《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》第三版習(xí)題答案

第一章 緒論 1、答：分為三類。動量傳遞：流場中的速度分布不均勻（或速度梯度的存在）； 熱量傳遞：溫度梯度的存在（或溫度分布不均勻）； 質(zhì)量傳遞：物體的濃度分布不均勻（或濃度梯度的存在）。 2、解：熱質(zhì)交換設(shè)備按照工作原理分為：間壁式，直接接觸式，蓄熱式和熱管式等類型。 間壁式又稱表面式，在此類換熱器中，熱、冷介質(zhì)在各自的流道中連續(xù)流動完成熱量傳遞任務(wù)，彼此不接觸，不摻混。 直接接觸式又稱混合式，在此類換熱器中，兩種流體直接接觸并且相互摻混，傳遞熱量和質(zhì)量后，在理論上變成同溫同壓的混合介質(zhì)流出，傳熱 傳質(zhì)效率高。 蓄熱式又稱回?zé)崾交蛟偕綋Q熱器，它借助由固體構(gòu)件（填充物）組成的蓄熱體傳遞熱量，此類換熱器，熱、冷流體依時間先后交替流過蓄熱體組成的流道，熱流體先對其加熱，使蓄熱體壁溫升高，把熱量儲存于固體蓄熱體中，隨即冷流體流過，吸收蓄熱體通道壁放出的熱量。 熱管換熱器是以熱管為換熱元件的換熱器，由若干熱管組成的換熱管束通過中隔板置于殼體中，中隔板與熱管加熱段，冷卻段及相應(yīng)的殼體內(nèi)窮腔分別形成熱、冷流體通道，熱、冷流體在通道內(nèi)橫掠管束連續(xù)流動實(shí)現(xiàn)傳熱。 第二章 傳質(zhì)的理論基礎(chǔ) 1、答：單位時間通過垂直與傳質(zhì)方向上單位面積的物質(zhì)的量稱為傳質(zhì)通量。傳質(zhì)通量等于傳質(zhì)速度與濃度的乘積。 以絕對速度表示的質(zhì)量通量： ,A A A B B B A A B Bm u m u m e u e u 以擴(kuò)散速度表示的質(zhì)量通量： ( ) , ( ) ,A A A B B B B A Bj u u j u u u j j j 以主流速度表示的質(zhì)量通量： 1 ( ) ( )A A A A B B A A Be u e e u e u a m ()B B A Be u a m m 2、答：碳粒在燃燒過程中的反應(yīng)式為 22C O ，即為 1 摩爾的 C 與 1 摩爾的 2O 反應(yīng)，生成 1 摩爾的 2所以 2O 與 2過碳粒表面邊界界層的質(zhì)擴(kuò)散為等摩爾互擴(kuò)散。 3、從分子運(yùn)動論的觀點(diǎn)可知： D 31 2 兩種氣體 A 與 B 之間的分子擴(kuò)散系數(shù)可用吉利蘭提出的半經(jīng)驗(yàn)公式估算： 32 411334 3 5 . 7 1 1 10() V 若在壓強(qiáng) 5001 . 0 1 3 1 0 , 2 7 3P P a T K 時各種氣體在空氣中的擴(kuò)散系數(shù) 0D ，在其他 P、 （ 1）氧氣和氮?dú)猓?22330 2 5 . 6 1 0 / ( ) 3 2oV m k g k m o l 333 1 . 1 1 0 / ( ) 2 8m k g k m o l 34252115233114 3 5 . 7 2 9 8 1 03 2 2 8 1 . 5 4 1 0 /1 . 0 1 3 2 1 0 ( 2 5 . 6 3 1 . 1 )D m s （ 2）氨氣和空氣： 51 . 0 1 3 2 1 0P P a 2 5 2 7 3 2 9 8 50 1 . 0 1 3 2 1 0P P a 0 273 3 221 . 0 1 3 2 9 80 . 2 ( ) 0 . 2 2 8 /1 . 0 1 3 2 2 7 3D c m s 2： 氣體等摩爾互擴(kuò)散問題 124 230 . 6 1 0 ( 1 6 0 0 0 5 3 0 0 )( ) 0 . 0 2 5 9 / ( )8 . 3 1 4 2 9 8 1 0 1 0A A P k m o l m z 0通用氣體常數(shù)單位： J/K 5、解： 250C 時空氣的物性： 351 . 1 8 5 / , 1 . 8 3 5 1 0 ,k g m P a s 6 2 4 201 5 . 5 3 1 0 / , 0 . 2 2 1 0 /m s D m s 32420006640 . 2 5 1 0 /4 0 . 0 8R e 2 0 6 0 51 5 . 5 3 1 01 5 . 5 3 1 00 . 6 20 . 2 5 1 0D D m 用式子（ 2行計算 0 . 8 3 0 . 4 4 0 . 8 3 0 . 4 440 . 0 2 3 0 . 0 2 3 2 0 6 0 5 0 . 6 2 7 0 . 9 57 0 . 9 5 0 . 2 5 1 0 0 . 0 2 2 2 /0 . 0 8m e h R Ss h Dh m 設(shè)傳質(zhì)速率為 則 211220000( ) ( ) ( )44m A s A s AA s s d d x h d u 2： 20 時的空氣的物性： （注：狀態(tài)不同， D 需修正） 353 35224 4 200 505541 . 2 0 5 / , 1 . 8 1 1 0 ,1 . 0 1 3 1 0 2 9 30 . 2 2 1 0 0 . 2 4 1 0 /1 . 0 1 3 2 1 0 2 7 30 . 0 5 3 1 . 2 0 5R e 9 9 9 01 . 8 1 1 01 . 8 1 1 00 . 6 2 61 . 2 0 5 0 . 2 4 1 0g m P a D D m （ 1）用式 0 . 8 3 0 . 4 40 . 0 2 3m e cs h R S 計算 0 . 8 3 0 . 4 4 40 . 0 2 3 9 9 9 0 0 . 6 2 6 0 . 2 4 1 0 0 . 0 1 8 7 50 . 0 5mm s h Dh d （ 2）用式 13 340 . 0 3 9 5 h R S 計算 13 4340 . 0 3 9 5 ( 9 9 9 0 ) ( 0 . 6 2 6 ) 0 . 2 4 1 0 0 . 0 1 6 2 1 /0 . 0 5ms h Dh m 2錯 解 ： 氨在水中的擴(kuò)散系數(shù) 921 . 2 4 1 0 /D m s ，空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的物性為； 353591 . 2 9 3 / , 1 . 7 2 1 0 ,P r 0 . 7 0 8 , 1 . 0 0 5 1 0 / ( )1 . 7 2 1 0 1 0 7 2 7 . 7 41 . 2 9 3 1 . 2 4 1 0g m P a k g 由熱質(zhì)交換類比律可得 231 P c S 2 23 3 51 P r 5 6 0 . 7 0 8 7 . 0 4 1 0 /1 . 2 9 3 1 0 0 1 1 0 7 2 7 . 7 4c S 1） （第 3 版 水吸收氨的過程，氣相中的 分 A）通過不擴(kuò)散的空氣（組分 B），擴(kuò)散至氣液相界面，然后溶于水中，所以 D 為 空氣中的擴(kuò)散。 2） 劉易斯關(guān)系式只對空氣 水系統(tǒng)成立，本題為氨 空氣系統(tǒng)，計算時類比關(guān)系不能簡化。 3） 定壓比熱的單位是 J/解： 組分 A 為 分 B 為空氣，空氣在 0時物性參數(shù)查附錄 32 6(/ c 231 P c S 10161/3/23/2 8、解：32510 0 . 0 4 0 3 6 /8 3 1 4 ( 2 7 3 2 5 )k m o l 22N 222220 . 5 32254 4 1 0 1 . 7 7 6 /8 3 1 4 2 9 8C O k g 32252 8 1 0 1 . 1 3 /8 3 1 4 2 9 8N k g 22220 . 6 1 1 2 9、解：（ a）已知 A A A A A A B B A A B BM n M x M n M n M x M x M B B B B A A B B A A B BM n M x M n M n M x M x M 已知 A A m a M M A A m a M M （ b）2222 2 2 2 2 232 0 . 3 0 7 73 2 2 8 4 4 N N C O C x M x M 2 2 0 3 1 若質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，則2222 2 22 2 2132 0 . 3 4 8 41 1 13 2 2 8 4 4 C C a a M 2 2 0 3 4 10、解；（ a） 2O ， 2N 的濃度梯度沿垂直方向空氣由上部向下部運(yùn)動： （ b） 2O ， 2N 的濃度梯度沿垂直方向空氣由下部向上部運(yùn)動，有傳質(zhì)過程。 2； 12() a V A A C 21212 ( )r 1）柱形：2 球形： 321 34,4 2） d=100內(nèi)徑，所以 0， 2 若為球形 量損失速率為 10s；壓力損失速率 10s 2：9 812 31 0 ( 0 . 0 2 0 . 0 0 5 )( ) 1 . 5 1 0 / ( )1 1 0A A C k m o l m 1） 的質(zhì)量擴(kuò)散通量， kg/ 的摩爾擴(kuò)散通量 2）題中氫氦分子量不 同 2： 氨 4 2 50 0 00 . 2 1 0 / , 1 . 0 1 3 1 0 , 2 7 3 , 3 5 0 ,m s P P T K T K P P 3 32 24 4 2003500 . 2 1 0 0 . 2 9 1 0 /273D m 氫 空氣 420 . 5 1 1 1 0 /OD m s 3 32 24 4 2003500 . 5 1 1 1 0 0 . 7 4 2 1 0 /273D m 2解度 s 需先轉(zhuǎn)化成摩爾濃度： 34311 /mk m o A sk m o 310 104921 10 2、3221212 ( ) 2 0 . 5 1 0 0 . 1 2 420 . 5r 311 1 6 0 2 3 2 0 /s P k m o l m 322 1 6 0 0 . 1 1 6 /s P k o m l m 11 612 31 . 8 1 0 0 . 1 2 4( ) ( 3 2 0 1 6 ) 1 . 3 5 7 1 00 . 5 1 0 /s 質(zhì)量損失 661 . 3 5 7 1 0 2 2 . 7 1 4 1 0 /AG k g s 16、解： 022 25C O N 時 ，擴(kuò)散系數(shù) 420 . 1 6 7 1 0 /D m s 3312 1 0 1 3 . 6 1 0 9 . 8 6 6 6 4A A P （ 100511121 . 6 7 1 0 6 6 6 4() 48 . 8 1 0 /8 3 1 4 2 9 8 1 P A k o m l z 18、解、該擴(kuò)散為組分通過停滯組分的擴(kuò)散過程 ( ) , 0 A B x N N x , P d r P 整理得 () T P P d r 24A A A r 24 ( )d T P P d r 分離變量，并積分得 0024 G R T d r P P 得 4 T P 第 3 章 傳熱傳質(zhì)問題的分析和計算 1、答：當(dāng)物系中存在速度、溫度和濃度 的梯度時，則分別發(fā)生動量、熱量和質(zhì)量的傳遞現(xiàn)象。動量、熱量和質(zhì)量的傳遞，（既可以是由分子的微觀運(yùn)動引起的分子擴(kuò)散，也可以是由旋渦混合造成的流體微團(tuán)的宏觀運(yùn)動引起的湍流傳遞） 動量傳遞、能量傳遞和質(zhì)量傳遞三種分子傳遞和湍流質(zhì)量傳遞的三個數(shù)學(xué)關(guān)系式都是類似的。 2、答：將雷諾類比律和柯爾本類比律推廣應(yīng)用于對流質(zhì)交換可知，傳遞因子等于傳質(zhì)因子2233 t t S S S 且可以把對流傳熱中有關(guān)的計算式用于對流傳質(zhì)，只要將對流傳熱計算式中的有關(guān)物理參 數(shù) 及 準(zhǔn) 則 數(shù) 用 對 流 傳 質(zhì) 中 相 對 應(yīng) 的 代 換 即 可 ， 如 ：r, , , P , , mc u h t tt c a D D S N S S S 當(dāng)流體通過一物體表面，并與表 面之間既有質(zhì)量又有熱量交換時，同樣可用類比關(guān)系由傳熱系數(shù) h 計算傳質(zhì)系數(shù) 23m 3：答：斯密特準(zhǔn)則 c 表示物性對對流傳質(zhì)的影響，速度邊界層和濃度邊界層的相對關(guān)系 劉伊斯準(zhǔn)則 a 表示熱量傳遞與質(zhì)量傳遞能力相對大小 熱邊界層于濃度邊界層厚度關(guān)系 4、解：定性溫度為 02 5 2 0 2 2 . 5 ,2此 時 空 氣 的 物性 23 - 6=m , =0 m /s 查表得： - 4 2 0 . 2 2 1 0 m / s ,0和水蒸汽的濃度 30 . 0 2 3 8 3 /v k g m 3 32 244001 . 0 1 3 2 9 80 . 2 2 1 0 0 . 2 5 1 0 /1 . 0 1 3 2 2 7 3D m 0 222 0 2 0 9 . 4 8 /3 . 1 4 0 . 0 2 53 6 0 0 1 . 1 9 5 3 6 0 044u m 0e 9 . 4 8 0 . 0 2 5R 1 5 4 8 8 . 2 9 5 1 0 40 . 2 5 1 0 0 . 6 1c . 2 9 5 1 0 用式（ 2算 0 . 8 3 0 . 4 4 0 . 8 3 0 . 4 40 . 0 2 3 0 . 0 2 3 1 5 4 8 8 0 . 6 1 5 5 . 6 6 ,m e cs h R S 4 25 5 . 6 6 0 . 2 4 1 0 5 . 5 6 6 1 0 /0 . 0 2 5mm s h Dh m 設(shè)傳質(zhì)速率為 則 2 0( ) ( ) ( )4A m A s A d d x h d u d 2100 4m A s h 1204e x p ( )A s 020C 時，飽和水蒸汽的濃度 30 . 0 1 7 9 /As k g m 11 1330 . 0 0 3 1 . 1 9 5 3 . 5 7 1 0 /1 1 0 . 0 0 3A d k g 代入上面的式子得： 2 30 . 0 1 1 9 3 /A k g m 112 . 2 3 /g k g 5、解： 04 0 ,C 時 空 氣 的 物 性 23 - 6=m , =0 m /s 60e 2 1 0R 1 . 1 8 1 0 . 9 6 1 0 轉(zhuǎn)折點(diǎn)出 現(xiàn)在56e 5 1 0 1 01 . 1 8 1 0 4 . 2 4l m 因此，對此層流 用式（ 20 . 8( 0 . 0 3 7 8 7 0 ) 查表 2 4 得，定性溫度為 350C 時，32 4000 . 2 6 4 1 0D 2m / s 40 . 2 6 4 1 0 0 . 6 4c . 9 6 1 0 36 0 . 8 0 . 0 3 7 (1 . 1 8 1 0 ) 8 7 0 0 . 6 4 1 5 4 8 . 9 4 30 . 2 8 8 1 01 5 4 8 . 9 4 . 4 6 1 0 /10m L h m 每 2m 池水的蒸發(fā)速率為 S 300C 時， 3 0 30 . 0 3 0 3 7 / ; 4 0 , 0 . 0 5 1 1 6 /A S A Sk g m C k g m 時 354 . 4 6 1 0 ( 0 . 0 3 0 3 7 0 . 5 0 . 0 5 1 1 6 ) 2 . 1 4 1 0 S A 6、解：在穩(wěn)定狀態(tài)下，濕球表面上水蒸發(fā)所需的熱量來自于空氣對濕球表面的對流換熱，即可得以下能量守衡方程式 2()s T h n 其中 水的蒸發(fā)潛熱 2 22()H O H m 22()H O H f g h h 又23c S 查附錄 2 1，當(dāng) 035C 時，水蒸汽的飽和蒸汽壓力 5808 于是 32 5 8 0 8 1 8 0 . 0 4 0 8 /8 3 1 4 3 0 8k g 0 3三種方法 1）含濕量是什么？ d 與相對濕度的區(qū)別 2）主體空氣為濕空氣，其 。 2析 方法 3 解： 2( ) ( )s H O m T r n r h 其中 002 6 , 2 0 t C 查表 2 1 ，當(dāng) 020時水蒸汽的飽和蒸汽壓力2330 于是2 2 3 3 8 1 8 0 . 0 1 7 2 78 3 1 4 2 9 3 2 4 5 4 r kJ 1V d d 當(dāng) 026 ，時定性溫度為 02 3 ,2 31 . 1 9 3 / 1 . 0 0 5 / ( )pk g m c k J k g k 由奇科比擬知2 23 3 4 0 . 7 4 9 . 5 9 1 01 . 1 9 7 1 . 0 0 5 0 . 6c S ()1 Td r h 41 . 1 9 3 2 6 2 00 . 0 1 7 2 71 2 4 5 4 7 0 0 9 0 5 9 1 0d d d=： ()A m A S 查表得當(dāng)溫度為 270C 時， 30 . 0 2 6 4 4 6 /AS k g m A A S 1 5 4 . 0 2 /(1 3 0 9 0 ) 0 . 0 2 6 4 4 6 S m h 3解：（ a）當(dāng)溫度為 230C 時， = 121 . 5 1 0 1 7 0 . 2 7 /() 0 . 0 2 3 0 . 0 2 1 2 1 44 m (b) 2( ) 1 7 0 . 2 7 0 . 0 2 3 0 . 0 2 1 2 1 4 ( 1 0 . 5 ) 0 . 0 7 5 /4A m A S A Sn h A k g s (c) 當(dāng)溫度為 470C ， = 求 3： 320 . 1 1 1 0 2 . 7 8 1 0 /3600An k g s 當(dāng)溫度為 305K 時， =( 1 ) 1 0 . 3 4 5 3 ( 1 0 . 4 )m 11、解： 2 4 4 612( ) 1 0 ( 6 1 0 5 1 0 ) 1 0A m A 第四章 空氣 的熱濕處理 1、（ 1）大氣是由干 空氣和一定量的水蒸汽混合而成的。我們稱其為濕空氣，其主要成分是：氮、氧有、氬、二氧化碳、水蒸氣等。 （ 2）在濕空氣中水蒸氣的含量雖少，但其變化確對空氣環(huán)境的干燥和潮濕程度產(chǎn)生重要的影響。且使?jié)窨諝獾奈锢硇再|(zhì)隨之改變。因此研究濕空氣中水蒸氣的含量在空氣調(diào)節(jié)行業(yè)中占重要地位 . 2、（ 1）濕空氣的密度等于干空氣密度與蒸汽密度之和。 30 . 0 0 1 3 1 5 /287 k g 在大氣壓力 相同情況下，濕度增大時，濕空氣的密度將變小。 天氣由晴轉(zhuǎn)陰時，空氣中水蒸汽的含量增加，由此降低了空氣的密度，于是大氣壓要下降。 （ 2） 在冬季。天氣干燥。水蒸汽在空 氣中含量減少，而且溫度 以密度增加了，于是冬季大氣壓高于夏季的。 3、（ 1）在大氣壓強(qiáng)。溫度一定的條件下，濕空氣的水蒸汽分壓力是指，在與濕空氣同體積的條件下，將干空氣抽走，水蒸汽單獨(dú)存在時的壓力。濕空氣的水蒸汽飽和分壓力是指，在與飽和濕空氣同體積的條件下，將干空氣抽走，水蒸汽單獨(dú)存在時的壓力。 濕空氣的水蒸汽飽和分壓力是濕空氣的水蒸汽分壓力的上限。 （ 2）它們的大小是受大氣壓力影響的。 4、（ 1）會有凝結(jié)水產(chǎn)生。 （ 2）由附錄 4 1 可知：當(dāng)房中漏點(diǎn)溫度為 而冷水管表面溫度為 8 所以 會有凝結(jié)水產(chǎn)生。 （ 3）若想管道表面不產(chǎn)生凝結(jié)水，則可以對房間內(nèi)空氣進(jìn)行除濕。 5、 由附錄 4 1可知：濕空氣 20 1 =50%時， i=39kJ/空氣 ) ； 濕空氣 15， 2 =90% 時， i=39kJ/空氣 )； 所以空氣的焓值沒有發(fā)生變化。 6、由已知得， =Q/W =14000/2=7000 （ kJ/ 由初始狀態(tài) B= 1t =18 , 1 =50% 終狀態(tài) 2t =25 ,查 附錄 4 1 得 2 =40%， 2i =45.5 kJ/空氣 ) 2d =空氣 ) 4已知得， =5000 （ kJ/ 由初始狀態(tài) 1t =20 , 終狀態(tài) 2t =30 , 2 =50% 查 附錄 4 1 得 1 =62%， 1i =43 kJ/空氣 ) 1d =9g/空氣 ) 8、解：（ a,b,c） 由室內(nèi)空氣狀態(tài)：溫度 20，壓力 101325水蒸汽分壓力為 1400附錄 4 1 得d=空氣 ) =6 0%， i=42 kJ/空氣 ) （ d） 已知干空氣的氣體常數(shù)為 287J/（ kg*k）干空氣分壓力 013259925(干空氣密度： 399925 1 . 1 8 8 /2 8 7 2 8 7 2 9 3k g 室內(nèi)干空氣質(zhì)量； 1 . 1 8 8 5 3 . 3 3 5 8 . 8 k g (e)：室內(nèi)水蒸汽質(zhì)量 :f)：如果使室內(nèi)空氣沿等溫線家濕至飽和狀態(tài)，則角系數(shù) =2500 kJ/空氣的狀態(tài)是溫度為 20， =100%時，則 d=空氣 ) 水蒸汽分壓力 2350 時室內(nèi)的干空氣的密度為 31 0 1 3 2 5 2 3 5 0 1 . 1 7 7 /2 8 7 2 9 3g k g m 室內(nèi)干空氣質(zhì)量為 5 3=內(nèi)水蒸汽質(zhì)量為 入的水蒸汽 量； ： 由題意得，可知，假設(shè)室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度為 7，則在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，初始溫度為 20，露點(diǎn)溫度為 7的空氣參數(shù)?？捎筛戒?4 1 得 d=空氣 ) =所以允許最大相對濕度為 最大允許含濕量是 空氣 ) 10、解： a，由附錄 4 1 得 1t =25 , 1=70%時， 1d =14g/空氣 ) 2t =15 , 2 =100%時， 2d =空氣 ) 失去的水蒸汽 d= 1d - 2d =b,c,d ) 由 ( 2 5 0 0 ) 1000p g p q di c t c t ()1 ( 2 5 1 5 ) 1 0 /c t k J k g 干 空 氣 1 14( 2 5 0 0 1 . 8 4 2 5 ) 3 5 . 6 4 4 /1000Q k J k g 2 1 0 . 5( 2 5 0 0 1 . 8 4 1 5 ) 2 6 . 5 4 /1000Q k J k g 2 9 Q kJ 空氣狀態(tài)變化時失去的總熱量是 19.1 kJ/1、 當(dāng)大氣壓發(fā)生變化時，空氣所有的狀態(tài)參數(shù)都會發(fā)生變化。 4 A B C D 01000100 0000設(shè)過一段時間后 A、 B、 C、 D 溫度分別為 A B C Dt t t t、 、 、 環(huán)境溫度為 則有A f B ft t t t C f D ft t t t A、 B、 D 除擁有 A、 C 的換熱特點(diǎn)外，還有液體表面與環(huán)境直接進(jìn)行的熱質(zhì)交換，因此它們的熱量傳遞速率較 A、 能在短時間內(nèi)接近 足夠長的時間， A、 B、 C、 D 與環(huán)境平衡，而且 A、 C 的溫度應(yīng)等于環(huán)境干球溫度 B、 D 應(yīng)等于環(huán)境濕球溫度。 13、解： a 由初始狀態(tài)濕球溫度為 25，室內(nèi)空氣溫度為 24，相對濕度為 50%3i 查附錄 4 1 則新風(fēng)的焓為 76 kJ/空氣 ) 回氣的焓為 48 kJ/空氣 ) 由能量守衡， ()M i M i M M i 混回 回 回新 新 新 2 76+3 48=5 59.2 kJ/空氣 ) (b) 由已知查附錄 4 1 得 1d =空氣 ) 2d =空氣 ) 則由質(zhì)量守衡2 2)2 1.9 g/空氣 ) (c) / 1 . 0 0 5 ( 2 5 0 1 1 . 8 6 )1 1 . 95 9 . 2 1 . 0 0 5 ( 2 5 0 7 1 . 8 6 )1000k J k gh t d 29t (d) 1 1 2 2cm t cm t 2 (353 ( t= 14、解：由題意的空氣溫度為 15，相對濕度為 100%時，查附錄 4 1得當(dāng)加熱到 22時，含濕量為 0.5 g/空氣 ) 當(dāng) 1t =30 , 1 =75%時， 1i =82 kJ/空氣 ) 1d =空氣 ) 當(dāng) 2t =15 , 2 =100%時， 2i =42kJ/空氣 ) 2d =t =30 , 1 =75%g/空氣 ) 當(dāng) 3t =22 , 3d =空氣 ) 時 49 kJ/空氣 ) 則在冷卻器中放出的熱量為 500 kg/（ 82 kJ/kJ/=20000 kJ/結(jié)水量 500 kg/(空氣 )- 空氣 )=4850g/熱器加入的熱量 500 kg/49 kJ/干空氣 )- 42 kJ/干空氣 )=3500 kJ/查焓濕圖 錯 解：查附錄 4 1得 初態(tài)為 50 時， 1i =62 kJ/空氣 ) 1d =空氣 ) 末狀態(tài)為 35 時 2i =129 kJ/空氣 ) 2d =空氣 ) d=2.2 g/空氣 ) 所以從被干燥的物體中吸收 1 000/1 加熱量 Q=G i=31 (1292077 解： 熱量是由于加熱過程是 1到 2加入的。 干燥過程是 2到 3過程完成的。 2狀態(tài)為 50 時， 1i =62 kJ/空氣 ) 1d =空氣 ) 3狀態(tài)為 35 時 2i =129 kJ/空氣 ) 2d =空氣 ) d=2.2 g/空氣 ) 所以從被干燥的物體中吸收1 =1000/1 熱量 Q=G i=31 45.5 4附錄 4 1得 空氣：初態(tài)： t=15 , =50% 得 1i =28.5 kJ/空氣 ) 1d =空氣 ) 末態(tài)： t=30 , =100% 得 2i =100 kJ/空氣 ) 2d =空氣 ) 所以 i=71.5 空氣 ) d=22 g/空氣 ) 由能量守衡的 c m t G i 水 水 氣 100 310 15= 88 310 kg/h 汽 = d=88 310 22=1936 kg/h 查附得從塔府進(jìn)入的空氣的溫度為 15，相對濕度為 50%時其濕球溫度為為 冷卻塔水從 38冷 卻至 m t= I 100 310 氣 166 310 kg/h 令解： 17、解：總熱交換量以空氣初狀態(tài)的濕球溫度 界， 顯熱交換量以空氣初狀態(tài)的干球溫度 界， 潛熱交換量以空氣初狀態(tài)的露點(diǎn)溫度 界，由 0 ，水蒸汽的分壓力為 2000 =18 水溫 t 50 30 18 10 傳熱方向 氣 水 氣 =水 氣水 氣 水 傳質(zhì)方向 氣水 氣水 氣 =水 氣水 18、解：（ a）常壓下氣溫為 30 ，濕球溫度為 28 ，由附錄 4 1 得 1d =23g/空氣 ) 被冷卻到 10的飽和空氣由附錄 4 1得知 2d =空氣 ) 所以每千克干空氣中的水分減少了 b）若將氣體加熱到 30，由附錄 4 1得濕球溫度為 19、解：因?yàn)椴挥媷娙胨撵手担瑒t可以認(rèn)為是等焓變化。查附錄得 末狀態(tài)：含濕量為 26g/空氣 水蒸汽分壓力： 4100 相對濕度為： 42% 濕球溫度為： 焓值為： 113kJ/第 5 章吸附和吸收處理空氣的原理與方法 理吸附是被吸附的流體分子與固體表面分子間的作用力為分子間吸引力，它是一種可逆過程，物理吸附是無選擇的，只要條件適宜，任何氣體都可以吸附在任何固體上。吸附熱與冷凝熱相似。適應(yīng)的溫度為低溫。吸附過程進(jìn)行的急快參與吸附的各相間的平衡瞬時即可達(dá)到。 化學(xué)吸附是固體表面與吸附物間的化學(xué)鍵力起作用的結(jié)果。吸附力較物理吸附大，并且放出的熱也比較大，化學(xué)吸附一般是不可逆的，反應(yīng)速率較慢，升高溫度可 以大大增加速率，對于這類吸附的脫附也不易進(jìn)行，有選擇性吸附層在高溫下穩(wěn)定。人們還發(fā)現(xiàn)，同一種物質(zhì)，在低溫時，它在吸附劑上進(jìn)行物理吸附，隨著溫度升到一定程度，就開始發(fā)生化學(xué)變化轉(zhuǎn)為化學(xué)吸附，有時兩種吸附會同時發(fā)生。 2、硅膠是傳統(tǒng)的吸附除濕劑，比表面積大，表面性質(zhì)優(yōu)異，在較寬的相對濕度范圍內(nèi)對水蒸汽有較好的吸附特性，硅膠對水蒸汽的吸附熱接近水蒸汽的汽化潛熱，較低的吸附熱使吸附劑和水蒸汽分子的結(jié)合較弱。 缺點(diǎn)是如果暴露在水滴中會很快裂解成粉末。失去除濕性能。 與硅膠相比，活性鋁吸濕能力稍差，但更耐用且成本降低一 半。 沸石具有非常一致的微孔尺寸，因而可以根據(jù)分子大小有選擇的吸收或排除分子，故而稱作“分子篩沸石”。 3、目前比較常用的吸附劑主要是活性炭，人造沸石，分子篩等。 活性炭的制備比較容易，主要用來處理常見有機(jī)物。 目前吸附能力強(qiáng)的有活性炭纖維，其吸附容量大吸附或脫附速度快，再生容易，而且不易粉化，不會造成粉塵二次污染，對于無機(jī)氣體如 2X、 附完全，特別適用 于吸附去除 6 9 31 0 1 0 /、 量級的有機(jī)物，所以在室內(nèi)空氣凈化方面有著廣闊的應(yīng)用前景。 4、有效導(dǎo)熱系數(shù)通常只與多孔介質(zhì)的一個特性尺度 第 6 章 間壁式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計算 1、解 :間壁式 換熱器從構(gòu)造上可分為：管殼式、膠片管式、板式、板翹式、螺旋板式等。 提高其換熱系數(shù)措施：在空氣側(cè)加裝各種形式的肋片，即增加空氣與換熱面的接觸面積。增加氣流的擾動性。采用小管徑。 6：空氣的濕球溫度越高所具有的焓值也愈大，在表冷器減濕冷卻中，推動總熱質(zhì)交換的動力是焓差，焓差越大，則換熱能力就愈大。 6 表冷器的傳熱系數(shù)定義為111s V B w y 的增加而增加：隨水流速 析水系數(shù)與被處理的空氣的初狀 態(tài)和 管內(nèi)水溫有關(guān)，所以二者改變也會引起傳熱系數(shù) 6：總熱交換量與由溫差引起的熱交換量的比值為析濕系數(shù)，用 表示，定義 為 () i c t t 表示由于存在濕交換而增大了換熱量，其值大小直接反映了表冷器上凝結(jié)水析出的多少。 5、解：逆流流動時， t =10000C ， t =12000C 90 270 =（ 90+70） /2=800C 管束未加肋光管，管壁很薄，所以 不記，則 1 50115 8 0 0 5 0k 傳熱量為 Q=FK =10 50 80=40000W 順流流動時： t =120100C t =10000C 1 1 0 5 0 7 6 . 1110 0C Q=10 50 8050W 6：設(shè)冷水的溫度為 2t ， 吸放 11 21 1 2 p 2 2（ t - t ） = G C ( t - t ) 20 . 6 3 2 . 0 9 ( 1 9 3 6 5 ) 1 . 0 5 1 . 6 7 ( 1 4 9 )t 解得 2t =( 1 9 3 1 4 9 ) ( 6 5 5 2 . 9 ) 2 4 . 61 9 3 1 4 9 5 2 . 9 0C Q=KA 230 . 6 3 2 . 0 9 (1 9 3 6 5 ) 9 . 80 . 7 1 0 2 4 . 6 即保持這樣的負(fù)荷需要換熱面積為 7、解：設(shè)機(jī)油出口溫度為 1t 11 21 1 2 p 2 2（ t - t ） = G C ( t - t ) 12 . 6 1 . 9 ( 1 0 0 ) 1 . 0 4 . 1 8 ( 8 0 4 0 ) 1 6 7 . 2t 01 6 6 . 2 4 0 2 6 . 2t 1 0 0 8 0 2 0t 2 6 20 22118 0 4 0 0 . 6 71 0 0 4 0 11221 0 0 6 6 . 2 0 . 8 4 58 0 4 0 02 6 . 2 2 0 2 3 . 12t Q=KA 由 27得 = =8 3 201 6 7 . 2 1 0 4