【精品】《热质交换原理与设备》习题答案

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1、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：％=Pa^aMb=PB%,m=eAuA+£上〃以扩散速度表示的质量通量：ja=PaMa一小，jB=PWb一心5j=jA十jBeAU=eA~(eAUA+eBUB)=◎(%+伽)以主流速度表示的质量通量：L*」eBu=aB(mA+mB)2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为°+O2=CO2f即为1摩尔的c与1摩尔的°2反应,生成1摩尔的°°2,所以°2与CO?通过碳粒表血边界界层的质扩

2、散为等摩尔互扩散。3、从分子运动论的观点可知：DspF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:3435.7产X10-4若在压强人"・°13><10闷人=273K时各种气体在空气屮的扩散系数q,在英他p、丁状态下的扩散系数可用该式计算(1)氧气和氮气:%、=25.6x10—3伙g・kmo叽=32人=31.1x10J加‘/(kg•kmol)fiN=28435.7x298空xJ—+—xlO-4D=“32i28__=i54Xio」加2/$1.0132x105x(25.6^+31.P)2(2)氨气和空气：P=

3、1.0132xl05PaT=25+273=298/C£)=l・0132xl()5Hz£)=273K门》1.013298A_o2/£)=0.2xx(y=0.228cm"/sL01322732-4.解：气体等摩尔互扩散问题0.0259如/(/•$)_DO.bxlO^x(16000-5300)“_RT2州_心一8.314x298x10x10—3X10-y=2,59XR()通用气体常数单位：J/kmol•K5、解：25°C时空气的物性：Q=l・185Pg/m,'“=1.835xl(r'PQ・s,32=0.25xl(TW/sr*必二

4、仝叫"0605v15.53x10"—15.53X10：“62rD0.25X10-4用式子(2・153)进行计算%=0.023m。44=0.023x20605叫0.62。44=70.95/=鱼2二70.95x0.25x1°4二Q0222m/$md…设传质速率为Ga,则dGA=7id(dx)hm(pA.s-=彳几0(〃几)0.08Pa.dpAdxJo4饥叭PAs-pA心如］严$_几，4ltmPa-s-Pa22-6.解：20°C时的空气的物性：（注：状态不同，D需修正）p=1.205弦/加?“=1・81灯0一5Pa・s,32=0

5、.22X10七凹啤x1.0132X1053293^2—=0.24x10^/7?/5妆丿Re=Pu("=°Cx3x1.205_999°1.81X10'5Sc=-^-=—LEI。'=0.626273pD1.205x0.24x10-4(1)用式巩严0.023/TW计算饥shmD0.023x9990°83x0.626°44x0.24x1O'4nnio__==OeUlo/5d(2)0.05用式必=0・0395&%S」计算饥shD0.0395(9990)%(0.626)亍X0.24XKT4八八让，,==0.()1621m/5h，nd0

6、.052-7.错解：氨在水中的扩散系数D=1.24x103//$,空气在标進状态下的物性为;p=1.293kg/m：〃=1.72x10巧Pa•s,Pr=0.70&%=1.005x10』丿/(畑灯cu1.72X10-5Sr===10727.74cpD1.293x1.24x10—9由热质交换类比律可得561.293x10012=7.04xl0_5mIs(0.708Vx110727.74丿⑥1）（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

7、气中的扩散。⑥2）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。⑥3）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・1S厶竺斗0.664cD0.2x1O'4Pr=0.708£>=0.2x10-4m2/s(查P36表2・2)饥_11hpc】.hSQz—^PrV號叫56x1.293x1.005'0.664<0.708y、-2/3=44.98m/5=161xl03m//?105Cce)-==0.04036如m8、解：3册8314(273+25)

8、CN心广沁广；=0.5McoxPi44xl05—彳prn=2==1.776^/7775RT8314x298几M“28x10s…，2Pp====1.1/m®rt8314x298Pco2ac()2~Pco2-^Pn2~0,611a*=0.389aA~ma+mb-nAMA_XAMAA+"bMbA+XpMb9、