第二章 传热传质过程

第二章

1、有一O2（A）和CO2(B)的混合物，温度为297K，压力为1.519х105Pa,已知

yA?0.40,uA?0.08m/s,uB?0.02m/s，试计算下列各值： （1） 混合物、组分A和组分B的摩尔浓度c,cA（2） 混合物、组分A和组分B的质量浓度?,?AcB

?B

（3） 混合物的质量平均速度和A、B组分的相对速度v,uA?v,uB?v （4） 混合物、组分A和组分B的绝对摩尔扩散通量N,NA,NB （5） 混合物、组分A和组分B的绝对质量扩散通量n,nA,nB （6） 组分B的相对质量扩散通量和相对摩尔扩散通量jB,JB 答案：(1)0.0615kmol/m3;0.0246kmol/m3;0.0369kmol/m3

2、氢气和空气在总压力为1.0132×105Pa，温度为25℃的条件下作等摩尔互扩散，已知扩散率为0.6×10-4m2/s，在垂直于扩散方向距离为10mm的两个平面上氢气分压力为16000Pa和5300Pa。试计算此两种气体的摩尔扩散通量。（必做）答案：?0.0259mol/m2?s

(2)2.411kg/m3;0.787kg/m3;1.624kg/m3 (3) 0.0396m/s;0.0404m/s;?0.0196m/s (4) 0.00271kmol/m2.s;0.00197kmol/m2.s (5)0.0955kg/m2.s?????0.000738kmol/m2.s

?????0.0630kg/m2.s??0.0325kg/m2.s

?? (6)?0.0318kg/m2.s;?8.86?10?4kmol/m2.s

????3、采用量筒来测定水蒸气在空气中的扩散系数。试验用量筒内径为30mm，水面离开量筒口边缘的距离为100mm，筒底水温及环境温度均为25℃，相对湿度为30%的一股气流吹过筒口1小时后，用精密天平测得水的损失为10.7mg。试确定在试验条件下水蒸气在空气中的扩散系数。大气压力为1.013×105Pa。25℃水蒸气的饱和压力为3289.5Pa。 答案：2.51?10?5m2/s

4、从水层表面蒸发损耗的速率可有测量表面加降的速度来确定。考虑夏季某一天，水和周围空气的温度均为305K以及空气的相对湿度是40%，如果已知表面下降速度是0.1mm/h，问因为蒸发造成的每单位表面积上的质量损耗率速率多大？对流传质系数是多少？ 答案：2.764?10?5kg/s;1.33?10?3m/s

5、观察到一个直径230mm的平底水盆在23℃温度下，质量消耗速是1.5×10-5kg/s。当时周围是干空气，温度为23℃。（23℃的水蒸汽分压力为28.02mbr）（必做） a）、确定该情况下的对流传质系数。

b）、当周围空气的相对湿度是50%时，计算蒸发的质量消耗速率。

c）、当水和周围空气的温度都是47℃时假设对流传质系数保持不变，以及空气是干空气，计算蒸发的质量消耗速率。（47℃的水蒸汽分压力为105.87mbr） 答案：1.76?10?2m/s;7.489?10?6kg/s;5.23?10?5kg/s

6、平均温度为25oC的干空气，以6.5m/s的速度进入内径为2.5cm，长为1.5m的圆管。管子内壁上覆盖有一层薄薄的水膜,管壁温度维持在25oC。试计算每秒钟内空气所带走的水量。（必做）

答案：1.138?10?4kg/s

7．压力为1.013×105Pa，温度为25oC的干空气，吹过一块30cm见方的冰面，速度为1.5m/s。冰块除了暴露于气流中的表面外，其余表面无质交换。试计算每小时内因质交换而引起的冰块质量的损失。

kg/h 答案：0.0121

8．相对湿度为50%、温度为40oC的空气，以2m/s的速度吹过长10m的游泳池。池水温度为30oC。试估算风吹到游泳池的尽头时每平方米水面上的蒸发量。（必做） 答案：9.79?10?5kg

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