩散，它是由于分子的无规则运动而形成的物质传递现象。 4.对流传质：是指壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。 5.菲克定律：当浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整流运动时，组成二元混合物中组分A和组分Ｂ将发生扩散。其中组分Ａ向组分Ｂ的扩散通与组分Ａ的浓度梯度成正比，这就是扩散基本定律——菲克定律。表达式：，只用于分子扩散传质。 ６.紊流扩撒：凭借物体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象。 ７.当物系中存在速度、温度、浓度梯度，分别发生动量、热量和质量的传递现象。 ８.傅里叶定律指出，在均匀同性材料的一维温度场中通过热传导方式的热量通量密度为：。９.气体中的稳态扩散过程，分子扩散有两种形式：双向扩散和单向扩散。双向扩散（反方向扩散）的扩散通量表达式：NA=JA=D(pA1-pA2)/(RT△z),单向扩散： NA=(Dp/RT△z)ln(p-pA2)/(p-pA1)。 10.浓度边界层：概念：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体层中，该流体层称为浓度边界层。意义：如果在表面处流体中的某组分Ａ的浓度ＣＡｓ和自由流中的ＣＡｓ不同，就将产生浓度边界层。浓度边界层厚度为，其定义通常规定为时与壁面的垂直距离，它是存在较大浓度梯度的流体区域。在表面和自有流的流体之间的对流传质是由这个边界层决定的。 11．薄膜理论：当流体靠近物体表面流过时，存在一层附壁的薄膜，在薄膜的流动侧与具有浓度均匀的主流连续接触，并假定膜内流体与主流不相混合的扰动。在此条件下，整个传质过程相当于此薄膜上的扩散过程，而且认为在薄膜上垂直于壁面方向上呈线性的浓度分布，膜内的扩散传质过程具有稳态的特性。传质系数：。 12．渗透理论：当流体流过表面时，当流体质点不断地穿过流体的附壁薄层向表面迁移并与之接触，流体质点在与表面接触之际则进行质量的转移过程，此后流体质点又回到主流核心中去。由薄膜理论确定的对流传值系数与扩散系数呈线性一次方关系，按渗透确定的对流传值系数与扩散系数呈线性二次方根关系。实验表明，对于大多数的对流传质过程，传质系数与扩散系数的关系是：。 13.表面更新理论：。 14.热量、动量和质量传递的类比：当物系中存在速度、温度、浓度梯度，分别发生动量、热量和质量的传递现象。三种分子传递性质的数学关系分别由牛顿粘性定律、傅里叶定律、菲克定律。湍流动量、湍流热量和湍流质量传递的三个数学关系式是类似的。 15.三传方程：及边界层传递方程，当三个方程的扩散系数相等时，即ｖ＝ａ＝Ｄ时，且边界条件的数学表达式也相同时，它们的解应当是一致的。当ｖ＝Ｄ或a/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v>D时，速度边界层比浓度边界层厚度厚，当v 传热学基础试题 一、选择题1．对于燃气加热炉：高温烟气→内炉壁→外炉壁→空气的传热过 程次序为A.复合换热、导热、对流换热 B.对流换热、复合换热、导热 C. 导热、对流换热、复合换热 D.复合换热、对流换热、导热2．温度对辐射 换热的影响（）对对流换热的影响。大于 D.可能大于、小于 C. 小于 A.等于 B.2℃的壁面，2777）、温度为3．对流换热系数为1000W/（m℃ 的水流经·K）其对流换热的热流密度为（ 24 42×1010W/mW/m ×2424 W/m W/m ××1010),r 简要回答问题 4、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。 6、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。 8、如何认识传质中的三种速度，并写出三者之间的关系？ Ua Ub:绝对速度 Um ：混合物速度 Ua Ub 扩散速度 Ua=Um+(Ua-Um) 绝对速度=主体速度+扩散速度 10、简述“薄膜理论”的基本观点。 当流体靠近物体表面流过，存在着一层附壁的薄膜，在薄膜的流体侧与具有浓度均匀的主流连续接触，并假定膜内流体与主流不相混合和扰动，在此条件下，整个传质过程相当于此 薄膜上的扩散作用，而且认为在薄膜上垂直于壁面方向上呈线性的浓度分布，膜内的扩散传质过程具有稳态的特性。 14、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。 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，则空气只是冷却而不产生凝结水，称干工况。如果低于空气露点，则空气不被冷却，且其中所含水蒸气部分凝结出来，并在冷凝器的肋片管表面形成水膜，称湿工况，此过程中，水膜周围形成饱和空气边界层，被处理与表冷器之间不但发生显热交换还发生质交换和由此引起的潜热交换。 15、请说明空气调节方式中热湿独立处理的优缺点？ 对空气的降温和除湿分开处理，除湿不依赖于降温方式实现。节约传统除湿中的缺点，节约能源，减少环境污染。 16、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。 17、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？ 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， pp250的练习题1至9题 计算题 3、某空气冷却式冷凝器，以R134a 为制冷剂，冷凝温度为t s =50℃，蒸发温度t 0=5℃，时的制冷量Q 0=5500W ，压缩机的功耗是1500W ，冷凝器空气进口温度为35℃，出口温度为43℃。 （1）制冷剂与空气的对数平均温差是多少？（2）已知在空气平均温度39℃下，空气的比热为1013J/kg.K ，密度为1.1kg/m 3,所需空气流量是多少？ 解：（1）△t ‘=50-35=15℃,△t ’’=50-43=7℃ ' '''''t t In t t m ???-?=θ=10.5℃ (2)冷凝总负荷021W Q Q +==5500+1500=7000W 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。 2、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。 3、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。 4、冷却塔填料的作用是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延长冷却水停留时间，增加换热面积，增加换热量，均匀布水。 5、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。 6、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% 。 7、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。 8、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。 9、锅炉设备中的过热器、省煤器属于间壁式式换热器。 10、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。 11、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。 12、一管式逆流空气加热器，平均换热温差为40℃，总换热量位40kW，传热系数为40W/(m2.℃)则换热器面积为25m2。 13、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。 14、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、傅里叶定律、菲克定律。 15、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。 16、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过_4__次，就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。 17、_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。 18、质量传递有两种基本方式：分子传质和对流传质，分子扩散和对流扩散的总作用称为对流传质 19、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。 20、麦凯尔方程的表达式为：hw （ti –tw）=hmd(i-i i)，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传热系数与焓差驱动力的乘积 21、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。 22、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。 23、用吸收、吸附法处理空气的优点是_独立除湿。 24、蒸发冷却所特有的性质是__蒸发冷却过程中伴随着物质交换，水可以被冷 却到比用以冷却它的空气的最初温度还要低的程度_。 化工原理习题及答案 第五章传热 姓名 ____________ 班级 ____________ 学号 _____________ 成绩 ______________ 一、填空题： 1.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为500℃ ,而 环境温度为20℃ ,采用某隔热材料, 其厚度为240mm,λ =此时单位面积的热损失为_______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 ***1140w 2.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为500℃ ,而 环境温度为20℃ ,采用某隔热材料, 其厚度为120mm, λ =此时单位面积的热损失为 _______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 *** 1000w 3.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为150℃ ,而 环境温度为20℃ , 要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料, 其导热系数λ =则其 厚度不低于 _______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 *** 91mm 4.（ 6 分）某间壁换热器中 , 流体被加热时 , 圆形直管内湍流的传热系数表达式为 ___________________. 当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α= .K). 若水的其它物性不变, 仅改变水在管内的流速, 当流速为 0.8m.s时,此时传热系数α =_____________. *** 答案 ***α =(λ /d)Re Pr α = .K) 5.（ 6 分）某间壁换热器中 , 流体被加热时 , 圆形管内湍流的传热系数表达式为 _____________________. 当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α= .K). 若水的其它物性不变, 仅改变水在管内的流速, 当流速为 1.2m.s时,此时传热系数α =________________. *** 答案 ***α =(λ /d)Re Pr 绪论： 1.填空： 1．按传递热量的方式，换热器可以分为间壁式, 混合式, 蓄热式 2. 对于沉浸式换热器，传热系数低，体积大，金属耗量大。 3. 相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数较低，喷淋式换热器冷却水过少时，冷却器下部不能被润湿. 4.在沉浸式换热器、喷淋式换热器和套管式换热器中，套管式换热器中适用于高温高压流体的传热。 5.换热器设计计算内容主要包括热计算、结构计算流动阻力计算和强度计算 6.按温度状况来分，稳定工况的和非稳定工况的换热器 7.对于套管式换热器和管壳式换热器来说，套管式换热器金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。 2.简答： 1.说出以下任意五个换热器，并说明换热器两侧的工质及换热方式 答：如上图，热力发电厂各设备名称如下： 1．锅炉(蒸发器) *；2．过热器*；3．省煤器* 4．空气预热器*；5．引风机；6．烟囱；7．送风机；8．油箱9．油泵 1 0．油加热器*；11．气轮机；12．冷凝器*；13．循环水冷却培* 14．循环水泵；15．凝结水 泵；16．低压加热器*；17．除氧(加热)器*；18．给水泵19．高压加热器·柱!凡有·者均为换热器 2．比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器和管壳式换热器的优缺点答：⑴沉浸式换热器 缺点：自然对流，传热系数低，体积大，金属耗量大。 优点：结构简单，制作、修理方便，容易清洗，可用于有腐蚀性流体 ⑵喷淋式换热器： 优点：结构简单，易于制造和检修。换热系数和传热系数比沉浸式换热器要大，可以用来冷却腐蚀性流体 缺点：冷却水过少时，冷却器下部不能被润湿，金属耗量大，但比沉浸式要小 ⑶套管式换热器： 优点：结构简单，适用于高温高压流体的传热。特别是小流量流体的传热，改变套管的根数，可以方便增减热负荷。方便清除污垢，适用于易生污垢的流体。 缺点：流动阻力大，金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。 ⑷管壳式换热器： 优点：结构简单，造价较低，选材范围广，处理能力大，还可以适应高温高压的流体。可靠性程度高 缺点：与新型高效换热器相比，其传热系数低，壳程由于横向冲刷，振动和噪音大 第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1 ．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（） A ．复合换热、导热、对流换热 B ．导热、对流换热、复合换热 C ．对流换热、复合换热、导热 D ．复合换热、对流换热、导热 2 ．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。（） A ．等于 B ．大于 C ．小于 D ．可能大于、小于 3 ．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。（） A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（） A ．热对流 B ．复合换热 C ．对流换热 D ．导热 6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（） A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷诺准则反映了的对比关系？（） A ．重力和惯性力 B ．惯性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ A ．磨光的银 B ．无光泽的黄铜 C ．各种颜色的油漆 D ．粗糙的沿 9 ．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。（） A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．无法比较 10 ．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（） A ．辐射换热 B ．热辐射 C ．热对流 D ．无法确定 二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11 ．已知某大平壁的厚度为 10mm ，材料导热系数为 45W/(m · K) ，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。 12 ．已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003 （ m 2 · K ），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为340W （ m 2 · K ），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。 13 ．采用小管径的管子是对流换热的一种措施。 14 ．壁温接近换热系数一侧流体的温度。 15 ．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。 16 ．热对流时，能量与同时转移。 17 ．导热系数的大小表征物质能力的强弱。 18 ．一般情况下气体的对流换热系数液体的对流换热系数。 19 ．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。 20 ．是在相同温度下辐射能力最强的物体。 三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分） 21 ．稳态导热 22 ．稳态温度场 23 ．热对流 24 ．传热过程 25 ．肋壁总效率 四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分） 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： m A A U A M B B U B E e A U A e B U B 以扩散速度表示的质量通量： j A A （U A u ）, j B B （U B U ）U B , j j A j B e A u 1 e A — G A U A e B U B ） a A （m A m B ） 以主流速度表示的质量通量： e e B U a B （m A m B ） 2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为 C °2 C°2，即为1摩尔的C 与1摩尔的。2反应, 生成1摩尔的C °2,所以°2与C °2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 G 2 2 J H J D ~ S t P r S t m S C 且可以把对流传热中有关的计算式用于对流传质， 数及准则数用对流传质中 C, a D , D ,p r S c , N u S h , S t 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 h m 7 e ① ② 参 t 只要将对流传热计算式中的有关物理 相对应的代换即可，如： S t I m 热系数h 计算传质系数h m 13.2 课后习题详解 （一）习题 过程的方向和极限 13-1 温度为30℃、水汽分压为2kPa的湿空气吹过如表13-1所示三种状态的水的表面时，试用箭头表示传热和传质的方向。 表13-1 解：已知：t＝30℃，P＝2kPa，与三种状态水接触。求：传热、传质方向（用箭头表示） 查水的饱和蒸汽压 以Δt为传热条件，为传质条件，得： 表13-2 13-2 在常压下一无限高的填料塔中，空气与水逆流接触。入塔空气的温度为25℃、湿球温度为20℃。水的入塔温度为40℃。试求：气、液相下列情况时被加工的极限。（1）大量空气，少量水在塔底被加工的极限温度；（2）大量水，少量空气在塔顶被加工的极限温度和湿度。 解：已知：P＝101.3kPa，，逆流接触。求： （1）大量空气，少量水，（2）大量水，少量空气， （1）大量空气处理少量水的极限温度为空气的湿球温度 （2）大量水处理少量空气的极限温度为水的温度 且湿度为 查40℃下， 过程的计算 13-3 总压力为320kPa的含水湿氢气干球温度t＝30℃，湿球温度为t w＝24℃。求湿氢气的湿度H（kg水/kg干氢气）。已知氢-水系统的α/k H≈17.4kJ/（kg·℃）。 解：已知：P＝320kPa，t＝30℃，氢水-水系统， 求：H（kg水/kg干氢气） 查得24℃下， 13-4 常压下气温30℃、湿球温度28℃的湿空气在淋水室中与大量冷水充分接触后，被冷却成10℃的饱和空气，试求：（1）每千克干气中的水分减少了多少？（2）若将离开 淋水室的气体再加热至30℃，此时空气的湿球温度是多少？ 图13-1 解：已知：P＝101.3 kPa，求：（1）析出的水分W（kg水/kg干气） （1）查水的饱和蒸汽压 （2） 设查得 第一章 绪论 习题及答案 1-1 根据下图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 解 （1）负反馈连接方式为：d a ?，c b ?； （2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 下图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。 解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离 开闭自动控制。 系统方框图如图解1-2所示。 1-3 图示为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比， c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。 ?→T C ?→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑ 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见图解1-3。 学年第二学期热质交换原理与设备课程试卷 标准答案及评分标准A( √)/B( ) 卷 专业_建筑环境与设备专业班级_ 注意：标题请用宋体4号，内容请用宋体5号。 一、判断题（2分×10=20分） 1．利用液体除湿剂吸收空气中的水蒸汽，溶液的活度系数越小表明其偏离理想溶液性质越大，其表面蒸汽压越大、除湿能力越弱。（×） 2．在冷却塔冷却水的过程中，室外空气干球温度相同情况下，其湿球温度越低越不利于水的冷却。（×） 3．干燥剂的吸湿和放湿是由干燥剂表面的蒸汽压与环境空气的蒸汽压差造成的，吸附剂表面的蒸汽压越小，表明其吸湿能力越强。（√） 4．吸附剂的比表面积越大，越有利于吸附质在吸附剂上的吸附。（√） 5．表冷器为一种间壁式热交换设备，因此处理空气过程不存在质交换。（×） 6. 喷淋室处理空气过程中，只要水温低于空气的温度，就可以达到减湿冷却的目的。（×） 7.常用的固体吸附剂可以分为极性吸附剂和非极性吸附剂，沸石是一种非极性吸附剂，对水分子具有很强的吸附能力。（×） 8．根据对流传质模型中的薄膜理论，对流传质系数与扩散系数成正比，与薄膜的厚度成反比。（√） 9．质扩散系数、热扩散系数和动量扩散系数具有相同的单位。（√） 10．对套管式换热器而言，冷、热两种流体的进出口温度相同，逆流布置的平均温差小于顺流布置的平均温差。（×） 二、填空题（1分×10=10分） 1、质扩散系数：米2/秒（m2/s） 对流传质系数: 米/秒（m/s） 质流通量: 千克/（米2·秒），kg/(m2·s) 传热系数：瓦/（米2·度），w/(m2·℃) 传质速率: 千克/秒，kg/s 2、传质通量是指单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量。 ①Nu准则数的表达式为（A ） ② ③根据流体流动的起因不同，把对流换热分为（ A） ④A．强制对流换热和自然对流换热B．沸腾换热和凝结换热 ⑤C．紊流换热和层流换热D．核态沸腾换热和膜态沸腾换热 ⑥雷诺准则反映了（ A） ⑦A．流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小 ⑧B．流体的速度分布与温度分布这两者之间的内在联系 ⑨C．对流换热强度的准则 ⑩D．浮升力与粘滞力的相对大小 ?彼此相似的物理现象，它们的（ D）必定相等。 ?A．温度B．速度 ?C．惯性力D．同名准则数 ?高温换热器采用下述哪种布置方式更安全（ D） ?A．逆流B．顺流和逆流均可 ?C．无法确定D．顺流 ?顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃，冷流体进出口温度分别为20℃和40℃，则其对数平均温差等于（） A．60.98℃B．50.98℃ C．44.98℃D．40.98℃ ?7．为了达到降低壁温的目的，肋片应装在（ D） ?A．热流体一侧B．换热系数较大一侧 ?C．冷流体一侧D．换热系数较小一侧 21黑体表面的有效辐射（ D）对应温度下黑体的辐射力。 22A．大于B．小于 C．无法比较D．等于 23通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为（ D） 24A．W B．W／m2 C．W／m D．W／m3 25格拉晓夫准则数的表达式为（D ） 26 27.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( A ) 28 A.热辐射 B.热对流 C.导 热 D.都不是 29准则方程式Nu=f(Gr,Pr)反映了( C )的变化规律。 30A.强制对流换热 B.凝结对流换热 31 C.自然对流换热 D.核态沸腾换热 32下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( D ) 33A.增加流体流度 B.设置肋片 34 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材 料使导热热阻增加 35冷热流体的温度给定，换热器热流体侧结垢会使传热壁面的温度( A ) 36 A.增加 B.减小 C.不变 D.有时增 加，有时减小 37将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是( D ) 38A.减少导热 B.减小对流换热 39 C.减少对流与辐射换热 D.减少导热与对流换热 40下列参数中属于物性参数的是( B ) 41A.传热系数 B.导热系数 42 C.换热系数 D.角系数 43已知一顺流布置换热器的热流体进出口温度分别为300°C和150°C，冷流体进出口温度分别为50°C和100°C，则其对数平均温差约为( )传热学基础试题及答案
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