《热质交换原理与设备》习题答案(第3版)(2)

有一定的缺点，即冷流体和热流体的最高温度发生在换热器的同一端，使得此处的壁温较高，为了降低这里的壁温，有时有意改为顺流。

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：mA AuA,mB BuB,m eAuA eBuB 以扩散速度表示的质量通量：jA A(uA u),jB B(uB u)uB,j jA jB

1

eAu eA (eAuA eBuB) aA(mA mB)

e 以主流速度表示的质量通量：

eBu aB(mA mB)

2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为C O2 CO2，即为1摩尔的C与1摩尔的O2反应，生成1摩尔的CO2，所以O2与CO2通过碳粒表面边界界层的质扩散为等摩尔互扩散。

3

2

3、从分子运动论的观点可知：D∽pT

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：

1

D

5

10

4

3

若在压强P0 1.013 10Pa,T0 273K时各种气体在空气中的扩散系数D0，在其他P、TP0 T 2

D D0

P T0

状态下的扩散系数可用该式计算 （1）氧气和氮气：

V02 25.6 10m/(kg kmol) o2 32VN2 31.1 10m/(kg kmol) N2

28

33

5

2

33

D

5

3

1.54 10

2

m/s

1.0132 10 (25.6 31.13)

（2）氨气和空气：

5

P 1.0132 10Pa T 25 273 298K

5

P0 1.0132 10Pa T0 273K

1.0132273

2-4、解：气体等摩尔互扩散问题 NA

DRT z

(PA1 PA2)

D 0.2

1.013

(

298

3

)2 0.228cm/s

2

0.0259kmol/(m s)

2

0.6 10

4

(16000 5300)

3

8.314 298 10 10m2s

R0通用气体常数单位：J/kmol﹒K