热质试卷.doc

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。 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________。 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。 水温t 50℃ 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.??? 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） 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。（3分） 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） （2）W→1→O? 固体吸湿剂减湿→表面冷却器等湿冷却? （2分） （3）W→O? 液体吸湿剂减湿冷却? （2分） 4.??? 什么是吸附现象？什么是物理吸附和化学吸附？ 答：吸附现象是相异二相界面上的一种分子集聚现象，就是把分子配列程度较低的气相分子浓缩到分子配列程度较高的固相中。（2分） 物理吸附属于一种表面现象，主要依靠普遍存在于分子间的范德华力起作用。（2分） 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） 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） 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.℃) （2）湿交换量： ????（2分） 潜热交换量