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热质试卷

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热质交换原理试卷和题库

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。

化工设备热传导与传质考核试卷

化工设备热传导与传质考核试卷
D.填充塔
15.下列哪些情况下雷诺数增大？（）
A.流体密度增大
B.流体流速增大
C.管道直径减小
D.流体的粘度减小
16.下列哪些因素影响菲克定律中的扩散系数？（）
A.温度
B.压力
C.浓度
D.物质的物理状态
17.下列哪些情况下亨利常数发生变化？（）
A.温度变化
B.压力变化
C.浓度变化
D.物质的状态变化
18.下列哪些方法可以用来增强传热过程？（）
9.下列哪个因素与对流传热系数无关？（）
A.流体类型
B.流体流速
C.流体比热容
D.物质的颜色
10.在化工设备中，下列哪种情况下热传导系数最小？（）
A.材料的密度较小
B.材料的晶体结构紧密
C.材料的温度较低
D.材料的纯度较低
11.下列哪个单位用于表示对流传热系数？（）
A. W/m²·K
B. J/kg·K
标准答案
一、单项选择题
1. C
2. A
3. D
4. A
5. D
6. D
7. C
8. D
9. D
10. D
11. A
12. D
13. A
14. B
15. A
16. C
17. D
18. D
19. A
20. D
二、多选题
1. ABD
2. AB
3. AD
4. ABC
5. AB
6. ABC
7. BC
8. ABC
A.增加传热面积
B.提高流体的流速
C.使用热导率更高的材料
D.减小热流体的温度
19.下列哪些情况下施托克斯数减小？（）

热质交换原理与设备-往年考试试卷4

热质交换原理与设备-往年考试试卷4

江苏大学试题（2009-2010学年第二学期）课程名称热质交换原理与设备（A 卷）开课学院能源与动力工程学院使用班级建环07级（开卷）考试日期2010.06.30题号一二三四五六七八总分核查人签名得分阅卷教师一、问答题（共68分）1、通过课堂学习和实验学习，你认为本课程的主线是什么？你认为本课程的主要内容有哪些？（10分）2、质量传递的基本方式有哪两种？试写出描述这两种质量传递的微分方程及方程的含义。

（10分）3、研究对流传质的主要目的是确定传质通量或对流传质系数，通过本课程的学习，针对一种具体的传质现象，你现可以尝试用几种方法或途径来求取对流传质系数？（10分）4、你是如何理解热量传递，动量传递和质量传递这三种传递现象的类比关系的？（10分）5、用同样的杯子在同一冰箱中放一杯温水和一杯冷水，你可能听说温水的结冰速度要比冷水快。

众多解释中一种是基于传热和传质的考虑。

试用本课程及相关知识讨论水层的自由表面和空气以及冷冻室壁面之间的传热和传质有关的所有过程且解释温水要比冷水结冰快为何是可能的。

（10分）6、试用本课程讲解的空气热质处理方法和相变蓄冷原理，自行设计蓄冷式空调系统并用示意图画出，使该系统实现调温，调湿功能。

（10分）7、硅胶干燥空气的是一种吸附除湿现象，请指出哪种物质是吸附剂，哪种物质是吸附质。

同时硅胶作为一种多孔性物质，其密度一般采用真密度、表观密度和堆积密度来表示，试写出这三种密度的定义式。

（8分）命题教师：胡自成共2页第1页学生所在学院专业、班级学号姓名江苏大学试题第2页二、计算题（共32分）1、相对湿度为50%，温度为40˚Ｃ的空气以4m/s的速度掠过长度为10m 的水池，水温为30˚Ｃ。

试计算每m2的池表面蒸发量是多少？(8分)2、在喷淋室的设计计算中，已各需处理的空气量G为18900kg/h；空气初参数为：初温t1为28˚Ｃ，湿球温度t s1为22.5˚Ｃ,焓值i1为65.8kJ/kg；需要处理的空气终参数为：终温t2为16.6˚Ｃ，湿球温度t s2为15.9˚Ｃ,焓值i2为44.4kJ/kg；冷冻水初温t ld为5˚Ｃ。

工程热物理考试试题

工程热物理考试试题

工程热物理考试试题一、选择题1. 下列物质中，哪一种是导体？A. 纯净水B. 空气C. 铜D. 玻璃2. 哈氏合金的主要成分是？A. 铁B. 镍C. 铝D. 铜3. 在热力学第一定律中，对一个系统做功时的能量守恒表达式是？A. △U = Q + WB. △U = Q - WC. △U = WD. △U = Q4. 开尔文温度标度绝对零度对应的温度是多少？A. 0°CB. 100°CC. -273.15°CD. 273.15°C5. 以下哪个量是用来描述热量传递效率的参数？A. 热容量B. 热传导率C. 热膨胀系数D. 热功率二、填空题1. 在燃烧过程中，烟气中的主要成分是__________。

2. 热量传递的三种方式分别是__________________。

3. 理想气体热力学过程中，恒容过程中气体内能的变化是__________。

4. 某热容量为C的物质，其焓的变化量为ΔH，温度变化ΔT，则该物质所吸收的热量为_____________。

5. 第一类气体的绝热过程中，压强与温度之比等于__________。

三、简答题1. 什么是导热系数？如何计算导热系数？2. 请简要描述热力学第二定律的内容及其适用条件。

3. 什么是开尔文-普朗克公式？它和热辐射强度有什么关系？4. 对于理想气体的绝热过程，如何确定过程中气体的状态方程？5. 请描述一下温度计的工作原理及其与热力学的关系。

四、计算题1. 一根铜棒，长为2m，横截面积为0.01m²，末端A与炉体接触，受到16595J的热量，铜棒的热膨胀系数为1.7×10⁻⁵/°C，求铜棒的末端B的温升。

2. 一个多级热传导问题，热源温度为400K，热量传导系数为0.8W/m·K，两个金属板之间的距离为0.1m，第一个金属板的厚度为0.02m，第二个金属板的厚度为0.04m，求第一个金属板与第二个金属板之间的温度差。

高分子材料的热分析技术考核试卷

高分子材料的热分析技术考核试卷
4.请结合实际案例分析，说明热分析技术在高分子材料质量控制中的重要性，以及可能存在的挑战和解决方案。
标准答案
一、单项选择题
1. C
2. C
3. D
4. B
5. C
6. C
7. D
8. C
9. D
10. C
11. D
12. C
13. D
14. B
15. D
16. D
17. D
18. C
19. D
20. D
9.以下哪些技术可以用于热分析中的数据处理？（）
A.数据平滑
B.微分热重法（DTG）
C.图像分析
D.数据归一化
10.以下哪些情况下，高分子材料可能表现出多个熔融峰？（）
A.材料具有不同的结晶度
B.材料含有不同的聚合物成分
C.材料的分子量分布较宽
D.所有以上情况
11.在进行热分析实验时，以下哪些做法是安全的？（）
2.热分解
3.热流传感器
4.尺寸变化
5.预热
6.熔融
7.熔融热
8.惰性气体
9.平滑处理
10. TGA
四、Байду номын сангаас断题
1. √
2. ×
3. √
4. ×
5. √
6. ×
7. ×
8. √
9. ×
10. √
五、主观题（参考）
1. DSC通过测量样品与参比之间的热流差来分析材料的热性质。应用于高分子材料的熔点、结晶度、热稳定性研究。
1.高分子材料在加热过程中，其熔点通常是通过______（填空）技术来测量的。
2.在热重分析（TGA）中，样品的质量损失通常与______（填空）过程有关。

火力发电厂热力设备性能试验考核卷考核试卷

火力发电厂热力设备性能试验考核卷考核试卷
C.测定汽轮机的最低耗电量
D.确定汽轮机的最大出力
19.下列哪种因素不会影响火力发电厂的热效率？（）
A.燃料的热值
B.设备的设计与运行
C.环境湿度
D.电网负荷需求
20.关于火力发电厂热力设备性能试验，以下说法正确的是：（）
A.可以随时进行，不影响设备正常运行
B.需要在设备停机时进行
C.必须在设备达到设计工况时进行
火力发电厂热力设备性能试验考核卷考核试卷
考生姓名：答题日期：得分：判卷人：
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.火力发电厂中最常用的燃料是：（）
A.煤
B.油
C.气
D.生物质
2.下面哪项不是提高火力发电厂热效率的有效方式？（）
A.提高锅炉效率
A.提高排烟温度
B.降低空气预热器出口温度
C.增加燃料量
D.减少给水量
17.下列哪种方法不能提高锅炉的燃烧效率？（）
A.优化燃烧器设计
B.提高燃料的细度
C.增加过剩空气系数
D.提高燃料的挥发份
18.热力设备性能试验中，对汽轮机进行变负荷试验的目的是：（）
A.测定汽轮机的最高效率
B.确定汽轮机的最优运行负荷
4.在火力发电厂中，给水泵的能耗占整个发电厂能耗的很大一部分。（）
5.锅炉的排烟热损失是影响热效率的主要因素之一。（）
6.汽轮机的相对湿度受环境湿度的影响较大。（）
7.热力设备性能试验中，测量排烟温度通常采用温度计直接测量。（）
8.火力发电厂的节能改造只需关注锅炉的燃烧效率。（）
9.优化汽轮机的叶片设计可以提高热效率。（）

热力发电厂考试试卷(热动)

一．名词解释：1.煤耗率汽轮发电机组每生产1的电能所需要的煤耗量2.上端差表面是加热器的端差，有时也称为上端差，通常指加热器汽侧出口疏水温度（饱和温度）与水侧出口温度之差。

3.有效汽蚀余量指在泵的吸入口处，单位重量液体所具有的超过气化压力的富余能量，即液体所具有的避免泵发生汽蚀的能量。

4.燃料利用系数热电厂外供电、热两种产品的数量之和与其输入能量之比。

5.热化发电比热化发电量占机组发电量的比值二．简答题：1.高参数机组为啥选择中间再热所谓中间再热就是将高压缸排汽送到锅炉再热器加热，提高温度以后又引回到汽轮机中做功。

采用蒸汽中间再热是为了提高发电厂的热经济性和适应大机组发展的需要。

随着初压的增加，汽轮机排气湿度增加，为了使排气湿度不超过允许限度可采用中间再热。

采用中间再热，不仅减少了汽轮机排气湿度，改善了汽轮机末级叶片的工作环境，提高了汽轮机的相对内效率。

2.除氧器自身沸腾由除氧器的热力计算中若计算出的加热蒸汽量为零或负值，说明不需要回热抽气加热，仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可以满足将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度，这种现象称为自生沸腾。

除氧器自生沸腾时，回热抽气管上的止回阀关闭，破坏了汽水逆向流动，排气工质损失加大，热量损失也加大，除氧效果恶化。

3.为什么采用蒸汽冷却器随着汽轮机组向高参数大容量发展，特别是再热的采用，较大的提高了中低压缸部分回热抽气的过热度，尤其是再热后第一、二级抽汽口的蒸汽过热度，使得再热后各级回热加热器内汽水换热温差增大，用损失增加，即不可逆损失加大，从而削弱了回热效果。

为此，让过热度较大的回热抽气先经过一个冷却器或冷却段降低蒸汽温度后，再进入回热加热器，这样不但减少了回热加热器内汽水换热的不可逆损失，而且还不同程度的提高了加热器出口水温，减少了加热器端差，改善了回热系统的经济性。

4.汽轮机排气压力对热经济性的影响在汽轮机初参数一定的情况下，降低汽轮机排气压力将使循环放热过程的平均温度降低，根据卡诺循环原理知，理想循环热效率将随着排气压力的降低而增加。

《热质交换原理与设备》第三版重点、总复习资料

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smkgdydCDm AABA⋅-=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：()dAiihdQdm dz-=，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。

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。

热工学习试题试题库

热工学习试题试题库一、选择题（每题1分，共5分）1.下列哪种物质的比热容最大？A.水B.铝C.铁D.铜2.在热力学第一定律中，内能的变化等于哪两个量的代数和？A.热量和功B.热量、功和动能C.热量、功和势能D.热量和势能3.下列哪种现象属于不可逆过程？A.等温膨胀B.等压压缩C.绝热膨胀D.等温压缩4.在热力学第二定律中，熵的增加表示什么？A.系统的可逆性增加B.系统的不可逆性增加C.系统的稳定性增加D.系统的混乱度减少5.下列哪种循环的热效率最高？A.卡诺循环B.拉普拉斯循环C.狄拉克循环D.奥托循环二、判断题（每题1分，共5分）1.热量总是从高温物体传递到低温物体。

（）2.热力学第二定律可以表示为“热量不能自行从低温物体传递到高温物体”。

（）3.等压过程的热量变化等于内能变化。

（）4.熵的增加总是意味着能量的损失。

（）5.热力学第三定律指出，绝对零度是无法达到的。

（）三、填空题（每题1分，共5分）1.热力学第一定律的数学表达式是_______。

2.热力学第二定律的数学表达式是_______。

3.熵的定义是_______。

4.卡诺循环的热效率公式是_______。

5.理想气体的内能仅与_______有关。

四、简答题（每题2分，共10分）1.简述热力学第一定律的内容。

2.简述热力学第二定律的内容。

3.简述卡诺循环的原理。

4.简述理想气体的内能公式。

5.简述熵的概念及其在热力学中的作用。

五、应用题（每题2分，共10分）1.一台热机从高温热源吸收1000J的热量，并向低温热源放出800J的热量。

求该热机的热效率。

2.一定量的理想气体在等压过程中温度升高了20℃。

求该气体的体积变化率。

3.一个卡诺热机从高温热源吸收1000J的热量，并向低温热源放出800J的热量。

求该热机的热效率。

4.一定量的理想气体在等温过程中压强增加了20%。

求该气体的体积变化率。

5.一个系统的熵从2J/K增加到3J/K。

求该系统的熵变。

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7. 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_______________________。
8. 冷却塔的热工计算原则是____冷却数N = 特性数N＇______________。 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 箭头表示传质和传热的方向。
5
（3分） （3）该冷却器吸收的热量应该等于空气放出的热量
（2分）
作出焓湿图（2分）(注：如果将本题答案写成表冷器的热工计算步骤形式，只要包 含上述三条计算原则，也可作为正确答案。)
干空气的热物性( p = 1.01325×105 Pa)
干饱和水蒸气的热物性
t (℃)
cp (kJ/(kg.K))
ρ
(kg/m3 )
×106 (m2/s)
10
1.005
1.247 14.16
20
1.005
1.205 15.06
30
1.005
1.165 16.00
40
1.005
1.128 16.96
t
p×10-5
r
(℃) (Pa) (kJ/kg)
10 0.01227 2477.7 20 0.02338 2454.3 30 0.04241 2430.9 40 0.07375 2407.0
2
6. 简述在冷却塔（湿式）中所发生的热质交换过程。 答：在冷却塔内，空气被加热加湿，水被冷却。（2分）
不论水温高于还是低于周围空气温度，总能进行水的蒸发（质交换），蒸发所 消耗的热量总是由水传给空气。当水温高于空气温度时，蒸发散热和温差传热都 由水传向空气，结果使水温下降；当水温下降到等于空气温度时，温差传热量为0 ，蒸发散热仍在进行；当水温继续下降到低于空气温度时，温差传热和蒸发散热 的方向相反，当水温下降到某一程度时，由空气传给水的温差传热量等于由水传 给空气的蒸发散热量，总传热量等于0，水温也不再下降，这时的水温为水的冷却 极限，近似等于空气的湿球温度，（2分）但一般在实际生产中，要求冷却后的水温 比湿球温度高3－5℃。（2分）
1.一输送氧气的橡皮管外径为12mm，厚1.5mm。在压力稳定情况下内表面上氧气 的浓度为0.05 kmol/m3，外表面上氧气的浓度为0.0107kmol/m3，氧气在该橡皮管中的扩散率为1 .5×10–9 m2/s。试计算每小时内每米长管子上通过橡皮管的氧气扩散量。
解：由题意，是与固体内部结构无关的气体在固体中的稳态扩散情况。
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____、_____置换脱附再生方式______。
五、（10分）对表冷器给定已知条件：空气量G，空 气初状态t1，ts1，终状态t2，ts2 ；求解内容：表冷器型号、台数、排数、冷水初温 tw1、冷水终温tw2 。要求作焓湿图并给出热工计算原则。
解：表冷器的热工计算原则：
（1）该冷却器能达到的ε1应该等于空气处理过程
（3分） （2）该冷却器能达到的ε2应该等于空气处理过程所需要的ε2
4. 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。
5. 用吸收、吸附法处理空气的优点是_____独立除湿______________________ 。
6. 热质交换设备按不同的工作原理分类，可分为_______间壁式____________、___ __直接接触式______、_______蓄热式_________、_______热管式________。
分）
7
在C0 < 0时，随着C0的减小，壁面导热量是逐渐增大的，而膜总传热量是逐渐减少的。（3 分）
4. 分析用吸收、吸附法处理空气的优点。
答：利用吸收、吸附法处理空气的优点是独立除湿—— 在空气处理过程中，将降温和除湿分开来独立处理。即由吸收或吸附来完成除湿 任务，降温的任务只是将空气温度降低到送风状态点温度即可，而不需要额外的 加热处理。（2分）
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t 传热方向 传质方向
50℃ 气水 气水
30℃ 气水 气水
18℃ 气水 气水
10℃ 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）
水温t 传热方向 传质方向
50℃ 气水 气水
30℃ 气水 气水
18℃ 气水 气水
10℃ 气水 气水
2. 说明利用制冷剂直接蒸发制冰系统（如图所示）的工作原理。 答：夜间电力负荷低时，开启制冷机，制冷剂在蓄冰池的制冰盘管内直接蒸发
，盘管外表面形成500mm左右厚的冰层，将冷量蓄存起来。（3分）
1
白天空调系统运行时间内，空调系统 所需冷量由蓄冰池内蓄存的冰水提供 。此时，制冷系统的制冷剂不在蓄冰池 内蒸发制冷，而在并联蒸发器内蒸发， 冷却由空调系统来的回水，被冷却后 的回水，经热交换器，由蓄冰池内的冰 水再次冷却后供空调系统使用。定义：_ 总换热量与显热换热量的比值，
，其值的大小直接反映了__ 表冷器上凝结水析出的多少_.
7. 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.
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______℃。
（2）湿交换量： 潜热交换量：
（2分）
（2分）
——温度为 tb 时水的汽化潜热，kJ/kg
——单位时间单位面积蒸发（凝结）的水量，kg/(m2.s)
（3）总热交换量：
对空气——水系统，存在刘易斯关系式：
（2分）
所以上式
（2分）
因为：当温度为 t 时，湿空气焓为：
3
当温度为 tb 时，湿空气焓为：：
三、（14分）试导出空气与水直接接触时发生热质交换的5个基本方程式，并说明 麦凯尔方程表示的物理意义。
解：假设当空气与水在一微元面 dA 上接触时，假设空气温度变化为 dt ，含湿量变化为 d(d) 。
（1）显热交换量：
（2分）
——湿空气的质量流量，kg/s
——湿空气与水表面之间的显热交换系数，W/(m2.℃)
化学吸附是由于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以及化学键断裂与形成等过程。（2分）
5. 什么是析湿系数？它的物理意义是什么？
答：析湿系数也称为换热扩大系数，表示由于存在湿交换而增大了的换热量，
是总换热量与显热换热量的比值，
。（4分）
其值的大小直接反映了表冷器上凝结水析出的多少。（2分）
如果忽略水蒸汽从0℃加热到t℃时的焓，即
项，并考虑到 t 和tb
差别不大，所以空气的比热和水的汽化潜热变化不大，即有：
所以从（3）式可以得到：
（4）
—— 麦凯尔方程
麦凯尔方程表明：在热质交换同时进行时，如果满足刘伊斯关系式，则总热交换 的推动力为空气——主流湿空气与紧靠水面的饱和边界层空气的焓差。（2分）
传质速率 已知： 代入数据，得：
其中
4
（6分）
（6分）
即每小时内每米长管子上通过橡皮管的氧气扩散量为4.63×10－6kmol。
2. 25℃的不含萘的空气，在1.013×105 Pa的压力下流过一个萘平面，在离开前沿点2m处，Rex =9×104。试计算在此两米的区域内的平均质交换系数。取Sc = 2.5。由于空气中萘的含量很少，其物性可取空气的值。
解：依题意，由于空气中萘的含量很少，其物性可取空气的值，则通过查空 气的物性参数表可知：t=25℃，ν＝15.53×10－6m2/s 。
由于
，所以
因为ReL =9×104﹤105，故为层流。
有：
（2分） （6分）
同时：
所以有： 所需要的ε1
（4分）
即在此两米的区域内的平均质交换系数为 8.4×10－4m/s。
广州大学2007-2008学年第2学期考试卷（参考答案）
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_____间壁式__________、_____ 直接接触式_______、蓄热式和热管式。
2. ___分子扩散传质___与____对流扩散传质__两者的共同作用称为对流传质。
3. 以夏季完全使用新风的直流式空调系统为例，为了得到同一送风状态点，试 述三种空气处理方案，要求作焓湿图并给出方案 说明。
答：如图所示，在夏季空调系统（直流式系统） 中,为了得到同一送风状态点，可能有的不 同空气处理途径：
（1）W→L→O 喷淋室喷冷水（或用表面冷却器） 冷却减湿→加热器再热 （2分）
广州大学2006-2007学年第2学期考试卷 一、填空题（每题2分，共16分） 1.当流体中存在着速度、温度和浓度的梯度时，则分别会发生___动量___传递、_ _热量____传递和___质量___传递现象。 2.质量传递的基本方式可分为_____分子传质______与____对流传质______。 3.冰蓄冷系统中的制冰方式主要有两种：_动态_制冰方式和_静态_制冰方式。