石工10级8班复习资料
yB,m?yB2?yB1(1?yA2)?(1?yA1)(1?0.1)?(1?0.2)???0.85yB21?yA21?0.1lnlnln1?0.2yB11?yA1
pDAB1?105?1.81?10?5NA?(yA1?yA2)??(0.2?0.1)?0.047mol/(m2?s)?3RT(z2?z1)yB,m8.314?273?2?10?0.85（2）
pDAB1?105?1.81?10?52NA?(yA1?yA2)??(0.2?0.1)?0.04mol/(m?s)?3RT(z2?z1)8.314?273?2?10
传热与传质模拟题二
一、判断题
1、热传导和热对流都没有能量形式的转化（√） 2、一般导电性好的金属，导热性也好（√）
3、毕渥数和努谢尔特数表达式一样，意义和用途也一样（×）
4、冷热流体进出口温度相同的情况下，逆流的对数平均温差大于顺流（×） 5、任何情况下，逆流的换热器有效度都大于顺流（×） 6、在工业高温范围内，辐射主要是可见光（×）
7、自然界并不存在绝对的黑体、白体和透明体，它们都是理想模型（√） 8、影响扩散系数的因素主要是温度、压力和系统组分（√） 9、在传质设备的工程计算中，常用nA和jA（×）
10、稳态导热时通过长圆筒壁内的不同半径柱面上的热流密度相等 （×）
二、填空题
1、雷诺类比假设紊流流动是由 层流底层 和 紊流核心 组成的。
2、如果温度不仅随其 空间 变化，而且还随 时间 而变化，则该温度场称之为非稳定温度场。
3、边界层内壁面速度梯度及温度梯度 最大 。
4、格拉晓夫准则的数值反映 浮升力 与 粘性力 之比。
5、太阳辐射最大单色辐射力对应的波长为λ=0.5μm，据此可知太阳的表面温度约为
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__5795.2 K_。
6、普朗克定律确定了黑体单色辐射力Eb和 波长λ 与 绝对温度T 之间的函数关系。 7、呆滞组分是指 净通量为零 的组分。 8、雷诺类比的结论是jM=jH=jD。
9、有一O（与CO（的混合物，温度为294K，压力为1.519×105Pa，已知yA=0.40，2A）2B）
vA=0.88 m/s，那么，CA= 24.86 mol/m3 ，?B= 1.64 kg/ m3 ，nA= 0.70kg/(m2?s)。
10、已知温度为288K，压力为1bar时，DAB?1.945?10?5m2/s；那么，温度为303K，压力为2atm时，DAB?1.05?10?5m2/s。
三、简答分析题
有二维温度场和二维浓度场，其中不存在化学反应和内热源，温度和浓度分布都不随时间变化，各种物性参数视为常数，其中的流动也不存在整体流动，不考虑两个场的相互影响。
x=0，温度恒为tw0，A组分的浓度为CA0 ； x=a，绝热，A组分的净通量为坐标y的函数；
y=0，有温度为tf的流体流过，对流换热系数为?，传质膜系数为kc； y=b，恒定热流密度，A组分无净通量。
试写出以上关于温度场和A组分浓度场的完整数学描述 温度场： ? 2t ? 2t
四、计算题
?x?yx?0,tw?tw0x?a,q?0y?0,q??(tw?tf)y?b,q?C2?2?0浓度场： ? 2 c ? 2 c
?0?x?yx?0,cA?cA0x?a,NA?f(y)y?0,NA?kc(cA?cA?)y?b,NA?0A2A2?1、一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m，厚3mm，导热系数为1.05W/(m·K)；中间空气层厚5mm，设空气隙仅起导热作用，导热系数为0.026W/(m·K)。室内空气温度为25℃。表面传热系数为20W/(m2·K)；室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15 W/(m2·K)。试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温
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度及表面传热系数相同。
解：(1)双层玻璃窗情形，由传热过程计算式：
q?A(tf1?tf2)1?1???i1??2i?1?i3?1.1?1.2(25?(?10))?146.8(W)
10.0030.0050.0031????201.050.0261.0515(2)单层玻璃窗情形：
A(tf1?tf2)1.1?1.2(25?(?10))q???386.5(W)
1?110.0031?????1??2201.0515显然，单层玻璃窗的散热量是双层玻璃窗的2.6倍。因此，北方的冬天常常采用双层玻璃窗使室内保温。
2、100W灯泡的灯丝温度为2800K，黑度为0.3。试计算； （1）灯丝所必需的最小面积
（2）单色辐射力为最大值时的射线波长 解：（1）Q???bAT4 得：
A?Q100??9.56?10?5(m2) 4?84??bT0.3?5.67?10?28002897.6?1.03(?m)
2800（2）由维恩位移定理，?max?
3、在油冷器中，油的进口温度th1=130℃，流量为0.5 kg/s,比热容为2220 J/(kg??C)。
冷却水的进口温度tc1=15℃，流量0.3 kg/s，比热容为4182
J/(kg??C)。换热面积为2.4m2，
传热系数k?330W/(m2??C)。求顺流式和逆流式油冷器的有效度和二流体的出口温度。
解：油和水的热容量各为：
mhcph?0.5?2220?1110J/(s??C)mccpc?0.3?4182?1255J/(s??C)??
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则热容比为：??mhcphmccpc???1110?0.884 1255?330?2.4?0.714
1110传热单元数 NTU?（1）
kAmhcph?th1?th2130?th21?e?NTU(1?C)1?e?0.714?(1?0.884)????0.427 逆流式：???NTU(1?C)?0.714(1?0.884)th1?tc1130?151?Ce1?0.884e则有，th2?80.9?C
又 即
Q?mccpc(tc2?tc1)?mhcpht(h1?th122?5tc2(?15?)??2
)11?10?(13 080.9)得到，tc2?58.4?C
（2）
th1?th2130?th21?e?NTU(1?C)1?e?0.714?(1?0.884)????0.393 顺流式：??th1?tc1130?151?C1?0.884则有，th2?84.8?C
同样方法求冷却水出口温度：1225?(tc2?15)?1110?(130?84.8)
得，tc2?54.89?C
4、地面上的水层温度为30℃，厚度为1mm，该处的摩尔分数yA1=0.0295，水蒸发到周围空气之间膜厚度为5mm，该处的摩尔分数为yA2=0.0032，空气温度为30℃，压力为1atm，试计算这些水蒸发到周围静止空气中需要多少时间。
解：以1m2的地面积为计算单位，
被蒸发的水的体积：V?A?z?1?10?3?10?3(m3) 被蒸发的水的质量：G???V?995.7?10?3?0.9957(kg) 被蒸发的水的摩尔数：n?G0.9957??0.0553(kmol) M18单位时间单位面积上的扩散速率：NA,z?
pDAB(y?y)
RT(z2?z1)yB,mA1A29
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查得
DAB25?C?0.2643cm2/sDAB30?C
那么，
T23?DAB25?C()2?0.27(cm2/s)T1
yB,m?yB2?yB1(1?yA2)?(1?yA1)(1?0.0032)?(1?0.0295)???0.984 yB21?yA21?0.0032lnlnln1?0.0295yB11?yA1所以，
pDAB1?105?1.81?10?5NA?(yA1?yA2)??(0.0.0295?0.0032)?5.63?10?6kmol/(m2?s) ?3RT(z2?z1)yB,m8.314?273?5?10?0.984因此，这些水蒸发到周围静止空气中需要的时间为：
??
n0.0553??2.7(h) NA,z5.63?10?6?3600传热与传质模拟题三
一、判断题
1、对流只能发生在流动的流体中（√）
2、换热系数与导热系数不同，它不是物性参数，而是与流体运动产生的原因，流动的状态，流体有无相变，流体的物性以及壁面的形状位置等许多因素有关（√）
3、相同温度下，黑体的辐射能力最强（√）
4、规定边界上的温度称为导热的第二类边界条件（×）
5、导热系数?越大，对流换热系数?越大；?c越大，?越大；?越大，?越大（×） 6、对于短管和弯管，换热系数通常要比长的直管小些（×） 7、化学反应中，通常用JA和NA（√） 8、等摩尔逆向扩散中，NA??NB（√）
9、舍伍德数的物理意义是表面处浓度梯度与总浓度梯度的比值（√） 10、分子扩散系数的大小表示了物体导热能力的大小（×）
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