《热质交换原理与设备》第三版习题答案

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，此类换热器，热、冷

2、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。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:以扩散速度表示的质量通量:以主流速度表示的质量通量:mAAUA,mBBUB,m$aUa凫UbjAA（Uau）,

3、jBB（UbU）Ub,jjAjB1，、，、eAueA一（3aUaSbUb）aA（mAmB）e6buaB（mAmB）2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为CO2CO2,即为1摩尔的C与1摩尔的O2反应,生成1摩尔的CO2,所以O2与CO2通过碳粒表面边界界层的质扩散为等摩尔互扩散。31T23、从分子运动论的观点可知：Dsp1两种气体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:3104435.7T2D11p(VA3Vb3)5若在压强 P0 1.013 10 Pa,T0状态下的扩散系数可用该式计算273K时各种气体在空气中的扩散系数D0,在其他P、3dP0T20PT)(1)氧气和氮气:V02

4、Vn225.631.1_3310m/(kgkmol)103m3/(kgkmol)o2N2435.73298210411322813228_521.5410m/s1.0132105(25.6331.13)2(2)氨气和空气：5_1.013210PaT25273298K1.0132105PaT0273K一一30.21.013(298)20.228cm2/s1.01322732-4、解：气体等摩尔互扩散问题NA 土Z(P、PA2)40.6 10(16000 5300)8.314 298 10 10 320.0259kmol/(m2 s)111rsm2sR0通用气体常数单位：J/kmol.K5、解：2

5、50c时空气的物性: 31.185kg / m,ReSc15.53u°d10 6m2/s,D03T 20.25To4 0.0815.53 10 615.53 10 6""40.25 100.22 10 4m42 ,10 m /s206050.625 _1.835 10 Pa s, 2/s用式子(2-153)进行计算0.830.440.830.44shm0.023RSc0.023206050.6270.95hm设传质速率为shmDdGA,则叫”0.0222m/s2dGAd(dx)hm(Asa)du°(dA4l,du0A2dAdx-A04hA1dU0 , A

6、s aInm1AsA4hmAsA2（注：状态不同，D需修正）2-6、解：20c时的空气的物性:ReSc1.205kg / m,31.81 105Pa s,UodTo0.050.22 1043 1.20551.81 10 51.81 10 51.205 0.24 10 451.013 1051.013299900.62610529327332. o0.24 10 4m2/s(1)用式hm0.830.44shmD0.023 99900.6260.2410 4(2)用式 sh 0.03950.05Re，'计算 hm0.01875hmshD 0.0395(9990*(0.626)3 0.24

7、1040.050.01621m/s2-7、92 ,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;1.293kg/m,31.72Pr0.708,cp 1.005 1010 5Pa s, 3J/(kg k)Sc1.72 10 5_ _ 9D1.293 1.24 1010727.74由热质交换类比律可得2hm1Pr 3hCpSc2hm1Pr56h cp Sc1.293 1001pc20.708 310727.7457.04 10 5m /s1）（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

8、以D为NH3在空气中的扩散。0.830.44,shm0.023ReSc计算hm2）刘易斯关系式只对空气一一水系统成立，本题为氨一一空气系统，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0c时物性参数查附录3-1kg1293yc=lJM3k/kg-Km*Sc13.28106PrD0.21040.7080.6640.2104m2/s(查P362-2)hmh2Pr3hm8、解:Cn2CO2N2aCO29、解:aAaB已知XaXBcpSccpCO2Cco2MCO2N22/3Sc562/30.664PrPRTXN21.2931.0050.708344.

9、98m/s16110m/h1058314(27325)30.04036kmol/mxCO2CN244Cn2105CCO20.5RTP83142982810531.776kg/mRTCO2co2n2(a)已知MaMaMMbMaBMbaBaAnAnAnBnBnAnB831429831.13kg/m0.611aN20.389A,MbnAManAManBMnAMamAMamAmBMaMbmlBMbmAmBMaMbXaXBXAMAnBMBBnBMbXAMAxbMXaMaXBMBBXbMBaAaAMaAaBMbaBaAMaBaBMbXo2Mo232(b)aN2%20.2692若质量分数相等,xn20.39

10、8210、解;Mo2xn2Mn2xCO2MCO2aco20.4231xO2(a)O2,320.30772844aO2aMo2MaCO2Mco21-一32一-0.3484111322844Xy0.2534N2的浓度梯度沿垂直方向空气由上部向下部运动:(b) 02,GaNaAv2-11、解;DAJCA1Ca2)zAaV2 Ltri)In -11）柱形：Aav2 L（21）V球形：Aav 4lnr2143rir2,Vd31 d2L42） d=100mm为内径，所以 门=502=52N2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。G M h>簿4营中”r Ki) /，J.就能兴隹手内二

11、 He.可4标和晶杂的彳.段禽孑与周内林拉塾志行郴在聋闻"'14海2科的科网作小移邙板直卒印若为球形Aav=0.033,质量损失速率为1.46X10-12kg/s；压力损失速率3.48X10-2Pa/s2-12NA(CaiCa2)、解：z-9一_一一10(0.020.005)1031.5108,kmol/(ms)1)jA为A的质量扩散通量,kg/m2s;JA为A的摩尔扩散通量kmol/m2s;2)题中氢氮分子量不同2-13、解：氨一空气DO0.2104m2/s,P01.013105Pa,T0273K,T350K,P3DDOP020.2104PT0氢一空气_42DO0.5111

12、0m/s33502273420.2910m/s3DD0P020.511104PT0335022730.742104m2/s2-14溶解度s需先转化成摩尔浓度：_343Ca1sPa15100.031.510kmol/mGaNaAavDAavCA1CA2109350.0141.5100-102.2510kmol/sMaGaMa_10_2.25101894.05109kg/s2-15CA1CA2GaAaV2L(r21)解、sPA1160sPA2160处01ln殳r12320kmol/m30.116koml/m3Ca2)z_6质量损失Ga1.357100.510320.124m2,20ln19.51.

13、810110.1240.510322.714(32016)1.357106koml/s106,kg/s巳1PA2GaNaAD(PA1 Pa2)RT z1.67 10 5 66648314 298 1_ _ 118.8 10 koml/s16、解:CO2和N2在250c时，扩散系数D0.167104m2/s(100-50)10313.61039.86664Pa18、解、该扩散为组分通过停滞组分的扩散过程dGANaD-GAXa(NaNb),Nb0dr-Ga.drNaDXaNaCaPaPaNa,xARTPDdPAPaznRTNadrPdpdPA整理得GaGa4r2NaART(PPa)dr4r2dpd

14、PART(PPa)drGaRT分离变量,Ga并积分得DPr,InRT4DPPPasdrror20dPAPASPPA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G22JhJd-StPr3StmSc3且可以把对流传热中有关的计算式用于对流传质，只

15、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tc,aD,D,PrSc,NuSh,StS.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hhhm-Le热系数h计算传质系数hmeSc3:答：斯密特准则Di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vScDaLePrVD刘伊斯准则a热边界层于浓度边界层厚度关系表示热量传递与质量传递能力相对大小252004、解：定性温度为tg”5C,此时空气的物性=1.195kg/m3,=15.29510-6m2/s查表得：Do=0.2210-4m7s,250C饱和水蒸汽的浓度v0.0238

16、3kg/m3DoP0TPT0320.221041.01322982730.25104m/su02020d23.140.025236001.19536009.48m/sReUodSc用式49.48029510-6出29510-60610.251040.61Shm(2-153)计算0.023Re0.83Sc0.440.023154880.830.610.4455.66,hmshmDd55.660.241040.0255.566102m/s设传质速率为GadGAd(dx)hm(AsA)U0(dA)idx0du。4hmAlAsA14hmexp()du。200C时,饱和水蒸汽

17、的浓度30.0179kg/mAiA1ay0.0031.19510.003333.5710kg/m代入上面的式子得:A230.01193kg/m匚2.23g/kgA15、解：400C时，空气的物性=1.128kg/m3,=16.9610-6m7su0lRe21016.96Xc转折点出现在10-6Re丁11.185105106101.181064.24m因此，对此层流-湍流混合问题，应用式（2-157）ShL(0.037 Re0.8 870)Sc 33DDOP0T20.264104m2/s查表24得，定性温度为350C时，PT0e16.9610-6&D0.2641040.64ShL0.03

18、7 (1.18 106)0.8 87030.641548.9h mL_ 4一 D0.288 10 4ShL 1548.9 4.461010 3m/ s2每m池水的蒸发速率为nAhm A S A300c 时，AS 0.03037kg/m3;40 0C时, AS30.05116kg/mnA 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,即可得以下能量守衡方程式h(TTs)hfgnH2O其中hfg为水的蒸发潜热nH 2Ohm(TTshfgH2O Shm (hH2。H2O

19、 SH2Ohm 又彳查附录2 1,当Ts = 350C时，水蒸汽的饱和蒸汽压力PS 580821Pr3CpSc5808 1830.0408kg/m8314 308PsMH2OSRTs03-7、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i七鹏LNj/Y一-&仪I精归:备赭一'诲.叼黑isI=十户%g处唉产觊#E收人原#在MI呀.4引a邮港务工卢二中W"j透脸帅七）中X*.cpRcr典储”号卡Rm*，、;明加京三9 %士科卡935KE$ （-7）1 * “心 新琢I氏和L斩WSg十 r»幡心可耳,p#。，刈场a

20、%.忡=e 曰上、 皿七二节等也“出外脾 JL-（%-乙、百 f %“（Am -A ） ru k Ct«、T |> h 中用&4=夕）砂弓°忠.EgLP :”工- fe_=_*d.总处Q-M”号2部20? IO0 （坨 =2%& 乂2» /3也6上-d 刈6、 、“"H中衿二 3 f ltG+gz i 九谭）n/Ut千%T 好g ,徵1;&，二 小小，即产环山e 4 d国虢雄.文:743取+> ©T$ = >T可工如i“$is川叶归住）叼%#=k门3 将上H1c（-：jt）/I+，8g3*,（1h，必4

21、¥、）0=小。14号g型心，I。？二口冷$,今孑方法3解：h（TTs）rn“orhm（s）260C,ts 20 0C查表21 ,当ts20 0C时水蒸汽的饱和蒸汽压力psMH2O2338 18SPS 2330Pa 千曰RTs8314 2934 7d_r 2454.3kJ/kgV dtt_s. co 0C0ct23 C,当t 26 C ,时定性温度为20.01727kg1.193kg/m3 cp1.005kJ /（kg k）hm由奇科比拟知 hcpPrS1.197 1.005 0.620 74 30749.5910 4 S 1 d rhm d=12.5g/kg(TTs)年 0.0172

22、7262024547009059 10 43-8、解：nAhm(查表得当温度为27 0C时,AS 0.026446kg/m3AShmnA(1 3090) 0.02644654.02m/h3-9、 0 3解：(a)当温度为 23 C 时，AS =0.021214 kg/mhmnA11.5 10(b)(c)A(nAhmA( as0C当温度为47 C170.27m/s0.0232 0.0212144_2_ _AS) 170.270.0230.0212144(1 0.5) 0.075kg/sAS =0.073462 kg/m.2_.nAhmAAS170.270.0230.0734620.519kg/s

23、4it、二'f匚AmA<P$-Pgifaumi-Pq-电桁。>一|，%汽1声/优H葡卜-%f.明>>心1;产仅士打七网为“工一？.447”八6陪3号加求hm时需除以面积A0.132nA1102.7810kg/s3-10、解：3600当温度为305K时,i,3AS =0.03453 kg/mhmnAA AS(1)2.78 10 21 0.3453 (1 0.4)1.34m/s11、解:mAhm(A1 A2) 10 2 (6 10 4 5 10 4)10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、

24、僦、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.BPS30.001315kg/m32、(1)湿空气的密度等于干空气密度与蒸汽密度之和。287TT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

25、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41可知：当房中漏点温度为9.5C而冷水管表面温度为8C所以会有凝结水产生。(3)若想管道表面不产生凝结水，则可以对房间内空气进行除湿。5、后三口p3由十博暗布rT.只二od7由附录41可知：湿空气20c1=50%寸,i=39kJ/kg（干空气）；湿空气15C,2=90%时，i=39kJ/kg（干空气

26、）；所以空气的始值没有发生变化。6、由已知得，s=Q/W=14000/2=7000（kJ/kg）由初始状态B=0.1MPa,t1=18C,1=50%终状态t2=25C,查附录41得2=40%i2=45.5kJ/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41得1=62%i1=43kJ/kg（干空气）d1=9g/kg（干空气）电二6小14"JQ/'岛”？/匀|8、解：（a,b,c）由室内空气状态：温度20C,压力101325Pa水蒸汽分压力为1400Pa,查W录4-

27、1得d=8.8g/kg（干空气）4=60%,i=42kJ/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）Pg999253g1.188kg/m干空气密度：g287T287293室内干空气质量；l/lgg1.1（e）:室内水蒸汽质量：Mq=8.8*58.8=517.5g：如果使室内空气沿等温线家湿至饱和状态，则角系数e=2500kJ/kg当空气的状态是温度为20C,4=100%寸，则d=14.6g/kg（干空气）水蒸汽分压力2350Pa此时室内的干空气的密度为101325 2350287 2931.177kg/m3室

28、内干空气质量为Mg=1.17753.33=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:%人由题意得，可知，假设室内空气的露点温度为7C,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4-1得d=6.2g/kg（干空气）。=42.5%,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W录41得tl=25C,41=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=d1-d2=14-10.

29、5=3.5g(b,c,d)iCpgt(2500Cpqt)-d由1000QCpgt1(2515)10kJ/kg(干空气)-14Qi(25001.8425)35.644kJ/kg100010.5Q2(25001.8415)26.54kJ/kg1000Q29.1kJ/kg空气状态变化时失去的总热量是19.1kJ/kg11、当大气压发生变化时，空气所有的状态参数都会发生变化。4-12、ABCDtA tftB tftC tftD tfA、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AC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AC的快，

30、更能在短时间内接近tf足够长的时间，AB、C、D与环境平衡，而且A、C的温度应等于环境干球温度RD应等于环境湿球温度。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%3查附录4-1则新风的始为76kJ/kg（干空气）回气的烙为48kJ/kg（干空气）由能量守衡M新i新M回i回（M新M回）i混276+348=5i混混=59.2kJ/kg（干空气）（b）由已知查附录41得d1=15.8g/kg（干空气）d2=9.3g/kg（干空气）则由质量守衡M1d1+M2d2=（M1+M2）d3215.8+39.3=5d3d3=11.9g/kg（干空气）hJ/kg1.005td（2

31、5011.86t）11959.21.005t119（25071.86t）（c） 1000t29c（d） Cm,t1cm2t22（35-t）=3（t-24）t=28.4C14、解：由题意的空气温度为15C,相对湿度为100%寸，查附录41得当加热到22c时，含湿量为d3=10.5g/kg（干空气）当t1=30C,1=75%寸，'1=82kJ/kg（干空气）d1=20.2g/kg（干空气）当t2=15C,2=100%寸,i2=42kJ/kg（干空气）d2=10.5当t1=30C,1=75%g/kg（干空气）当t3=22C,d3=10.5g/kg（干空气）时3=49kJ/kg（干空气）则在冷

32、却器中放出的热量为500kg/min（82kJ/kg-42kJ/kg）=20000kJ/min凝结水量500kg/min（20.2g/kg（干空气）-10.5g/kg（干空气）=4850g/min加热器加入的热量500kg/min49kJ/kg（干空气）-42kJ/kg（干空气）=3500kJ/min4-15、查烙湿图i-d图错解：查附录41得初态为50c时,i1=62kJ/kg（干空气）d1=4.3g/kg（干空气）末状态为35c日i2=l29kJ/kg（干空气）d2=36.5g/kg（干空气）d=36.5-4.3=32.2g/kg（干空气）所以从被干燥的物体中吸收1kg水分时所需的干空气量

33、G=1000/32.2=31kg力口热量Q=GAi=31（129-62）=2077kJ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=62kJ/kg（干空气）d1=4.3g/kg（干空气）3状态为35c日2=129kJ/kg（干空气）d2=36.5g/kg（干空气）d=36.5-4.3=32.2g/kg（干空气）所以从被干燥的物体中吸收1kg水分时所需的干空气量G=1000/32.2=31kg=3”如|6附千力口热量Q=Gi=3130.5=945.5kJ4-16、由附录41得空气：初态：t=15C,（）=50%得i1=28.5kJ/kg（干空气）d1

34、=5.3g/kg（干空气）末态：t=30C,（）=100%得i2=100kJ/kg（干空气）d2=27.3g/kg（干空气）所以i=71.5kJ/kg（干空气）d=22g/kg（干空气）由能量守衡的cKm水tG气i4.210010315=。气71.5G气=88103kg/hM 7K 蒸 n=GAd=88 10322=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9.7C则冷却塔水从38c冷却至9.7CG水mt=。气I4.210010320.3=G气71.5G=166103kg/h令解:r唱%。葭a，武,二,齐建'父4弘工£也&

35、）273我於KW赤容班卜的二行与，Gd史丝丝一二乂小啮上 10。-彳m二8。门口“、/k=鹏。,，（,上-=3入I吟Ih17、解：总热交换量以空气初状态的湿球温度Ts为界,显热交换量以空气初状态的干球温度 潜热交换量以空气初状态的露点温度Ts=21.4 C T2=17.5 C=18水温t 50 C 30传热方向气水传质方向气水T1为界，T2为界，由T1=30C ,水C 18C气=水气一水气水气=水汽的分压力为 2000Pa得10C气一水气一水18、解：（a）常压下气温为 30 C,湿球温度为28 C ,由附录4-1得d1=23g/kg（干空气）被冷却到10c的饱和空气由附录4-1得知d2=7.

36、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41得湿球温度为17.8C。19、解：因为不计喷入水的始值，则可以认为是等始变化。查附录得末状态：含湿量为26g/kg干空气水蒸汽分压力：4100Pa相对湿度为：42%湿球温度为：32.4始值为：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

37、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

38、相比，活性铝吸湿能力稍差，但更耐用且成本降低一半。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“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、H2S、NOX等有也很强的吸附能力，吸69,3附完全，特别适用、于吸附去除10、10g/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。第6章间壁式热质交

39、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，即增加空气与换热面的接触面积。增加气流的扰动性。采用小管径。6-2、解：空气的湿球温度越高所具有的始值也愈大，在表冷器减湿冷却中，推动总热质交换的动力是烙差，烂差越大，则换热能力就愈大。6-3、KAVmi1BwnKs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 ibdQ c

40、p(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，t =100-90=10 0c , t =120-50=70 0ct90X2t0ct70tm=(90+70)/2=80c管束未加肋光管，管壁很薄，所以Rf、Rw可不记，则传热量为 Q=FK tm=10 50 80=40000W顺流流动时：t =120-10=110 0ct =100-50=50 0c1115800 5050tm110-50 76.1 ,110 ln 500cQ=10 50 76.1=38050W6-6、解：设冷水的温度为t2 , Q放GCR(t1-t1)=G2Cp2(

41、t 2 -t 2)0.63 2.09 (193 65)1.05 1.67 (149 t2 )表冷器的传热系数定义为AVy解得t2=52.90c(193 149) (65m , 193 149ln65 52.952.9)24.60CQ=KAtmQ0.632.09(19365)Ktm0.710324.69.8m23 1.22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tiGiCp1(ti-t i )=GC2(t2 t 2)2.61.9 (100ti ) 1.04.18 (80 40) 167.2t166.20C66.2 4026.2100 802026.220t2 t2t1t18

42、0 40 0.67100 40t1t1t2100 66.2 0.84580 40tmCtf26.2 20023.10CQ=KAtm由P-R值图527得=0.78tm=0.7823.1=18167.210320k464.4W/(m?C)201828、解：黄铜管的导热系数为：111W/(mk)88.3W/( m2 k)(1)相对与管外表面积的总传热系数为:，妗®ln"_10.0002050.00004190.011160001321111390(2)管壁热阻可以忽略，则传热系数为:12k-174W/(m2k)0.0002051801289.3W/(mk)(3)0.0111120

43、0013传热增加了1%9、解:CP1CP24200J/kgKGCpi(ti-t=GC»(t2-t2)2000(80t13000(3010)得t1500C(1)顺流时tmtmax8010700Ctmin5030200C39.90Cln20(2)逆流时tmt max80 3050 0Ctmin50 10 400C50 400cR 44.8C ln -406-10、(1)计算需要的接触系数2,确定冷却器的排数，如图所示:t2-1 t1 ts113 11.729 19.60.862根据附录64可知,在常用的Vy范围内,JW® 6排表面冷却器能满足2=0.862的要求,所以决定选择6

44、排。(2)确定表面冷却器的型号先假定一个Vy ,算出所需冷却器的迎风面积Ay ,再根据Ay选择合适的冷却器型号及并联台数，并算出实际的Vy值。假定 Vy =3m/s,根据Ay10Ay2.8m2Vy可得,A根据Ay2=2.8 m，查得附录6 5可以选用JWF404型号表面冷却器，其Ay =3.43 m2,所以实际的Vy为Ay103.43 1.22.4m/s在查W录6-4知，在Vy=2.4m/s时，6排JW型表面冷却器实际的2=0.891 ,与需要的2 =0.862差别不大，故可以继续计算，由附录6 5可知，所需的表冷器 的每排传热面积为Ad =44.5，通水截面积为 Aw =0.00553 m2

45、(3)求析湿系数:i1 i256 33.2C p( t 1 -t 2)1.411.01 (29 13)(4)求传热系数假定流水速率为w=1.5m/s,根据附录6-3中的相应公式可以计算出传热系数:K1s41.5Vy0.52 1.02(5)求冷水量1325.6w0.810 5 r- c /0.521.0241.5 2.4 1.4111一 2 0 一1-os81.83W/(m2 0C)325.6 1.50.8根据 W= Aww103 得 W=0.0055331.510 =8.3kg/s(6)求表冷器能达到的1先求传热单元数及水当量比根据式(6-63)得:NTU81.8344.5631.53kg/s

46、1.41101.01103根据式(6-62 )得Cr1.41101.01103C/30.418.34.19103根据NTU和Cr值查图612或按式644计算得：1=0.71求水温由公式(5-70)可得冷水初温tw129296.50C0.712tW1G6.5WC冷水终温:10(5633.2)0c13.1C8.34.19(8)求空气阻力和水阻力:查附录63中的JW型6排表冷器的阻力计算公式得:h14.45w1.9314.51.51.9331.7kpa_iii_iii_HS62.23<62.232.4164PaSy11、解：如图所示;G=24000kg/h=6.67kg/sW=30000kg/

47、h=8.33kg/s(1)求表冷器迎面风速Vy及水流速w.一一A2由附录6 5每排散热面积知JW-30-4型表面冷却器迎风面积Ay=2.57m,Ad =33.40 m2 ,通水面积Aw =0.00553 m2 ,所以Vy6.67Ay2.57 1.22.16m/sWw 3Aw 1038333 1.5m/s0.00553 103(2)求冷却器可提供的2根据附录64 ,当Vy=2.16m/s时,N=8 排时， 2 =0.96080.961(3)先假定t29.5C根据 ts2 t2 (t1 t”12) 10.5(24 19.5)(1 0.961)9.30C, 一， ,t 9 30C ,查i d图可知，

48、当ts2 9.3 C时,i2=27.5kJ/kg求析湿系数根据(5)i1 i255.8 27.5C p(t1 -t 2)得.求传热系数：1.01 (249.5)1.93根据附录6-3,对于JW型白88排冷却器,Ks1CL L C / _ 0.58. cc1.035.5 2.161.930.8353.6 1.5_2 0_87.9W /(m C)(6)求表面冷却器所能达到的传热单元数按式(6-63)得NTU87.9 33.40 81.93 6.67 1.01 1031.84水当量比按照式(6-62)得Cr31.936.671.01108.334.191030.37根据NTU和Cr的值，查图612或按式（6-44）计算得1=0.77（7）求所需要的1并与上面的1比较,tlt21t1tw124 9.524 50.763110.01 广,t 9 50C 人_ 、而11,所以假设t2 9.5 C合适，于是在此题的条件下,得到空气得到终00参数为 t2 9.5 C ts29.3 C i2=27.5kJ/kg（8）求冷量及终温根据公式(5-9 )可Q=6.67(55.8-27.5)=188.76KWtw256.67(55.88.33 4.19红包10.4°C第7章混合式热质交换设备的热工计算1、解：混合式换热