完整word版热质交换原理与设备习题答案第3版

1、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）2、解：热质交换设备按照工作原理分为：间壁式，直接接触式，蓄热式和热管式等类型。间壁式又称表面式， 在此类换热器中， 热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量传递任务，彼此不接触，不掺混。直接接触式又称混合式， 在此类换热器中， 两种流体直接接触并且相互掺混， 传递热量和质量后，在理论上变成同温同压的混合介质流出，传热传质效率高。蓄热式又称回热式或再生式换热器， 它借助由固体构件 （填充物） 组成的蓄热体传递热量，此类换

2、热器，热、 冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道，热流体先对其加热，使蓄热体壁温升高， 把热量储存于固体蓄热体中，随即冷流体流过，吸收蓄热体通道壁放出的热量。热管换热器是以热管为换热元件的换热器， 由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体中，中隔板与热管加热段，冷却段及相应的壳体内穷腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。3、 解：顺流式又称并流式，其内冷 、热两种流体平行地向着同方向流动，即冷 、热两种流体由同一端进入换热器。逆流式，两种流体也是平行流体，但它们的流动方向相反，即冷、热两种流体逆向流动，由相对得到两端进入换热器，向着相反的方向流动，并由相对

3、的两端离开换热器。叉流式又称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉。混流式又称错流式，两种流体的流体过程中既有顺流部分，又有逆流部分。顺流和逆流分析比较：在进出口温度相同的条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，顺流时，冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度， 而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度，以此来看， 热质交换器应当尽量布置成逆流，而尽可能避免布置成顺流，但逆流也使得此处的壁温较高,有一定的缺点，即冷流体和热流体的最高温度发生在换热器的同一端, 为了降低这里的壁温，有时有意改为顺流。第二章传质的理论基础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

4、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:mAaUaMbBUB,mGaUaeBUB以扩散速度表示的质量通量:jAa(Ua U), jB b(Ubu)Ub, jjA jB以主流速度表示的质量通量:GaU1Ga (GaUa GbUb)eaA(mAme)D 1P(Va3 Vb3)fl 1“ 4-J10V A B若在压强Po1.013 105 Pa,T0状态下的扩散系数可用该式计算（1）273K时各种气体在空气中的扩散系数Do，在其他P、T3DoE厂P T）V02Vn2氧气和氮气：3310 m /(kg kmol)103m3/(kg kmol)3298225.631.102

5、N23228化丄V32281 11.0132 105 (25.6331.13)2氨气和空气：1.0132 105 Pa T 25 273 298K1.0132 105 Pa T0 273K30.2 a (980.228cm2/s1.0132273435.710 41.54 10 5m2/ seeu aB（mA me）2、答:碳粒在燃烧过程中的反应式为 C 2 C2,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。3p I3、从分子运动论的观点可知：D S P I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:343

6、5.7T22-4、解：气体等摩尔互扩散问题D0.6 10 4 (16000 5300)2Na (Pa PaJ 一 0.0259kmol /(m2 s)RT z8.314 298 10 10 3X lOY = 159 X W-SjfcinDl/m2sRo通用气体常数单位：J/kmol K5、解：25 0C时空气的物性：15.53 10 6m2/s,D03D0邑20.25P 031.185kg/m,30.22 10 4m2/s10 4m2/sReSc1.835 105 _Pa s,uod 4 0.0815.53 10 6615.53 104 0.620.25 10 420605用式子(2-153

7、)进行计算sh O.O23&0.83Sc0.44 0.023 206050.83 0.620.4470.95h shmD hm 丁设传质速率为Ga，则70.95 O.25 1040.0222m/s0.08dGAd(dX)hm( Asa)严(d A)idx0du0 a2 d A4hmA1 A s Aduol =ln_匕4 hmA sA2-6、解：20 C时的空气的物性：1.81 105Pa s,1.205kg / m,33PD。T00.22 10ReUod0.053 1.205Sc1.81 10 51.81 10 5(1)hmhm(注：状态不同， D需修正)5 f1.013 1051.01329

8、9900.6261.205 0.24 10 4._ _ _ - 0.83 - 0.44.shm0.023Re Sc计算 hms店D0.023 99900.83 0.6260.44d用式105293273320.2410 4m2/s0.2410 40.05用式 sh0.0395 Re Sc 计算 hm3/14shD 0.0395(9990)4(0.626)3 0.24 10 40.018750.01621m/sd0.05922-7、错解：氨在水中的扩散系数 D 1.24 10 m /s，空气在标准状态下的物性为;351.293kg/m,31.72 10 5 Pa s,3Pr 0.708,cp 1

9、.005 10 J /(kg k)Sc1.72 10 5 9 10727.74D 1.293 1.24 10 9由热质交换类比律可得23hmCPPr瓦hmCpPrS561.293 10010.70810727.74237.04 101)（第3版P25）用水吸收氨的过程，气相中的NH3（组分A）通过不扩散的空气（组分B）,扩散至气液相界面，然后溶于水中，所以D为NH3在空气中的扩散。32）刘易斯关系式只对空气水系统成立，本题为氨空气系统，计算时类比关系不能简化。3）定压比热的单位是J/kgK正解:组分A为NH3，组分B为空气,空气在 0 C时物性参数查附录3-11293 兽 = L505町/阳K

10、ScPr13.28 10 60.664D 0.2 100.7080.2 10 4m2/s(查P36表2-2)hmhCPSchm2/3Sc568、解:Cn2CO2N2CpPr1.293 1.0050.7082/344.98m/s 161 103m/hCco2PRT1058314(27325)30.04036kmol /mCcO2M CO 2XN2N2RTPXCO2-CN2CN244 1058314 29828 105CCO20.51.776kg/mRT38314 2981.13kg/m82aCO20.611CO2N2aN20.3899、解:aAaB(a)已知MaMa MbMbM A M BA M

11、 B XAaMaaM AbM BnB M BaM AbM b已知aB， aAMa MbXanAnA nBmAm7mAmM A M BXbXaM AXaM aXbM bXB M BXb M BXaM AaA臥aAaBXBnBnAnBmBm7mA mBM A M BaBaAaB(b)aN20.2692若质量分数相等，则0.3982Xn210、解；（a）O022-11、解;1）XqMqXN2 M N2XCO2 M CO2aCO2XO20.4231aO2M02aN2Mo2Xco20.25343232aCO2M CO228 44 O.307732 0.34841 1 1322844N2的浓度梯度沿垂直方

12、向空气由上部向下部运动:N2的浓度梯度沿垂直方向空气由下部向上部运动，有传质过程。GA N AAaV柱形：Aav球形：Aav 4AaVDAa(CA1 Ca2)z2 L(r2rjln豆r12 L(r21)IrA14nov -3,Vd3-d2L42)d=100mm为内径，所以 门=50,2=52冋-与略欣迂治倦态廿fe讯卷词比赁4巧忙I若为球形Aav=0.033，质量损失速率为1.46 X 10-12kg/s;压力损失速率DN A(CA1 CA2)2-12、解：Z109 (O.。2 3 0.005)1.5 101 10 33.48 X 10-2 Pa/s8kmol /(m s)1) jA为A的质量

13、扩散通量,题中氢氦分子量不同kg/m2s; JA为A的摩尔扩散通量2kmol/m s；2)2-13、解:Do 0.2D DOP)P氢一空气氨-空气4210 m32/s, F01.013Do 0.511Do p)2-14溶解度CA1sPA1GAMaTT0100.2 1042 .m / s320.51110105巳0273K,T350K,P3350 2273T0s需先转化成摩尔浓度:5N A AavGA M a10 3DAavZ0.03 1.5C A1 C A20.29104m2/sPo350273320.74210 4kmol/m310Q10 93 54101.5 10 402.25 10 10

14、 kmol/s0.012.25 1010 184.05 10 9kg/s1602 L(r2ri)22-15、解、Ca1sPAiCa2SR2160GaDAav质量损失(Ca1zGA 1.357 10 616、解:0.5 103，220 0.124m In竺19.532 320kmol /m0.1 16koml/m3c、1.8 10 11 0.124Ca2)0.5 10 322.71410CO2和N2在250C时，扩散系数PA1 Pa2 ( 100-50 ) 1013.6 103(320 16)1.357 10 6 koml/s6kg/s0.167 10 4m2/s9.86664 Pa6664 -

15、4 8.8 10 11koml/s8314 298 118、解、该扩散为组分通过停滞组分的扩散过程f dGADAdrD姮drrt,XaGa NaA D(Pa1 Pa2)RT zNaNacaNa1.67 10 5Xa(Na Nb),NbXaNaRaPRdPk PaRTdrNaPNaDPcIPa整理得GaN AArGa4 r2RT(P Pa) dr4 r2DPRT( P分离变量,4Ga并积分得DPr In RT姐Pa) drGaRTr04 DPPPasdr2 rPASPPA 得第3章传热传质问题的分析和计算1、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

16、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。2、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A sA, 参t2 2St Pr3Stm Sc3Jh Jd G2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c, a D,D,Pr当流体通过一物体表面，热系数h计算传质系数hm对流传质中Sc, NuSh , St并与表面之间既有质量又有热量交换时,hh3hm Lee只要将对流传热计算式中的有关物理 相对应

17、的代换即可，如Stm同样可用类比关系由传Sc3:答：斯密特准则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DiLe 蛍一2PrvD刘伊斯准则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4、解：定性温度为tg25 2022.5 C,此时空气的物性=1.195kg/m= 15.29510-6m2/s查表得：Do=0.2210m/s, 250C饱和水蒸汽的浓度0.02383kg/m3DoPO TU0ReSc用式hmPT。0.222982730.2510 4m/s2020d23600 4I 9.48 0.025 1548815.29510615.295 10-60 6

18、1D 0.25 10 40.61(2-153)计算0.023 Re0.83Sc0.440.023 154880.83455.66 0.24 10_5.5661.195 3600 3.14 0.025UodShmD0.025设传质速率为GadGAd(dx)hm(2As a)d U0(d49.48m/s0.440.6155.66,210 m/sa)l0dXdu0 A4hmA11A2a s/4hm、 exp匕一) du。20 0C 时,饱和水蒸汽的浓度3As 0.0179kg/mAlA1dA10.003 1.1951 0.0033.57 10 3kg/m3代入上面的式子得：如30.01192kg/m

19、2.23g/kgA5、解：40 0C时,空气的物性UqI=1.128kg/m 3,=16.9610-6m2/sRe2 1016.96Xc转折点出现在10-6Re ,lRe1.185 1051061.18*4.24m(0.037 Re08 870)Sc 因此，对此层流-湍流混合问题，应用式(2-157)sn3T T0DO P0查表2 4得，定性温度为35 0C时,16.96 10-6C 2D02964O.640.264 10 4mf/sScShL0.037(1.18 106)08 87030.641548.9h mLDShL 一L1548.9 吐44.461010 3m/s2每m池水的蒸发速率为

20、nAhm A S A300C 时，AS 0.03037kg/m3;40 0C时，as0.05116kg/m3a hm AS AS 4.46 10 3 (0.030370.5 0.05116) 2.14 10 56、解：在稳定状态下，湿球表面上水蒸发所需的热量来自于空气对湿球表面的对流换热, h仃Ts) hfgns其中hfg为水的蒸发潜热即可得以下能量守衡方程式nH2Ohm( h2o Sh2ohm /JTTshfghm又hH2O S2P 3CpScH2O查附录2 1,当Ts = 350C时，水蒸汽的饱和蒸汽压力R 5808于是PSM H2。SRTs05808 180.0408kg/m38314

21、3O83-7、三种方法1） 含湿量是什么？d与相对湿度的区别2） 主体空气为湿空气，其Cf不等于0。2-14分析綁毎 h 讥 lotWFnTjjL* f/ik M几4 Fr t弋txj曙想 %祯一 *5国泌P晃fS比山 -二三三/沪雋 冋叫诈和代t彳:丸0W八軸碍Is巧-逊毗$（?叱Rd的 0= t兀丄Cp flJ丁/甲-匕 RQ7* 晁=u”jJpJ (pfew希M ImsE I-7yUA 呵弋 P、 飞亦瑚：晞帛X . 血-Vs?目 i 住-0、二f弘w【由从咽） 伽 ke-Hp =yh w C J-彳) 土携c说fb A1玉-R氓9小5处Lp - 丫、艸 Z.k F - .-4计壽广竹呵

22、护和曲* 出TJ3、斗Wd 刘 J K( K.tl- d 乍Q :方、=8%. A* U虑士 触En十計2齐占何的討cr7 y产k蛙和悅0=宀朋弓s/r+1一3字诵=、叩戶/耳 卬-心二Hill。？方法 3 解：h(T Ts) r nO r hm( s 其中 t260C,tsPS 2330巳于是r 2454.3kJ/kg20 C 查表 2 -1，2338PsMh2ORTs当tS188314 29320 C时水蒸汽的饱和蒸汽压力0.01727kg当t26 C，时定性温度为V 1ts2230C,1.193kg/mCp 1.005kJ /(kg k)hm, 1由奇科比拟知 h-s (T1 drhmd

23、=12.5g/kg3-8、解：nAhm(CpScTs)0查表得当温度为27 C时,AShmnA1.197 1.00520 74 30749.590.6104261.1930.017271 d2454700AS 0.026446kg/m3(1 3090) 0.026446Oq3-9、解：(a)当温度为23 C时，54.02m/hAS AhmnAA( AS A )A S =0.021214 kg/m1.5 10 1170.27m/s0.0232 0.0212144(b)nAhmA( AS2AS)170.27 0.0232 0.021214209059 10 4(1 0.5)0.075kg/s4(C

24、)当温度为 47 C， AS =0.073462 kg/mnAhmA AS 170.2740.0232 0.0734620.519kg/s2 111 1 ；恂 /t 讯A I岛 I Ph - f*）毎听UjMj El”兀】mduq It可严: 爼戸巳丄习旳坏嘗盂丸胡JI）f.y XPfl*,r- 7 %烈PH次A 械卄h声內匕屮、二6 4宀“ SDfS巧）求hm时需除以面积A2kg /sriA -01 1 103 2.78 103-10、解：3600当温度为305K时,nAhmA as(1)11、解：mA hm(AS =0.03453 kg / m2.78 10 21 0.3453 (1 0.

25、4)A1 a2)10 2 (6 10 45 10 4)10 61.34m/s第四章空气的热湿处理1、（ 1）大气是由干空气和一定量的水蒸汽混合而成的。我们称其为湿空气，其主要成分是:氮、氧有、氩、二氧化碳、水蒸气等。（2 ）在湿空气中水蒸气的含量虽少，但其变化确对空气环境的干燥和潮湿程度产生重要的影响。且使湿空气的物理性质随之改变。因此研究湿空气中水蒸气的含量在空气调节行业中 占重要地位.2、（ 1）湿空气的密度等于干空气密度与蒸汽密度之和。0.001315-PSkg/m3287TT在大气压力B和T相同情况下，湿度增大时，湿空气的密度将变小。天气由晴转阴时，空气中水蒸汽的含量增加，由此降低了空

26、气的密度， 于是大气压要下降。（2）在冬季。天气干燥。 水蒸汽在空气中含量减少，而且温度T也减少了，所以密度增加了，于是冬季大气压高于夏季的。3、（ 1）在大气压强。温度一定的条件下，湿空气的水蒸汽分压力是指，在与湿空气同体积的条件下，将干空气抽走，水蒸汽单独存在时的压力。湿空气的水蒸汽饱和分压力是指，在与饱和湿空气同体积的条件下，将干空气抽走，水蒸汽单独存在时的压力。湿空气的水蒸汽饱和分压力是湿空气的水蒸汽分压力的上限。（2）它们的大小是受大气压力影响的。4、（ 1）会有凝结水产生。（2）由附录4 1可知：当房中漏点温度为9.5 C而冷水管表面温度为8C所以会有凝结水产生。（3）若想管道表面

27、不产生凝结水，则可以对房间内空气进行除湿。5、由附录41可知：湿空气 20C=50%寸，i=39kJ/kg（干空气）;湿空气15C, 2 =90%时，i=39kJ/kg（干空气）；所以空气的焓值没有发生变化。6、由已知得， =Q/W =14000/2=7000（ kJ/kg ）由初始状态 B=0.1MPa,t1=18C ,1=50%终状态t2 =25 C ,查 附录4 1得2=40% 2 =45.5 kJ/kg（ 干空气） d2=7.9g/kg（干空气）4-7、由已知得，=5000（kJ/kg由初始状态t1 =20C ,终状态t2=30C,2=50%查 附录4 1 得 1=62% =43 kJ

28、/kg（干空气）d1=9g/kg（干空8、解：(a,b,c )由室内空气状态：温度20 C,压力101325Pa水蒸汽分压力为1400Pa,查附录 4 1得d=8.8g/kg（干空气）$ =6 0%, i=42 kJ/kg（ 干空气）(d) 已知干空气的气体常数为287J/ ( kg*k )干空气分压力 B-Pq=101325-1400=99925(Pa)干空气密度:999251.188kg/m3287T287 293室内干空气质量;MggV 1.188 5 3.3 3 58.8kg(e):室内水蒸汽质量：Mq=8.8*58.8=517.5g(f):如果使室内空气沿等温线家湿至饱和状态，则角系

29、数=2500 kJ/kg当空气的状态是温度为20C,O =100%寸，则d=14.6g/kg(干空气)水蒸汽分压力2350 Pa此时室内的干空气的密度为101325 23501.177kg/m3287 293室内干空气质量为Mg=1.177 5 3.33=58.26kg室内水蒸汽质量为14.658.26=850.6g加入的水蒸汽量;850.6-517.5=333.1g4-9、解:有畤门血)小口心川G*门二4竺一二伽 5也5一尸注 加由题意得，可知，假设室内空气的露点温度为7 C,则在标准大气压下，初始温度为20C,露点温度为7C的空气参数。可由附录41得d=6.2g/kg(干空气)$ =42.

30、5%,所以允许最大相对湿度为42.5%，最大允许含湿量是6.2g/kg(干空气) 10、解：a,由附录 4 1 得 t1 =25 C , $ 1=70%寸，d1=14g/kg（干空气）t2=15C ,2 =100%寸,d2=10.5g/kg(干空气)失去的水蒸汽 d=d1d2=14-10.5=3.5g(b,c,d )QiQ2Q2cp g tcpg(2500(2500(25001.841.849.1kJ / kgdcpq t)蔽(25 15)25)匕100015)105空气状态变化时失去的总热量是10kJ /kg（干空气）35.644kJ/kg26.54kJ / kg19.1 kJ/kg11、4

31、-12、t初1OO0C设过一段时间后则有A、B、C、tfC DtAtftB tftCtftD当大气压发生变化时，空气所有的状态参数都会发生变化。A、 C与环境进行热交换主要是通过外表面热辐射和外表面与环境进行热交换。B、D除拥有A C的换热特点外，还有液体表面与环境直接进行的热质交换，因此它们的 热量传递速率较 A C的快，更能在短时间内接近 tf足够长的时间，A B、C、D与环境平衡，而且 A、C的温度应等于环境干球温度 等于环境湿球温度。13、解：a由初始状态湿球温度为 25C，室内空气温度为 24C，相对湿度为50%（b）由已知查附录4 1得d1=15.8g/kg（干空气）d2 =9.3

32、g/kg（干空气）则由质量守衡M1 d1+M2 d2=(M1+M2)d3 215.8+39.3=5 d3 d3=11.9 g/kg( 干空气)查附录4 1则新风的焓为76 kJ/kg（干空气）回气的焓为48 kJ/kg（干空气）由能量守衡，M新i新M回i回 （M新M回）i混干空气）hkJ / kg1.005t（c）59.21.005t（d）cm, t1cm2d（25011.86t）11 9丄竺（25071.86t）1000t2 2（35-t）=3t 29c（t-24） t=28.4 C14、解：由题意的空气温度为15 C,相对湿度为100%寸，查附录4 1得当加热到22c时,含湿量为d3=10

33、.5 g/kg（ 干空气）当 t1=30C ,1 =75%寸，1=82 kJ/kg（干空气）d1 =20.2g/kg（干空气）当 t2=15C ,2=100%寸，uAZkJ/kgC 干空气） *=10.5 当 t1 =30C ,1 =75%g/kg（干空气）当 t3 =22 C ,d3 =10.5g/kg（干空气）时3 =49 kJ/kg（干空气）则在冷却器中放出的热量为500 kg/min （82 kJ/kg-42 kJ/kg ） =20000 kJ/min凝结水量 500 kg/min （20.2g/kg（ 干空气）-10.5g/kg（ 干空气）=4850g/min加热器加入的热量500

34、kg/min 49 kJ/kg （ 干空气）-42 kJ/kg （ 干空气）=3500 kJ/min4-15、查焓湿图i-d图错解：查附录4 1得 初态为50C时,1 =62 kJ/kg（干空气）=4.3g/kg（干空气）末状态为35C时2=129 kJ/kg（干空气）d2=36.5g/kg（干空气） d=36.5-4.3=32.2 g/kg（干空气）所以从被干燥的物体中吸收1 kg水分时所需的干空气量G=1000/32.2=31 kg 加热量 Q=G i=31（129-62）=2077 kJ正解：热量是由于加热过程是 1到2加入的。干燥过程是 2到3过程完成的。2状态为50C时,I1 =62

35、 kJ/kg（干空气）d1=4.3g/kg（干空气）3状态为35C时2=129 kJ/kg（干空气）d2=36.5g/kg（干空气） d=36.5-4.3=32.2 g/kg（ 干空气）所以从被干燥的物体中吸收1 kg水分时所需的干空气量G=1000/32.2=31 kg二沁5 骂干加热量 Q=G i=3130.5=945.5 kJ4-16、由附录4 1得空气：初态：t=15 C , 0 =50% 得 h =28.5 kJ/kg（ 干空气）d1 =5.3g/kg（干空气）末态：t=30 C , 0 =100% 得2 =100 kJ/kg（ 干空气）d2=27.3g/kg（干空气）17、解：总热

36、交换量以空气初状态的湿球温度Ts为界,所以 i=71.5 kJ /kg（干空气） d=22 g/kg（干空由能量守衡的C7K m7K气）tG 气4.2100 103 15=G 气 71.56 =88 kg/hM水蒸汽=&气 d=881022=1936 kg/h查附得从塔府进入的空气的温度为15C，相对湿度为50%寸其湿球温度为为 9.7 C则冷却塔水从 38 C冷却至 9.7 C&水m t= G气 I 4.210010 20.3= G气71.5&气=16610 kg/h令解:他卜隔-耘1 r心、Joo - q &*1亠=8 为,叫二犒巾厂忖二 G 3 皿*二 wdp/ 卜丁/卜&了二军巧畤/r

37、显热交换量以空气初状态的干球温度T1为界,沸石具有非常一致的微孔尺寸，因而可以根据分子大小有选择的吸收或排除分子,故而称作潜热交换量以空气初状态的露点温度T2为界,由T1=30C，水蒸汽的分压力为 2000Pa得Ts=21.4C T2=17.5 C =18水温t50301810气=水气=水传热方向 传质方向1&解:(a)常压下气温为，湿球温度为28C ，由附录4 1得d1 =23g/kg(干空被冷却到10C的饱和空气由附录4 1得知d2=7.5g/kg(干空气)所以每千克干空气中的水分减少了15.5g(b)若将气体加热到 30C,由附录4 1得湿球温度为17.8 C。19、解：因为不计喷入水的

38、焓值，则可以认为是等焓变化。查附录得末状态：含湿量为 26g/kg干空气水蒸汽分压力：4100 Pa相对湿度为：42%湿球温度为：32.4焓值为：113kJ/kg干空气第5章吸附和吸收处理空气的原理与方法1.解：物理吸附是被吸附的流体分子与固体表面分子间的作用力为分子间吸引力,它是一种可逆过程，物理吸附是无选择的，只要条件适宜，任何气体都可以吸附在任何固体上。吸附热与冷凝热相似。适应的温度为低温。吸附过程进行的急快参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。化学吸附是固体表面与吸附物间的化学键力起作用的结果。吸附力较物理吸附大，并且放出的热也比较大，化学吸附一般是不可逆的，反应速率较慢，升高温度可以大

39、大增加速率，对于这类吸附的脱附也不易进行，有选择性吸附层在高温下稳定。人们还发现，同一种物质,在低温时，它在吸附剂上进行物理吸附，随着温度升到一定程度，就开始发生化学变化转为化学吸附，有时两种吸附会同时发生。2、硅胶是传统的吸附除湿剂，比表面积大，表面性质优异，在较宽的相对湿度范围内对水蒸汽有较好的吸附特性， 硅胶对水蒸汽的吸附热接近水蒸汽的汽化潜热,较低的吸附热使吸附剂和水蒸汽分子的结合较弱。缺点是如果暴露在水滴中会很快裂解成粉末。失去除湿性能。与硅胶相比，活性铝吸湿能力稍差，但更耐用且成本降低一半。“分子筛沸石”。3、目前比较常用的吸附剂主要是活性炭，人造沸石，分子筛等。活性炭的制备比较容

40、易，主要用来处理常见有机物。目前吸附能力强的有活性炭纤维，其吸附容量大吸附或脱附速度快，再生容易，而且不易粉化，不会造成粉尘二次污染，对于无机气体如SQ、耳S、NQ等有也很强的吸附能力，吸693附完全，特别适用 于吸附去除10、10 g/m量级的有机物，所以在室内空气净化方面有着广阔的应用前景。4、有效导热系数通常只与多孔介质的一个特性尺度孔隙率有关。顺流流动时：t =120-10=110 0C t =100-50=50 0C第6章间壁式热质交换设备的热工计算1、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：在空气侧加装各种形式的肋片，即增加

41、空气与换热面的接触面积。 增加气流的扰动性。采用小管径。在表冷器减湿冷却中，推动总热质交换6-2、解：空气的湿球温度越高所具有的焓值也愈大, 的动力是焓差，焓差越大，则换热能力就愈大。6-3、Ks表冷器的传热系数定义为11 nBwKs随迎风面积 Vy的增加而增加：随水流速w的增加而增加。析水系数E与被处理的空气的初状态和管内水温有关，所以二者改变也会引起传热系数Ks的变化。6-4、解：总热交换量与由温差引起的热交换量的比值为析湿系数，用表示，定义为dQti ibdQCp(t tb)表示由于存在湿交换而增大了换热量，其值大小直接反映了表冷器上凝结水析出的多少。5、解：逆流流动时,丄0小丄0小t

42、=100-90=10 C , t =120-50=70 C匚90 2t 70tm = (90+70) /2=80 0C管束未加肋光管,管壁很薄，所以RfRw可不记，则1501 1580050传热量为 Q=FK tm=10 50 80=40000Wtm110 50In500CQ=1050 76.1=38050W6-6、解:设冷水的温度为t2Q放Q吸GCjti-t 1 ) =G2Cp2(t2 -t 2)0.63 2.09 (193 65)1.051.67 (149 t2 )解得 t2 =52.9 0Ctm(193 149) (65Q=KAtmA K tm52.9),193 149In65 52.9

43、0.63 2.09 (1930.7 1 03 24.624.60C65)9.8m22即保持这样的负荷需要换热面积为9.8m7、解：设机油出口温度为t1GCM-t 1 )= GCp2(t 2 -t 2)2.61.9 (100t1 )1.0 4.18 (80 40)167.2t166.20C66.2 4026.2100 802026.220t2 t2t1 t1型竺0.67100 40t1 t1t2 t2心60.84580 40tmCtf3 23.10cQ=KA tm 由 P-R 值图 5 27 得 =0.782tm =0.7823.1=1832 0464.4W/(m ? C),167.2 10k

44、20 188、解：黄铜管的导热系数为：111W/(m k)(1 )相对与管外表面积的总传热系数为:ln 6000 132 11113901160.0161610.0002050.00004190.011188.3W/(m k)(2) 管壁热阻可以忽略，则传热系数为:21174W/(m2 k)0.000205180传热增加了97%亠此0.011112000 13289.3W/(m k)传热增加了1%9、解:Cp1CP2P14200J/kg KGC p1(t1-t= GCP2(t 2-t 2)2000(80t13000(3010)得t150 0C(1)顺流时tm7|0 39.90ct max80 1070 0Ctmin50 3020 0Cln7020(2)逆流时tm50 40 44.80ct max 803050 0Ctmin50 10400C406-10、( 1)计算需要的接触系数2，确定冷却器的排数,如图所示:37 0.86229 19.6根据附录6 4可知，在常用的Vy范围内,JW型 6排表面冷却器能满足2=0.862的要求,所以决定选择6排。(2 )确定表面冷却器的型号先假定一