发布时间 : 星期六 文章热质交换原理与设备重点 - 图文更新完毕开始阅读
dCAdudt ????,q???,mA??DAB?dydydy5.将纸张通过加热蒸汽加热的筒使之干燥，指出纸张的传热传质过程。
6.你可能听说过，放到冰箱中的温水要比冷水结冰快，试基于传热和传质角度考虑此事是否有可能？ 二、填空题（共20分）
1. (2分)已经各组份的摩尔质量μi和摩尔数ni，则组份i的质量分数ai表达式为( )。
2. (2分)已知传热因子JH，传质因子JD和摩阻系数Cf,按照柯尔本类比它们满足( )的关系式。 3. (4分)空气与水直接接触时，，水温tw，空气湿球和露点温度ts、tL，当( )时，显热和潜热都是由水流向空气。当( )时，显热和潜热都是热流相反，总交换热是方向是 ( )，当( )时，总交换热量为0，水温不变，
4. (2分)对于管内的层流传质，假设从进口就是充分发展流动，在管内壁面处的传质通量是恒定时，则对流传质的Sh=( ).
5. (2分) 刘易斯准则表示温度分布和( )的相互关系，施密特准则表示速度分布和( )的相互关系 6. (2分)对流传热规律可用Nu?f?Re,Pr?表示，按照相似理论，在传质与其相似时，对流传质规律可用( ).表达式表示。
7. (2分)初温为的t0水放在干、湿球温度分别为ta,ts的环境中，则其稳定温度为( ). 8. (4分)组分A从平表面蒸发到组分B中。假定浓度边界层中组分A的浓度分布为
*CA(y)?D?y2?E?y?F，其中D、E和F是常数，为方向和壁面垂直。用上述常数、自由流中A的浓度CA∞以及
质量扩散系数DAB表示的对流传质系数为hm（ ）. 三、作图题（每题10分，共20分）
1空气与水直接接触时（空气是欠饱和状态），假定与空气接触的水量无限大，接触时间无限长，全部空气都能达到具有水温的饱和状态点，在以下条件下，在i-d图上划出相应的过程线，分析热质交换过程中空气显热、潜热和总热是增还是减少，将结果填在下表中。 1） 水温tw等于空气露点温度tL 2） 水温tw等于空气湿球温度ts 3） 水温tw等于空气干球温度tA Qx Qq Qz 过程线 水温特点 过程名称 2下图是除湿型新风空调系统工作原理图，图中1是蒸发冷却器，2是热交换器，3是家热器，4是除湿器，试在空气温度和湿度坐标图上画出响应的空气处理过程，并简单扼要介绍这种系统的优点。
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四、计算题（每题15分，共30分）
1大家知道，在晴朗的夜晚，空气温度不需要降到0度以下地上的一层水就会结冰，对于有效天空温度为-30℃，以及由于风引起的对流传热系数h=25W/(m2.K)的晴朗的夜晚，讨论这样的水层，可假定水的发射率为1，并就热传导而言认为它和大地绝热。黑体的辐射常数??5.67?10?8W/m2?K4。空气的密度为1.295kg/m3，定压比热1.005Kj(/kg℃，汽化潜热hfg=2501kJ/kg).
1） 忽略蒸发，确定不发生结冰的空气最低温度。 2） 对于给定条件，计算水蒸发的传质系数hm。
3） 现在考虑蒸发的影响，不发生水结冰的空气最低温度是多少？空气假定是干空气。
3.10bar和27度的气态氢放在直径为100mm的钢制容器中。钢壁内表面的氢的浓度为1.5kmol/m3，外表面氢的浓度可忽略。氢在钢材中的质量扩散系数为0.3?10
2009~2010学年第二学期期末考试《热质交换原理与设备》试卷（A）
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?12??m2/s，求开始时通过钢壁的氢的质量损失速度和压力下降速度。
一、简答题、推导题
1、写出动量、热量和质量的分子扩散的定律及通用表达式 10分 发生动量传递。
???dud(?u)??dydy(????)
d(?u)dy——动量浓度的变化率
?u ——动量浓度，单位体积内流动的动量在y方向上的变化率。
传热、傅立叶定律
q???d(?Cpt)dt?d(?Cpt)????ady?Cpdydy
d(?Cpt)dy——焓浓度的变化率
?Cpt——焓浓度，单位体积内流体的焓在y方向上的变化率。
λ——导热系数 a ——热扩散系数 q ——热流通量
传质、斐克定律
mA?DAB?dCA*dy
A组分密度混合物密度
?ACA*——质量百分数 ?mA??DABd?Ady
?为常数时
dpAdy——质量浓度的变化率，密度的变化率
DAB——A在B中的扩散系数 mA——质流通量
这三个表达式从“分子扩散”机理的角度说明了三传的类比性。
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?传递的量??传递的量的速率?比例常数??u??单位体积流体的动量,焓,质量
传递的量的传递速率正比于传递的量的变化率，从而为通过传热来研究物质提供了可能性。
d?'FD???C
dy2、混合物的质量分数与摩尔分数表示方法及互换关系 5分 质量分数：
摩尔分数：
xA?aA*MAxA? nAn?aAaB???M*?M*??B? ?AdCACA?NA?NB? ?dzCNA??DdCAdz
3、推出气体中稳态扩散过程的等分子反向扩散通量方程 10分
NA??D等分子反向扩散NA??NB得出：
NA?D?pA1?pA2??zRT
4、推导传质微分方程 15分
输入流体微元的质量速率+反应生成的质量速率=输出流体微元的质量速率+流体微元内积累的质量速率
?A,conv?m?A,dif?m?A,g?m?A,stm?
V?A]dV???????[???(?An)???(DAB)??A?nV??AdV?t
???A?A???(?A?)???(DAB)??A?n?t
5、写出施密特准则数和宣乌特准则数及他们的物理含义 施密特准则数(Sc)对应于对流传热中的普朗特准则数（Pr)
Sc??Di
ν: 流体的运动粘度（即动量传输系数） α：物体的导温系数（即热量传输系数） Di：物体的扩散系数
①联系动量和质量传递的相似准则
②表示速度分布和浓度分布的相互关系。 ③体现了流体的传质物性。
舍伍德准则数（Sh）对应于对流传热中的努谢尔特准则数(Nu)
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