热质交换原理与设备整理版

一

当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量、和质量的传递现象。

二

单位体积混合物中某成分的质量称为该组分的质量浓度，以符号ρ表示。

组分的实际速度，称为绝对速度。 相对主体流动速度的移动速度，称为扩散速度。 绝对速度=主体流动速度+扩散速度

与热量传递中的导热和对流传热类似，质量传递的方式亦分为分子传质和对流传质。

分子传质又称为分子扩散，简称为扩散，它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。

对流传质是指壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。 凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象，称为紊流扩散。

斐克定律：

在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中组分A 和组分B 将发生扩散。其中组分A 向组分B 的扩散通量与组分A 的浓度梯度成正比，这就是扩散基本定律——斐克定律：

斐克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程，其传递的速度即为扩散速度u A -u （或u A -u m ）

在气体扩散过程中，分子扩散有两种形式，即双向扩散（反方向扩散）和单项扩散（一组分通过另一停滞组分的扩散）。

等分子反方向扩散：设由A 、B 两组分组成的二元混合物中，组分A 、B 进行反方向扩散，若二者扩散的通量相等，则成为等分子反方向扩散。

液体中的稳态扩散过程：

液体中的分子扩散速率远远低于气体中的分子扩散速率，其原因是由于液体分子之间的距离较近，扩散物质A 的分子运动容易与邻近液体B 的分子相碰撞，使本身的扩散速率减慢。 常见有两种情况：即组分A 与组分B 的等分子反方向扩散 及 组分A 通过停滞组分B 的扩散。

固体中的稳态扩散过程：

固体中的扩散，包括气体、液体、

1

当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量、和质量的传递现象。 du dy

τμ=- 表示两个作直线运动的流体层之间的切应力正比于垂直运动方向的速度变化率。不同的流体有不同的传递动量的能力，这种性质用流体的动力黏性系数μ来反映，其物理意义可以理解为，它表征了单位速度梯度作用的切应力，反映了流体黏性滞性的动力性质，因此称它为“动力”黏性系数。τ，表示单位时间内通过单位面积传递的动量，又称动量通量密度，N/㎡

dt q dy

λ=-,q 为热量通量密度，或能量通量密度，表示单位时间内通过单位面积传递的热

量，J/(㎡.s)，负号表示热量传递的方向是温度梯度的负方向，或者说热量是朝温度降低的方向传递的。

A A A

B d

C m

D dy

=-,它是指在无总体流动或静止的双组分混合物中，若组分A 的质量分数A C 的分布为一维的，则通过这个式子表示。A m 为组分A 的质量通量密度，表示单位时间内，通过单位面积传递的组分A 的质量，kg/(㎡.s)

动量交换传递的量是运动流体单位容积所具有的动量，热量交换传递的量是物质每单位容积多具有的能量，质量交换传递的量是扩散物质每单位容积所具有的质量也就是浓度。这些量的速率都分别与各量的梯度成正比。比例系数均表示了物体具有的扩散性质。

质量浓度ρ：单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度，以符号ρ表示。它等于混合物中组分A 的质量A M 与混合物的体积V 之比。

物质的量浓度C ：单位体积混合物中某组分的物质的量称为该组分的物质的量浓度，简称浓度。它等于混合物中组分A 的物质的量，（kmol ）与混合物的体积V 之比

质量分数a ：混合物中某组分的质量与混合物总质量之比称为该组分的质量分数，以符号a 表示组分A 的质量分数，它等于混合物中组分A 的质量A M 与混合物的总质量M 之比。 传质的通量：单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量

以绝对速度表示的质量通量：A A A m u ρ=

混合物的总质量通量为A B A A B B m m m u u ρρ=+=+

混合物的总摩尔通量为A B A A B B m N N N C u C u Cu =+=+= A C 为A 的物质的量浓度 A N 为以绝对速度表示的组分A 的摩尔通量，kmol/(㎡.s)

以扩散速度表示的质量通量：扩散速度与浓度的乘积为以扩散速度表示的质量通量

以主体流动速度表示的质量通量：主体流动速度与浓度的乘积为以主体流动速度表示的质量通量。

质量传递的方式亦分为分子传质和对流传质

分子传质又称为分子扩散，它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。

对流传质是指壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。当流体中存在浓度差时，对流扩散亦必同时伴随分子扩散，分子扩散与对流扩散两者的共同作用称为对流质交换，对流质交换是在流体与液体或固体的两相交界面上完成的。

紊流扩散：分子扩散只有在固体、静止或层流流动的流体内才会单独发生。在湍流流体中，由于存在大大小小的漩涡运动，而引起各部位流体间的剧烈混合，在有浓度差存在的条件下，物质便朝着浓度降低的方向进行传递。这种凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象，称为紊流扩散。

斐克定律：在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中组分A 和组分B 将发生互扩散。其中组分A 向组分B 的扩散通量与组分A 的浓度梯度成正比。A A AB d j D dz

ρ=-

斐克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程，其传递的速度即为扩散速度A B u u -。实际上，在分子扩散的同时经常伴有流体的主流运动。

在气体扩散过程中，分子扩散有两种形式，即双向扩散和单向扩散。在系统中取1z 和2z 两个平面，设组分A 、B 在平面1z 处的浓度为1A C 和1B C ，2z 处的浓度C 恒定，系统的总浓度C 恒定

组分A 通过停滞组分B 扩散时，浓度分布为对数型，在扩散距离的任一点处，A p 和B p 之和为系统总压力p 。

液体中的分子扩散速率远远低于气体中的分子扩散速率，其原因是由于液体分子之间的距离较近，扩散物质A 的分子运动容易与邻近液体B 的分子相碰撞，使本身的扩散速率减慢。 液体扩散也有常见的两种情况，即组分A 和组分B 的等分子方向扩散及组分A 通过停滞组分B 的扩散。

固体中的扩散，包括气体、液体和固体在固体内部的分子扩散。一般来说，固体中的扩散分为两种类型：一种是与固体内部结构基本无关的扩散，另一种是与固体内部结构基本有关的多孔介质中的扩散。当气体在固体中扩散时，溶质的浓度常用溶解度S 表示。在多孔固体中充满了空隙和孔道，当扩散物质在孔道内进行扩散时，其扩散通量除与扩散物质本身的性质有关外，还与孔道的尺寸密切相关。

高压下的气体和常压下的液体，由于其密度较大，因而λ很小，故密度大的气体和液体在多孔固体中的扩散时，一般发生斐克型扩散。

克努森扩散通量：1212()KA A A A D N C C z z =-- 1212()()

KA A A A D N p p RT z z =--，故除与低压下的气体在多孔固体中扩散时，一般发生克努森扩散。

扩散系数：扩散系数是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数，A A A A M n D d dC dy dy

ρ==--,质量扩散系数D 和动量扩散系数v 及热量扩散系数a 具有相同的单位2/m s ，扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质

的种类及其温度和压力。

对流传质所涉及的内容即为运动着的流体之间或流体与界面之间的物质传递问题，这种过程既包括由流体位移所产生的对流作用，同时也包括流体分子间的扩散作用，这种分子扩散和对流扩散的总作用称为对流传质。对流传质是在流体流动条件下的质量传输过程，其中包含着由质点对流和分子扩散两因素决定的传质过程。对流传质过程与流体的运动特性密切相关，如流体流动的起因、流体的流动性质以及流动的空间条件等等。

固体壁面与流体之间的对流传质速率可定义为：()A m As A N h C C ∞=-，对流传质系数m h 与流体的性质、壁面的几何形状和粗糙度、流体的速度等因素有关。

浓度边界层：可以认为质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流体层中，该流体层称为浓度边界层。

流体流过壁面进行传质时，在壁面上会形成两种边界层，即速度边界层与浓度边界层。 浓度边界层厚度为c δ，其定义通常为()/()A As A As C C C C ∞--=0.99时与壁面的垂直距离。 当组分A 进行传递时，首先以分子传质的方式通过该静止流层，然后再向流体主体对流传质。 三种边界层的主要的表现形式：表面摩擦、对流换热以及对流传质，重要的边界层参数分别是摩擦系数f C 、对流换热系数h 以及对流传质系数m h 。

对流传质过程的相关准则数：1 施密特准则数C S 对应于对流传热中的普朗特准则数r P ，r P 准则数为联系动量传输与热量传输的一种相似准则。与r P 准则数相对应的C S 准则数则相应为联系动量传输与质量传输的相似准则，其值由流体的运动黏度与物体的扩散系数之比构成 2 宣乌特准则数Sh 3 传质的斯坦登准则数m St Re m m h Sh St Sc u

==? 渗透理论：当流体流过表面时，有流体质点不断地穿过流体的附壁层向表面迁移并与之接触，流体质点在表面接触之际则进行质量的转移过程，此后流体质点又回到主流核心中去。可将由无数质点群与表面之间的质量转移，视为流体靠壁薄层对表面的不稳态扩散扩散传质过程。

薄膜理论：当流体靠近物体表面流过时，存在着一层附壁的薄膜，在薄膜的流体侧与具有浓度均匀的主流连续接触，并假定膜内流体与主流不相混合和扰动。在此条件下，整个传质过程相当于此薄膜上的扩散作用，而且认为在薄膜上垂直于壁面方向上呈线性的浓度分布，膜内的扩散传质过程具有稳态的特性。

流体宏观运动既可导致动量传递，同时也会把热量和质量从流体的一个部分传递到另一个部分，所以温度分布、浓度分布和速度分布是相互联系的。

动量、热量和质量传递类比：当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量和质量传递现象。动量、热量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的分子扩散，也可以是由漩涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递。动量通量密度正比于动量浓度的变化率，能量通量密度正比于能量浓度的变化率，组分A 的质量通量密度正比于组分A 的质量浓度的变化率。

熱质交换类比律：m p Dh

ha

h

h c λλρ===，这个关系称为刘伊斯关系式

刘伊斯准则数是反映热边界层与浓度边界层厚度关系的准则数。

同一表面上传质过程对传热过程的影响：传质阿克曼修正系数表示传质速率的大小与方向对传热的影响，随着传质方向的不同，0C 值有正有负，当传质的方向是从壁面到流体主流方向时，0C 为正值，反之为负。传质的存在对壁面导热量和总传热量的影响方向是相反的。在0C 大于0时，随着0C 的增大，壁面导热量是逐渐减小的，而膜总传热量是逐渐增大的。在0C 小于0时，随着0C 的减小，壁面导热量是逐渐增大的，而膜总传热量是逐渐减小的。因传质的存在，传质速率的大小与方向影响了壁面上的温度梯度'

t （0）的值，从而影响了

壁面上的导热量。

刘伊斯关系式：p md

h c h =，即在空气-水系统的热质交换过程中，当空气温度及含湿量在实用范围内变化很小时，换热系数与传质系数之间需要保持一定的量值关系，条件的变化可使这两个系数中的某一个系数增大或减小，从而导致另一系数也相应地发生同样的变化。 刘伊斯关系式成立条件：1：0.6Pr 60<<, 0.63000Sc << 2：/1AB Le a D =≈ 3

相变形式有以下几种：固—液相变，液—汽相变，固—汽相变，固—固相变。相变过程一般是等温或近似等温过程，相变过程中伴有能量的吸收和释放，这部分能量称为相变潜热。 所谓储冷式空调系统，是指在电价低、空调负荷低的时间内贮冷，在电价高、空调负荷高时释冷，藉以从时间上全部或局部转移制冷负荷的空调系统。

冰蓄冷中的制冰方式主要有两种：1 静态制冰方式，即在冷却管外或盛冰容器内结冰，冰本身始终处于相对静止状态，2 动态制冰方式，该方式中有冰晶、冰浆生成，且冰晶、冰浆处于运动状态。

静态制冰法的自身缺点：冰层的增厚使热阻增大，导致冷冻机得性能系数降低，一些静态系统中冰块的相互粘连导致水路堵塞。

静态冰蓄冷系统：1 利用制冷剂直接蒸发制冰系统2 利用盐水不冻液间接冷却制冰系统3热管式蓄冷系统 4 冰球冰槽式蓄冷系统

最常见的制冷剂直接蒸发制冷系统有：1 冰桶式储冰：冰桶式储冰乃目前被广泛使用的储冷系统，使用的制冷设备为一般的压缩式冷水机组，此系统专用的设备为特制的储冰桶，冰桶为满载清水的容器，桶内设有盘管。

小型空调系统可直接以溶液通过空气处理设备。较大型的空调系统或高层建筑宜设置热交换器，将循环的冷冻水与溶液分隔，一方面可减少溶液的用量，亦可减低冰桶内盘管的压力。 2 盘管水槽系统：盘管水槽系统其作用与冰桶相近，所用的冷冻设备亦为可在低温操作的压缩式冷水机组。盘管水槽系统的缺点在于占地面积大、结冰时间长、压缩空气容易产生腐蚀性等等。

冰球冰槽式蓄冷系统：是利用一个盛有冰球的蓄冷灌来进行蓄冷。冰球外壳由高密度聚乙烯制成，内装水，并使用载冷剂如乙二醇水溶液，从蓄冷罐中的蓄水间流过，即可与冰球进行冷量交换。在利用盐水不冻液或蒸发盘管制冰时，盐水或制冷剂在管内，蓄冷在管外，而冰球式蓄冷系统的载冷剂在管外流动，蓄冷体在球内。冰球式蓄冷系统由于结构简单，可靠性高，水阻力小，技术要求低，换热性能好等优点，已逐渐成为蓄冷空调系统的发展方向。 动态冰蓄冷系统：（1）冰池系统：冰池储冰式空调的原理非常简单，独特的制冰机安装于储冰池上，冰水循环泵不断将池水抽出送至制冰冷水机，在机内降温后流回储冰池，当池水温度降至接近冰点时，制冷机即进入制冰状态并自动将冰块释出掉入储冰池内。

冰池系统的最大特点在于送水温度极低，在不设热交换器的底层可低至于0摄氏度，即使设置热交换器，送水温度亦不过2~3摄氏度。

（2）冰晶系统：冰晶系统与冰池系统大致相同，制冷设备为专门产生冰晶的制冷机，不同之处只是冰晶是直接循环于盘管之间，因此必须特别处理，否则有可能造成管道堵塞、磨损等现象，同时冰晶的含冰比例影响其物理特性，在选择水泵及盘管时尤需注意。

蓄冷空调系统可使制冷机容量减少，且经常在满负荷高效率下工作，它利用夜间廉价电，均衡电网负荷，是符合我国国情的。

空气与水直接接触的典型设备是喷淋室和冷却塔，前者是用水来处理空气，后者是用空气

来处理水。间接接触的典型设备是表冷器，空气与在盘管内流动的水或者制冷剂之间是间接接触，与冷却盘管表面的冷却水是直接接触。

空气处理过程中的传热传质有几个概念，如下有

空气调节，即利用冷却或者加热设备等装置，对空气的温度和湿度进行处理，使之达到人体舒适度要求。

热舒适性，就是人体对周围空气环境的舒适热感觉，在人的活动量和衣着一定的前提下，这主要取决于室内环境参数，如温度、湿度等。

新风，就是从室外引进的新鲜空气，经过热值交换设备处理后送入室内的环境中。（两个用途：一是满足室内人员的卫生要求；二是补充室内排风和保持室内正压）

回风，就是冲室内引出的空气，经过热值交换设备的处理再送回室内的环境中。

送风状态点指的是为了消除室内的余热余湿，以保持室内空气环境的要求，送入房间的空气的状态。

湿空气焓湿图：把描述湿空气状态参数及其变化过程的特性，描述在以焓值为纵坐标、以含湿量为横坐标的图线称为焓湿图。主要线条有等焓线、等含湿量线、等温线、等相对湿度线以及水蒸气分压力线等。

送风状态点：指的是为了消除室内的余热余湿，以保持室内空气环境要求，送入房间的空气的状态。

夏季室内设计工况：温度24~28摄氏度，相对湿度40%~65%，风速不应大于0.3m/s

冬季室内设计工况：温度18~22，湿度40%~65%，风速不应大于0.2m/s

一般夏季需对室外空气进行冷却减湿处理，而冬季则需要加热加湿。

空气与水直接接触时，根据水温的不同，可能仅发生显热交换，也可能既有显热交换又有潜热交换，即发生热交换的同时伴有质交换（湿交换）

显热交换是空气与水之间存在温差时，由导热、对流和辐射作用而引起的换热结果。潜热交换是空气中的水蒸气凝结（或蒸发）而放出（或吸收）汽化潜热的结果。总热交换是显热交换和潜热交换的代数和.

温差是热交换的推动力，而水蒸气分压力是湿（质）交换的推动力。

空气与水直接接触时的状态变化过程分析：

A-2过程是空气增湿和减湿的分界线，A-4过程是空气增焓和减焓的分界线，而A-6过程是空气升温和降温的分界线。

如图，当水温低于空气露点温度时，发生A-1过程。此时由于A w t t t <<1和qA q P P <1，所以空气被冷却和干燥。水蒸汽凝结是放出的热亦被水带走。

当水温等于空气露点温度时，发生A-2过程。此时由于A w t t <和qA q P P =1，所以空气被等湿冷却。

当水温高于空气露点温度而低于空气湿球温度时，发生A-3过程。此时由于A w t t <和qA q P P >3，空气被冷却和加湿。

当水温等于空气湿球温度时，发生A-4过程。此时由于等湿球温度线与等焓线相近，可认为空气状态沿等焓线变化而被加湿。在该过程中，由于总热交换量近似为零，而且A w t t <，qA q P P >4，说明空气的显热量减少、潜热量增加，二者近似相等。实际上，水蒸发所需热量取自空气本身。

当水温高于空气湿球温度而低于空气干球温度时，发生A-5过程。此时由于A w t t <，qA q P P >5，空气被加湿和冷却。水蒸发所需热量来自水本身。

当水温等于空气干球温度时，发生A-6过程。此时由于A w t t =，qA q P P >6，说明不发生显热交换，空气状态变化过程为等温加湿。水蒸发所需热量来自水本身。

当水温高于空气干球温度时，发生A-7过程。此时由于A w t t >和qA q P P >7，空气被加热和加湿。水蒸发所需热量及加热空气的热量均来自于水本身。以冷却水为目的的湿空气冷却塔内发生的便是这种过程。

吸附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。使气体浓缩的物体叫做吸附剂，被浓缩的物质叫做吸附质。吸附可分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附主要依靠普遍存在于分子间的范德华力起作用。物理吸附属于一种表面现象，可以是单层，也可以是多层吸附。

化学吸附起因于吸附质分子与吸附剂表面分子的化学作用，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。化学吸附多是单层吸附。

吸附密度：表征多孔性物质的密度，采用真密度、表观密度和堆积密度三种密度表示。 常用吸附剂的类型和性能：常用的固体吸附剂可分为“极性吸附剂”和“非极性吸附剂”，极性吸附剂具有亲水性，属于极性吸附剂的有硅胶、多孔活性铝、沸石等铝硅酸盐类吸附剂。而费极性吸附剂则具有憎水性，属于非极性吸附剂的有活性炭等，这些吸附剂对油的亲和性比水强。

硅胶是传统的吸附除湿剂，因为比表面积大、表面性质优异，在较宽的相对湿度范围内对水蒸气有较好的吸附特性。缺点是如果暴露在水滴中很快裂解成粉末，失去除湿性能。

静态除湿是指吸附剂和密闭空间内的静止空气接触时，吸附空气中水蒸气的方法，也可以说

全热交换器的工作原理

全热交换器的工作原理 2003年出现的SARS疫情，使我们人类的健康面临严峻的挑战，2009年又爆发了猪流感，于是关于人居环境的空气品质问题多有讨论，提出健康空调是今后空调的发展方向。 但究竟什么是健康的空调，怎样去实现健康舒适的空调，关于这个问题，舒适100也进行了一些分析，指出全空气系统是最佳的空调系统，它可以实现对建筑热湿控制及空气品质的全面控制，同时也为充分利用自然资源，进行全新风运行提供条件。 加大新风量是实现良好空气品质的最好方法，只从空气品质的角度来说，进行全新风运行的空调系统才是最好的系统，可是由此带来的能量消耗确实是非常大的。根据武汉的气象资料计算，当室内设计值在26℃，60%时，对于公共建筑，处理1m3/h新风量，整个夏季需要投入的冷能能耗累计约9.5kw·h左右。可见加大新风量后，能量消耗就有很大增加。因此，需要在新风与排风之间加设能量回收设备。 1 目前市场上的能量回收设备有两类： 一类是显热回收型，一类是全热回收型。显热回收型回收的能量体现在新风和排风的温差上所含的那部分能量；而全热回收型体现在新风和排风的焓差上所含的能量。单从这个角度来说，全热性回收的能量要大于显热回收型的能量，这里没有考虑回收效率的因素。因此全热回收型是更加节能的设备。 按结构分，热回收器分为以下几种： （1）回转型热交换器

（2）热回收环热交换器 （3）热管式热交换器 （4）静止型板翅式热交换器 在以上几种热交换器中，热回收环型和热管型一般只能回收显热。回转型是一种蓄热蓄湿型的全热交换器，但是它有转动机构，需要额外的提供动力。而静止型板翅式全热交换器属于一种空气与空气直接交换式全热回收器，它不需要通过中间媒质进行换热，也没有转动系统，因此，静止型板翅式全热交换器（也叫固定式全热交换器）是一种比较理想的能量回收设备。 2 固定式全热交换器的性能 2.1 固定式全热交换器 固定式全热交换器是在其隔板两侧的两股气流存在温差和水蒸 气分压力差时，进行全热回收的。它是一种透过型的空气——空气全热交换器。 这种交换器大多采用板翅式结构，两股气流呈交叉型流过热交换器，其间的隔板是由经过处理的、具有较好传热透湿特性的材料构成。 2.2 三种效率的定义 全热交换器的性能主要通过显热、湿交换效率和全热交换效率来评价，它们的计算公式为： 显热交换效率：SE= 湿交换效率：ME= 全热交换效率：EE=

热质交换原理与设备习题答案

第一章 第一章 绪论 1、答：分为三类。动量传递：流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）； 热量传递：温度梯度的存在（或温度分布不均匀）； 质量传递：物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）。 第二章 热质交换过程 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：,,A A A B B B A A B B m u m u m e u e u ρρ===+ 以扩散速度表示的质量通量：(),(),A A A B B B B A B j u u j u u u j j j ρρ=-=-=+ 以主流速度表示的质量通量：1()() A A A A B B A A B e u e e u e u a m m e ?? =+=+???? 2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为22C O CO +=，即为1摩尔的C 与1摩尔的2O 反应，生成1摩尔的2CO ，所以2O 与2CO 通过碳粒表面边界界层的质扩散为等摩尔互扩散。 3、答：当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量和质量的传递现象。动量、热量和质量的传递，（既可以是由分子的微观运动引起的分子扩散，也可以是由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递） 动量传递、能量传递和质量传递三种分子传递和湍流质量传递的三个数学关系式都是类似的。 4、答：将雷诺类比律和柯尔本类比律推广应用于对流质交换可知，传递因子等于传质因子 ①22 3 3 r P 2m H D t t c G J J S S S ===?=? ② 且可以把对流传热中有关的计算式用于对流传质，只要将对流传热计算式中的有关物理 参数及准则数用对流传质中相对应的代换即可，如：r ,,,P ,,m c u h t t t c a D D S N S S S λ?????? ③当流体通过一物体表面，并与表面之间既有质量又有热量交换时，同样可用类比关系由传 热系数h 计算传质系数m h 2 3 m h h Le e φ-=? 5：答：斯密特准则 c i v S D = 表示物性对对流传质的影响，速度边界层和浓度边界层的相对关系 刘伊斯准则r P c v S D a Le v D a === 表示热量传递与质量传递能力相对大小 热边界层于浓度边界层厚度关系 6、从分子运动论的观点可知：D ∽3 1 2 p T - 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： 若在压强 5 001.01310,273P Pa T K =?=时各种气体在空气中的扩散系数0D ，在其他P 、T 32 00 0P T D D P T ??= ??? （1）氧气和氮气：

新风换气机原理

新风换气机工作原理 （型号：YH--600） 全热新风换气机的核心器件是全热交换器，室内排出的污浊空气和室外送入的新鲜空气既通过传热板交换温度，同时又通过板上的微孔交换湿度，从而达到既通风换气又保持室内温、湿度稳定的效果。这就是全热交换过程。当全热交换器在夏季制冷期运行时，新风从排风中获得冷量，使温度降低，同时被排风干燥，使新风湿度降低；在冬季运行时，新风从排风中获得热量，使温度升高，同时被排风加湿。

新风换气机是一种将室外新鲜气体经过过滤、净化，热交换处理后送进室内，同时又将室内受污染的有害气体经过过滤、净化。热交换处理后排出室外，而室内的温度基本不受新风影响的一种高效节能，环保型的高科技产品。 一、新风换气机大基本结构 新风换气机主要由热交换系统、动力系统、过滤系统、控制系统、降噪系统及箱体组成。 1、热交换系统 目前，无论在国内或是国外，在新风换气机上采用的热交换器有静止和旋转两种形式其中转轮式热交换器也属于旋转式类型。从正常使用和维护角度出发，静止式优于旋转式，但大于2×10000m3/h的大型机来说，一般只能靠转轮式热交换器才能实现，因此可以说静止式和旋转式各有优缺点。 为了易于布置设备内的气流通道，以缩小整机体积，新风换气机采用了叉流、静止板式热交换器。亦即：冷热气体的运动方向相互垂直，其气流属于湍流边界层内的对流换热性质。 因此充分的热交换可以达到较高的节能效果。 2、动力系统 新风换气机动力部分采用的是高效率、降噪音风机。将经过过滤、净化和热交换处理后的室外新鲜空气强制性送入室内，同时把经过过滤，净化和热交换处理后的室内有害气体强制性排出室外。 3、过滤系统 新风换气机的过滤系统分为初效、中效、亚高效和高效四种过滤器。换气机在两个进风口处分别设置空气过滤器，可有效过滤空气中的灰尘粒子、纤维等杂质，有效地阻止室外空气中的尘埃等杂质进入室内达到净化的目的，并确保主机的热交换部件被污物附着而影响设备性能。 4、控制系统 ①新风换气机选用可靠的电器组件，以安全可靠长寿名运行实现不同风量的

热交换新风机工作原理

热交换新风机工作原理 进入21世纪，随着城市PM2.5的不断加剧，在空气净化行业出现了一颗炙手可热的新星——热交换新风机。那么，热交换新风机的工作原理是怎样的呢？ 热交换新风机是一种高效节能型空调通风装置，其核心功能是利用室内、外空气的温差和湿差,通过能量回收机芯良好的换能特性，在双向置换通风的同时，产生能量交换，使新风有效获取排风中的可用物质，从而大大节约了新风预处理的能耗，达到节能换气的目的，其节能效果非常显著。 夏季，使用全热交换器时通过热交换芯体把室外将室内的炎热、潮湿空气中的温度和湿度，传导至排出室外的室内凉爽、干燥、污浊的空气中去。 冬季，使用热交换器换气时，通过热交换芯体用室内温度的污浊空气中的温度预热将要送入室内的室外寒冷的新鲜空气。并将湿气一并导入将要送入室内的室外干燥的空气中。 广州快净环保科技有限公司生产的快净热交换新风机作为当前最受欢迎的新风系统，拥有非常突出的优势，主要包括以下几点： 一、换热效率高。产品采用先进的逆流结构设计，能够大大的提高换热效率； 二、外形紧凑小巧。全热交换器的外形为六边形，降低了模块的厚度，特殊的通风孔道有利于模块比交叉流机芯做得更短； 三、性能稳定、无需清洁。通风孔道采用了流线设计，可以有效地防止着尘，无需对交叉流机芯进行定期的清洁； 四、使用寿命长。采用了ABS框架结构，非常坚固而耐用，使用寿命相比交叉流机芯增加了一倍。 热交换新风机适用范围: 适合于住宅、写字楼、宾馆、医院、实验室、机房、棋牌室、餐饮、办公、娱乐几乎所有场所，可以根据不同户型面积、人口数量、周边环境设计不同方案，适合各种建筑和人群。 空气是每个人每时每刻都要呼吸的必需品，如果离开清新、自然的空气我们的生活将面临很多健康安全问题，只有保证室内良好的空气质量，才能营造更为舒适健康的居住环境，热交换新风机运用高新技术，可以轻松帮你实现室内空气流通，让您畅享自然健康生活。

热质交换原理与设备

1、有空气和氨组成的混合气体，压力为2个标准大气压，温度为273K，则空气向氨的扩散系数是1。405*10-5 m2/s。 2、当表冷器的表面温度低于空气的露点湿度时，就会产生减湿冷却过程。 3、某一组分的速度与整体流动的平均速度之差，成为该组分的扩散速度。 4、冷却塔填料的作用是将进塔的热水尽量细化，增加水和空气的接触面，延长接触时间，增进水汽之间的热值交换延长冷却水停留时间，增加换热面积，增加换热量，均匀布水。 5、刘伊斯关系式文中叙述为h/h mad=Cp刘伊斯关系式文中叙述为即在空气一水系统的热质交换过程中，当空气温度及含湿量在实用范围内变化很小时，换热系数与传质系数之间需要保持一定的量值关系，条件的变化可使这两个系数中的某一个系数增大或减小，从而导致另一系数也相应地发生同样的变化。 6、一套管换热器、谁有200℃被冷却到120℃，油从100℃都被加热到120℃，则换热器效能是25% 。 7、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。 8、当流体中存在速度、温度、和浓度的梯度时，就会分别产生动量、热量和质量的传递现象。 9、锅炉设备中的过热器、省煤器属于间壁式式换热器。 10、潜热交换是发生热交换的同时伴有质交换（湿交换）空气中的水蒸气凝结（或蒸发）而放出（或吸收）汽化潜热的结果。 11、有一空气和二氧化碳组成的混合物，压力为3个标准大气压，温度为0℃，则此混合物中空气的质扩散系数为0.547*10-5m2/s。 12、一管式逆流空气加热器，平均换热温差为40℃，总换热量位40kW，传热系数为40W/(m2.℃)则换热器面积为25m2。 13、流体的粘性、热传导性和质量扩散通称为流体的分子传递性质。 14、当流场中速度分布不均匀时，分子传递的结果产生切应力；温度分布不均匀时，分子传递的结果产生热传导；多组分混合流体中，当某种组分浓度分布不均匀时，分子传递的结果会产生该组分的质量扩散；描述这三种分子传递性质的定律分别是牛顿粘性定律、傅里叶定律、菲克定律。 15、热质交换设备按照工作原理不同可分为间壁式、直接接触式、蓄热式、热管式等类型。表面式冷却器、省煤器、蒸发器属于间壁式，而喷淋室、冷却塔则属于直接接触式。 16、热质交换设备按其内冷、热流体的流动方向，可分为_顺流_式、逆流_式、_混合流_式和_叉流_式。工程计算中当管束曲折的次数超过_4__次，就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。 17、_温差_是热量传递的推动力，而_焓差_则是产生质交换的推动力。 18、质量传递有两种基本方式：分子传质和对流传质，分子扩散和对流扩散的总作用称为对流传质 19、相对静坐标的扩散通量称为以绝对速度表示的质量通量，而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为以扩散速度表示的质量通量。 20、麦凯尔方程的表达式为：hw （ti –tw）=hmd(i-i i)，它表明当空气与水发生直接接触，热湿交换同时进行时。总换热量的推动力可以近似认为是湿空气的传热系数与焓差驱动力的乘积 21、相际间对流传质模型主要有薄膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。 22、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。 23、用吸收、吸附法处理空气的优点是_独立除湿。 24、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_。

热交换器原理与设计期末复习重点

热交换器原理与设计 题型：填空20％名词解释（包含换热器型号表示法）20％ 简答10％计算（4题）50％ 0 绪论 热交换器：将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。(2013-2014学年第二学期考题[名词解释]) 热交换器的分类：按照热流体与冷流体的流动方向分为：顺流式、逆流式、错流式、混流式 按照传热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式。(2013-2014学年第二学期考题[填空]) 1 热交换器计算的基本原理（计算题） 热容量（W＝Mc）：表示流体的温度每改变1℃时所需的热量 温度效率（P）：冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率(2013-2014学年第二学期考题[名词解释]) 传热有效度（ε）：实际传热量Q与最大可能传热量Q max之比2 管壳式热交换器 管程：流体从管内空间流过的流径。壳程：流体从管外空间流过的流径。 <1-2>型换热器：壳程数为1，管程数为2 卧式和立式管壳式换热器型号表示法（P43）(2013-2014学年第二学期考题[名词解释]) 记：前端管箱型式:A——平盖管箱B——封头管箱

壳体型式:E——单程壳体F——具有纵向隔板的双程壳体H——双分流 后盖结构型式:P——填料函式浮头 S——钩圈式浮头 U——U形管束 管子在管板上的固定：胀管法和焊接法 管子在管板上的排列：等边三角形排列（或称正六边形排列）法、同心圆排列法、正方形排列法，其中等边三角形排列方式是最合理的排列方式。(2013-2014学年第二学期考题[填空]) 管壳式热交换器的基本构造：⑴管板⑵分程隔板⑶纵向隔板、折流板、支持板⑷挡板和旁路挡板⑸防冲板 产生流动阻力的原因：①流体具有黏性，流动时存在着摩擦，是产生流动阻力的根源；②固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。 热交换器中的流动阻力：摩擦阻力和局部阻力 管壳式热交换器的管程阻力：沿程阻力、回弯阻力、进出口连接管阻力 管程、壳程内流体的选择的基本原则：（P74） 管程流过的流体：容积流量小，不清洁、易结垢，压力高，有腐蚀性，高温流体或在低温装置中的低温流体。(2013-2014学年第二学期考题[简答])

热质交换原理与设备知识点考题

填空题 1、有空气和氨组成的混合气体，压力为2个标准大气压，温度为273K，则空气向氨的扩散系数是1。405*10-5 m2/s。 有空气和氨组成的混合气体，压力为4个标准大气压，温度为273K，则空气向氨的扩散系数是m2/s。 2、有一空气和二氧化碳组成的混合物，压力为3个标准大气压，温度为0℃，则此混合物中空气的质扩散系数为0.547*10-5m2/s。 3、喷雾室是以实现雾和空气在直接接触条件下的热湿交换。 4、当表冷器的表面温度低于空气的露点湿度时，就会产生减湿冷却过程。 5、某一组分的速度与整体流动的平均速度之差，成为该组分的扩散速度。 2、冷凝器的类型可以分为水冷式,空气冷却式( 或称风冷式) 和蒸发式三种类型. 3、根据冷却介质的不同，冷凝器可以分为、和三类。 （水冷，空冷，水—空气冷却以及靠制冷剂蒸发或其他工艺介质进行冷却的冷凝器。） 3、冷却塔填料的作用是延长冷却水停留时间，增加换热面积，增加换热量.。均匀布水。将进塔的热水尽量细化，增加水和空气的接触面，延长接触时间，增进水汽之间的热值交换 4、冰蓄冷空调可以实现电力负荷的调峰填谷(均衡)。 5、吸附式制冷系统中的脱附—吸附循环装置代替了蒸汽制冷系统中的压缩机装置。 6、刘伊斯关系式文中叙述为h/h mad=Cp刘伊斯关系式文中叙述为即在空气一水系统的热质交换过程中，当空气温度及含湿量在实用范围内变化很小时，换热系数与传质系数之间需要保持一定的量值关系，条件的变化可使这两个系数中的某一个系数增大或减小，从而导致另一系数也相应地发生同样的变化。 7、一套管换热器、谁有200℃被冷却到120℃，油从100℃都被加热到120℃，则换热器效能是25% 。 8、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。 9、吸收式制冷机可以“以热制冷”，其向热源放热Q1，从冷热吸热Q2，消耗热能Q0，则其性能系数COP= Q1-Q2/Qo 。 10、冬季采暖时，蒸发器表面易结霜，融霜的方法有电除霜、四通阀换相除霜、排气温度除霜 1、当流体中存在速度、温度、和浓度的梯度时，就会分别产生动量、热量和质量的传递现象。 2、锅炉设备中的过热器、省煤器属于间壁式式换热器。 4、总压力为0.1MPa的湿空气，干球温度为20℃，湿球温度为10℃，则其相对湿度为。 6、某翅片管换热器，表面对流换热系数位10W/m2·K，翅片表面温度为50℃，表面流体温度为30℃，翅片效率为2.5，则换热器的热流密度为W/m2。 12、一管式逆流空气加热器，平均换热温差为40℃，总换热量位40kW，传热系数为40W/(m2.℃)则换热器面积为25m2。 8、潜热交换是发生热交换的同时伴有质交换（湿交换）空气中的水蒸气凝结（或蒸发）而放出（或吸收）汽化潜热的结果。 1、流体的粘性、热传导性和质量扩散通称为流体的分子传递性质。 2、当流场中速度分布不均匀时，分子传递的结果产生切应力；温度分布不均匀时，分子传递的结果产生热传导；多组分混合流体中，当某种组分浓度分布不均匀时，分子传递的结果会产生该组分的质量扩散；描述这三种分子传递性质的定律分别是牛顿粘性定律、傅里叶定律、菲克定律。

全热交换器技术参数

全热交换器技术参数 1.概述 1.1 工作原理 XFHQ系列全热交换器采用先进科技及工艺，芯体用特殊纸质经过化学处理加工而成，对温度、湿度、冷热能量回收起到最佳效果。 高效换热芯体，当室内空调排风与室外新风分别呈交叉方式流经换热芯体时，由于平隔板两侧气流存在温度差，产生传热，夏季运行时，新风从空调排风获得冷能，使温度降低；在冬季运行时，新风从空调排风中获得热能，使温度升高，这样通过换热芯体的热交换过程使新风从空调排风中回收了能量。 1.2特点 双向换气功能 将室外新风空气经过过滤后送入室内的同时，将室内污浊空气排出室外，彻底改善室内空气品质； 静音设计 内置空调专用低噪音离心风机，机箱内部覆有高效的吸音材料，全静音设计，人性化体现； 能量回收 机组内置高效的热交换器，将排出去的室内空气与送进来的室外空气进行冷热交换，在提供舒适温度空气的同时回收能量，节约能源； 控制方便 电气系统采用二次回路设计，使用开关面板，启动停止机组安全快速简单，可选择远程集中控制系统，与多联机室内机联网控制。 317

MDV4+i 直流变频智能多联中央空调 318 1.3 命名法 A,B,……Z 设计序列 S-三相，单相缺省 Z-纸芯式、L-轮转式、P-普通式 D-吊顶式、L-立柜式 新风量，单位100m 3 /h XFH-显换热式新风机 XFHQ-全换热式新风机

MDV4+i直流变频智能多联中央空调 2.参数 2.200~1200m3/h的产品采用发泡风道，具备旁通功能；2500~12000m3/h机型不带网络集中控制功能。 3.表中噪音是在额定静压安装条件半消音室测得，实际使用条件下的运行噪音可能高于此值，请根据设计安装具体条件，考虑相应的消音措施。 319

热质交换原理与设备第三版重点总复习

热质交换原理与设备第三版重点总复习 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

一、填空题（共30分） 1、流体的粘性、热传导性和_质量扩散性__通称为流体的分子传递性质。 2、当流场中速度分布不均匀时，分子传递的结果产生切应力；温度分布不均匀时，分子传递的结果产生热传导；多组分混合流体中，当某种组分浓度分布不均匀时，分子传递的结果会产生该组分的_质量扩散_；描述这三种分子传递性质的定律分别是___牛顿粘性定律___、傅立叶定律_、_菲克定律_。 3、热质交换设备按照工作原理不同可分为_间壁式、_混合式_、_蓄热式_和热管式等类型。表面式冷却器、省煤器、蒸发器属于__间壁_式，而喷淋室、冷却塔则属于_混合式。 3、热质交换设备按其内冷、热流体的流动方向，可分为___顺流__式、_逆流__式、__叉流___式和__混合_____式。工程计算中当管束曲折的次数超过___4___次，就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。 5、__温度差_是热量传递的推动力，而_浓度差_则是产生质交换的推动力。 6、质量传递有两种基本方式：分子扩散和对流扩散，两者的共同作用称为__对流质交换__。 7、相对静坐标的扩散通量称为绝对扩散通量，而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为相对扩散通量。 8、在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中的组分A和组分B发生互扩散，其中组分A向组分B的质扩散通量m A与组分A的_浓度 梯度成正比，其表达式为 s m kg dy dC D m A AB A ? - =2 ；当混合物以某一质平均速度V移动 时，该表达式的坐标应取___随整体移动的动坐标__。 9、麦凯尔方程的表达式为： ()dA i i h dQ d md z - =，它表明当空气与水发生直接接触，热 湿交换同时进行时。总换热量的推动力可以近似认为是湿空气的焓差。1、有空气和氨组成的混合气体，压力为2个标准大气压，温度为273K，则空气向氨的扩散系数是×10-5 m2/s。 3、喷雾室是以实现雾和空气在直接接触条件下的热湿交换。 4、当表冷器的表面温度低于空气的露点湿度时，就会产生减湿冷却过程。 5、某一组分的速度与整体流动的平均速度之差，成为该组分的扩散速度。 6刘伊斯关系式是 h/h mad=Cp。 2、冷凝器的类型可以分为水冷式,空气冷却式 ( 或称风冷式 ) 和蒸发式三种类型.

容积式热交换器的工作原理

容积式热交换器的工作原理1.自动控温节能型容积式热交换器，它充分利用蒸汽能源，高效、节能是一种新型热水器。普通热交换器一般需要配置水水热交换器来降低蒸汽凝结水温度以便回用。而节能型热交换器凝结出水温度在75℃左右，可直接回锅炉房重复使用。这样减少了设备投资，节约热交换器机房面积，从而降低基建造价：因此节能型容积式热交换器深受广大设计用户单位欢迎。 2.节能型容积式热交换器工作原理详图示。有立式、卧式两种类型，其技术参数详后项图表，本厂生产规格齐全，还可按用户单位特殊需要设计、加工。 3.本热交换器适用于一般工业及民用建筑的热水供应系统。热媒为蒸汽，加热排管工作压力为＜0.6MPa,壳体工作压力为0～1.6MPa，出口热水温度为65℃。 4.节能型容积式热交换器，壳体材料有三种：碳素钢Q235-A、B，不锈钢IGr18Ni9Ti,碳素钢内衬铜，U型管材料有，紫铜管T2及不锈钢管ICr18Ni9Ti，可按需要加以选用。 5.卧式节能型式为钢制鞍式支座。与国际S154、S165相同。立式为柱脚支座。 6.热交换器必须设置安全装置，下列三种安全装置可选择其中一种装设于交换器上： (1)在交换器顶装安全阀，安全阀压力须与热交换器的最高工作压力相适应(向安全阀生产厂订货时需加以申明)。安全阀的安装与使用应符合劳动人事部《压力容器安全技术监督规程》的规定。 (2)在交换器顶部装设接通大气的引出管(在有条件的场合)。 (3)设膨胀水箱，与水加热器相连，以放出膨胀水量。 7.若水中含有硬度、盐类，使用热交换器时，器壁和管壁会形成水垢，导致换热率降低，能耗增加，因而影响使用，故应采用一定的软化措施。 8.钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水水质良好。钢壳内衬铜的厚度一般为 1.2mm。钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。此阀除非定期检修是绝对不能取消的。部分真空的形成原因可能是排水不当，低水位时从热交换器抽水过度，或者排气系统不良。水锤或突然的压力降也是造成负压的原因。 信息来源：51承压设备论坛https://www.wendangku.net/doc/2715500897.html, 原文链接：https://www.wendangku.net/doc/2715500897.html,/thread-25638-1-1.html

热质交换原理与设备整理版

一 当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量、和质量的传递现象。 二 单位体积混合物中某成分的质量称为该组分的质量浓度，以符号ρ表示。 组分的实际速度，称为绝对速度。 相对主体流动速度的移动速度，称为扩散速度。 绝对速度=主体流动速度+扩散速度 与热量传递中的导热和对流传热类似，质量传递的方式亦分为分子传质和对流传质。 分子传质又称为分子扩散，简称为扩散，它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。 对流传质是指壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。 凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象，称为紊流扩散。 斐克定律： 在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中组分A 和组分B 将发生扩散。其中组分A 向组分B 的扩散通量与组分A 的浓度梯度成正比，这就是扩散基本定律——斐克定律： 斐克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程，其传递的速度即为扩散速度u A -u （或u A -u m ） 在气体扩散过程中，分子扩散有两种形式，即双向扩散（反方向扩散）和单项扩散（一组分通过另一停滞组分的扩散）。 等分子反方向扩散：设由A 、B 两组分组成的二元混合物中，组分A 、B 进行反方向扩散，若二者扩散的通量相等，则成为等分子反方向扩散。 液体中的稳态扩散过程： 液体中的分子扩散速率远远低于气体中的分子扩散速率，其原因是由于液体分子之间的距离较近，扩散物质A 的分子运动容易与邻近液体B 的分子相碰撞，使本身的扩散速率减慢。 常见有两种情况：即组分A 与组分B 的等分子反方向扩散 及 组分A 通过停滞组分B 的扩散。 固体中的稳态扩散过程： 固体中的扩散，包括气体、液体、 1 当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量、和质量的传递现象。 du dy τμ=- 表示两个作直线运动的流体层之间的切应力正比于垂直运动方向的速度变化率。不同的流体有不同的传递动量的能力，这种性质用流体的动力黏性系数μ来反映，其物理意义可以理解为，它表征了单位速度梯度作用的切应力，反映了流体黏性滞性的动力性质，因此称它为“动力”黏性系数。τ，表示单位时间内通过单位面积传递的动量，又称动量通量密度，N/㎡ dt q dy λ=-,q 为热量通量密度，或能量通量密度，表示单位时间内通过单位面积传递的热

热交换器原理与设计样题

南京工程学院试卷（1） 1、在以多流程等复杂方式流动的热交换器中，通常先按（ 后乘以考虑因其流动方式不同而引入的修正系数来确定其对数平均温差。 a.纯叉流；b.纯顺流；c.纯逆流。 3、采用空气预热器回收烟气中余热，采用热管式换热器，管子上加翅片，翅片应该（ ） a.（氐而厚 b.高而薄 c 低而薄 二、问答题（本题4小题,每题8分，共32分） 1、对两种流体参与换热的间壁式换热器，其基本流动式有哪几种？说明流动形式对换热器热 力工作性能的影响?（ 8分） 课程所属部门: 考试方式: 开卷 20 /20 学年 第2学期 共5页第1页 能源与动力学院 课程名称：热交换器原理与设计 使用班级: 热能与动力工程（核电站集控运行） 题号 一一一 -二 二 -三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 、选择题（本题3题,每题3分,共9 分） ）算出对数平均温差，然 2、下图所示的换热器，是（ ）型管壳式换热器。 主管领导批准: 命 题人：张翠珍 教研室主任审核: 本题 得分 a. 2-1 b. 1-2 c 2-2 本题 得分

南京工程学院试卷共5页第2页 2、试述平均温差法（LMTD法）和效能一传热单元数法（&-NTU法）在换热器传热计算中各自的特点？（8分） 3、简述吸液芯热管的工作过程。（8分）

南京工程学院试卷 共5页 第3页 4、对管壳式换热器来说，两种流体在下列情况下，何种走管内，何种走管外？ ⑴清洁与不清洁的；（2）腐蚀性大与小的；⑶温度高与低的；（4）压力大与小的； （5）流 量大与小的；（6）粘度大与小的。 （8分） 1 名 ■ 1 1 i 1 i i i i i 姓 i 号 i i i i i ■ 1 i i i 学 ■级 1 i i i i i i 班 i I 1 i i i i 三、思考题（本题2小题,每题15分，共30 分） 1、在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情况 下加保温层反而会强化其传热然而加肋片反而会削弱其传热？ （ 15分） 2、热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。经过一段时 间后，两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系 数影响较大？为什么？（ 15分）

热交换器原理与设计

绪论 1. 2.热交换器的分类： 1）按照材料来分：金属的，陶瓷的，塑料的，是摸的，玻璃的等等 2）按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。3）按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式，逆流式，错流式，混流式 4）按照传送热量的方法来分：间壁式，混合式，蓄热式 恒在壁的他侧流动，两种流体不直接接触，热量通过壁面而进行传递。 过时，把热量储蓄于壁内，壁的温度逐渐升高；而当冷流体流过时，壁面放出热量，壁的温度逐渐降低，如此反复进行，以达到热交换的目的。 第一章 1.Mc1℃是所需的热量，用W表示。两种流体在热交换器内的温度变化与他们的热容量成反比；即热容量越大，流体温度变化越小。 2.W—对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。 4.顺流和逆流情况下平均温差的区别：在顺流时，不论W1、W2值的大小如何，总有μ＞０，因而在热流体从进口到出口的方向上，两流体间的温差△t总是不断降低；而对于逆流，沿着热流体进口到出口方向上，当W1＜W2时，μ＞０，△t不断降低，当W1＞W2时，μ＜０，△t不断升高。 5.P（定义式P12） 物理意义：流体的实际温升与理论上所能达到的最大温升比，所以只能小于1。 6.R—冷流体的热容量与热流体的热容量之比。（定义式P12） 7.从φ值的大小可看出某种流动方式在给定工况下接近逆流的程度。除非处于降低壁温的目的，否则最好使φ＞0.9，若φ＜0.75就认为不合理。 （P22 例1.1） 8.所谓Qmax是指一个面积为无穷大且其流体流量和进口温度与实际热交换器的流量和进口温度相同的逆流型热交换器所能达到的传热量的极限值。 9.实际传热量Q与最大可能传热量Qmaxε表示，即ε=Q/Qmax。意义：以温度形式反映出热、冷流体可用热量被利用的程度。 10.根据ε的定义，它是一个无因次参数，一般小于1。其实用性在与：若已知ε及t1′、t2′时，就可很容易地由Q=εW min(t1′-t2′)确定热交换器的实际传热量。 11.带翅片的管束，在管外侧流过的气体被限制在肋片之间形成各自独立的通道，在垂直于 流动方向上（横向）不能自由运动，也就不可能自身进行混合，

新风全热交换原理

全热交换器工作原理就是一种将室外新鲜气体经过过滤、净化,热交换处理后送进室内,同时又将室内受污染的有害气体进行热交换处理后排出室外,而室内的温度基本不受新风影响的一种高效节能,环保型的高科技产品。 工作原理:全热交换器的核心器件就是全热交换芯体,室内排出的污浊空气与室外送入的新鲜空气既通过传热板交换温度,同时又通过板上的微孔交换湿度,从而达到既通风换气又保持室内温、湿度稳定的效果。这就就是全热交换过程。当全热交换器在夏季制冷期运行时,新风从排风中获得冷量,使温度降低,同时被排风干燥,使新风湿度降低;在冬季运行时,新风从排风中获得热量,使温度升高,同时被排风加湿。 全热交换器主要由热交换系统、动力系统、过滤系统、控制系统、降噪系统及箱体组成。 1、热交换系统 目前,无论在国内或就是国外,在全热交换器上采用的热交换器有静止与旋转两种形式其中转轮式热交换器也属于旋转式类型。从正常使用与维护角度出发,静止式优于旋转式,但大于2×10000m3/h 的大型机来说,一般只能靠转轮式热交换器才能实现,因此可以说静止式与旋转式各有优缺点。 为了易于布置设备内的气流通道,以缩小整机体积,全热交换器采用了叉流、静止板式热交换器。亦即:冷热气体的运动方向相互垂直,其气流属于湍流边界层内的对流换热性质。 因此充分的热交换可以达到较高的节能效果。 2、动力系统 全热交换器动力部分采用的就是高效率、降噪音风机。将经过过滤、净化与热交换处理后的室外新鲜空气强制性送入室内,同时把经过过滤,净化与热交换处理后的室内有害气体强制性排出室外。 3、过滤系统 全热交换器的过滤系统分为初效、中效、亚高效与高效四种过滤器。换气机在两个进风口处分别设置空气过滤器,可有效过滤空气中的灰尘粒子、纤维等杂质,有效地阻止室外空气中的尘埃等杂质进入室内达到净化的目的,并确保主机的热交换部件不被污物附着而影响设备性能。 4、控制系统 ①全热交换器选用可靠的电器组件,以安全可靠长寿命运行实现不同风量的控制。 ②根据不同的使用环境选配不同的控制方式。 ③可实现自动、定时、预置。 5、降噪系统 全热交换器主机外壳内侧粘贴聚乙烯发泡材料,钣金件结合处有长效密封材料,可有效的降低整机的噪音。 6、外壳 全热交换器外壳采用柜架结构。分别采用冷板喷塑、不锈钢板等不同材质,亦可根据用户实际需求选择不同材质加工。 全热交换器的功能 1、过滤净化空气,保证室内的空气品质。 2、保证室内的冷热负荷(温度)基本不受新风的影响。 全热交换器的特点 1、双向换气 室内外双向换气,新风与污风等量置换,根据客户要求可实现正负压操作;新风与排风完全隔开,彻底避免交叉感染发生。 2、过滤处理

《热质交换原理与设备》习题答案

第一章绪论 1、答：分为三类。动量传递：流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）； 热量传递：温度梯度的存在（或温度分布不均匀）； 质量传递：物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）。 2、解：热质交换设备按照工作原理分为：间壁式，直接接触式，蓄热式和热管式等类型。 ●间壁式又称表面式，在此类换热器中，热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量传 递任务，彼此不接触，不掺混。 ●直接接触式又称混合式，在此类换热器中，两种流体直接接触并且相互掺混，传递热量 和质量后，在理论上变成同温同压的混合介质流出，传热传质效率高。 ●蓄热式又称回热式或再生式换热器，它借助由固体构件（填充物）组成的蓄热体传递热 量，此类换热器，热、冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道，热流体先对其加热，使蓄热体壁温升高，把热量储存于固体蓄热体中，随即冷流体流过，吸收蓄热体通道壁放出的热量。 ●热管换热器是以热管为换热元件的换热器，由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于 壳体中，中隔板与热管加热段，冷却段及相应的壳体内穷腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。 3、解：顺流式又称并流式，其内冷、热两种流体平行地向着同方向流动，即冷、热两种流体由同一端进入换热器。 ●逆流式，两种流体也是平行流体，但它们的流动方向相反，即冷、热两种流体逆向流 动，由相对得到两端进入换热器，向着相反的方向流动，并由相对的两端离开换热器。 ●叉流式又称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉。 ●混流式又称错流式，两种流体的流体过程中既有顺流部分，又有逆流部分。 ●顺流和逆流分析比较： 在进出口温度相同的条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，顺流时，冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度，而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度，以此来看，热质交换器应当尽量布置成逆流，而尽可能避免布置成顺流，但逆流也

全热交换器新风系统原理和特点

全热交换器新风系统原理和特点 全热交换器新风系统原理和特点 全热交换器新风系统是新风系统的一种，新风系统分为单向流新风、双向流新风和全热交换器新风系统，它兼有新风系统众多优点，是最舒适、最节能的新风系统。 全热交换器新风系统原理： 热交换新风系统将整体平衡式通风设计与高效换热完美地结合在一起，系统配置了双离心式风机和整体式平衡风阀，系统从室外引入新鲜空气，经送风管道系统分配至各卧室、客厅，同时将从走廊、客厅等公共区域收集的室内混浊气流排出，在不开窗的情况下完成室内空气置换，提高室内空气品质。新风气流和从室内排出的混浊气流在新风系统内的热交换核心处进行能量交换，降低了从室外引入新鲜空气对室内舒适度、空调负荷的影响。另外，系统还可以根据人体舒适性需求配置智能化控制系统。 全热交换器新风系统特点： 1、空气过滤清晰：内置专业级空气过滤器，保证送入房间内的空气洁净清新。 2、超静音设计：主机风机采用超低噪音风机，设备内部采取高 效消音技术，工作噪音极低、无干扰。

3、超薄型易安装：机体特作超薄机型设计，给安装带来极大便利，可节省有限的建筑空间。 4、免维护设计：独特设计的气流通道，气流透过性好、风阻小，可长期连续使用，实现热交换主体免维护。 5、节能环保：由热交换进行换气，即便使用冷暖气也不会造成能量损耗，提供全方位的高效、节能的换气环境。 6、精工细作：设备部件均采用优质钢板、环保材料、铝合金框架，表面静电喷塑技术处理，质量上乘，美观精致；全热交换器新风系统适用范围: 全热交换器新风系统风量范围：150 －1000m3/h ，适合于住宅、写字楼、宾馆、医院、实验室、机房、棋牌室、餐饮、办公、娱乐几乎所有场所，可以根据不同户型面积、人口数量、周边环境设计不同方案，适合各种建筑和人群。 随着经济的高速发展，汽车尾气、工业废气、装修污染、气候恶化、城市热岛、建筑封闭等一系列问题影响着我们生活工作。空气是每个人每时每刻都要呼吸的必需品，如果离开清新、自然的空气我们的生活将面临很多健康安全问题，只有保证室内良好的空气质量，才能营造更为舒适健康的居住环境，全热交换器新风系统运用高新技术，可以轻松帮你实现室内空气流通，让您畅享自然健康生活。

《热质交换原理与设备》第三版重点、总复习

一、填空题（共30分） 1、流体的粘性、热传导性和_质量扩散性__通称为流体的分子传递性质。 2、当流场中速度分布不均匀时，分子传递的结果产生切应力；温度分布不均匀时，分子传递的结果产生热传导；多组分混合流体中，当某种组分浓度分布不均匀时，分子传递的结果会产生该组分的_质量扩散_；描述这三种分子传递性质的定律分别是___牛顿粘性定律___、傅立叶定律_、_菲克定律_。 3、热质交换设备按照工作原理不同可分为_间壁式、_混合式_、_蓄热式_和热管式等类型。表面式冷却器、省煤器、蒸发器属于__间壁_式，而喷淋室、冷却塔则属于_混合式。 3、热质交换设备按其内冷、热流体的流动方向，可分为___顺流__式、_逆流__式、__叉流___式和__混合_____式。工程计算中当管束曲折的次数超过___4___次，就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。 5、__温度差_是热量传递的推动力，而_浓度差_则是产生质交换的推动力。 6、质量传递有两种基本方式：分子扩散和对流扩散，两者的共同作用称为__对流质交换__。 7、相对静坐标的扩散通量称为绝对扩散通量，而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为相对扩散通量。 8、在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中的组分A和组分B发生互扩散， 其中组分A向组分B的质扩散通量m A与组分A的_浓度梯度成正比，其表达式为 s m kg dy dC D m A AB A ? - =2 ；当混合 物以某一质平均速度V移动时，该表达式的坐标应取___随整体移动的动坐标__。 9、麦凯尔方程的表达式为： ()dA i i h dQ d md z - = ，它表明当空气与水发生直接接触，热湿交换同时进行时。总换热 量的推动力可以近似认为是湿空气的焓差。1、有空气和氨组成的混合气体，压力为2个标准大气压，温度为273K，则空气向氨的扩散系数是1.405×10-5 m2/s。 3、喷雾室是以实现雾和空气在直接接触条件下的热湿交换。 4、当表冷器的表面温度低于空气的露点湿度时，就会产生减湿冷却过程。 5、某一组分的速度与整体流动的平均速度之差，成为该组分的扩散速度。 6刘伊斯关系式是h/h mad=Cp。 2、冷凝器的类型可以分为水冷式,空气冷却式( 或称风冷式) 和蒸发式三种类型. 3、冷却塔填料的作用是延长冷却水停留时间，增加换热面积，增加换热量.。均匀布水。将进塔的热水尽量细化，增加水和空气的接触面，延长接触时间，增进水汽之间的热值交换 4、冰蓄冷空调可以实现电力负荷的调峰填谷(均衡) 。 6、刘伊斯关系式文中叙述为h/h mad=Cp刘伊斯关系式文中叙述为即在空气一水系统的热质交换过程中，当空气温度及含湿量在实用范围内变化很小时，换热系数与传质系数之间需要保持一定的量值关系，条件的变化可使这两个系数中的某一个系数增大或减小，从而导致另一系数也相应地发生同样的变化。 7、一套管换热器、谁有200℃被冷却到120℃，油从100℃都被加热到120℃，则换热器效能是25% 。 8、总热交换是潜热交换和显热交换的总和。 9、吸收式制冷机可以“以热制冷”，其向热源放热Q1，从冷热吸热Q2，消耗热能Q0，则其性能系数COP= Q1-Q2/Qo 。 10、冬季采暖时，蒸发器表面易结霜，融霜的方法有电除霜、四通阀换相除霜、排气温度除霜 1、当流体中存在速度、温度、和浓度的梯度时，就会分别产生动量、热量和质量的传递现象。 2、锅炉设备中的过热器、省煤器属于间壁式式换热器。 3、大空间沸腾可以分为自然对流沸腾区、核态沸腾区、过度沸腾区和膜态沸腾区四个区域。 8、潜热交换是发生热交换的同时伴有质交换（湿交换）空气中的水蒸气凝结（或蒸发）而放出（或吸收）汽化潜热的结果。 10、有一空气和二氧化碳组成的混合物，压力为3个标准大气压，温度为0℃，则此混合物中空气的质扩散系数为0.547*10-5m2/s。 12、一管式逆流空气加热器，平均换热温差为40℃，总换热量位40kW，传热系数为40W/(m2.℃)则换热器面积为25 m2。 1、流体的粘性、热传导性和质量扩散通称为流体的分子传递性质。 2、当流场中速度分布不均匀时，分子传递的结果产生切应力；温度分布不均匀时，分子传递的结果产生热传导；多组分混合流体中，当某种组分浓度分布不均匀时，分子传递的结果会产生该组分的质量扩散；描述这三种分子传递性质的定律分别是牛顿粘性定律、傅里叶定律、菲克定律。 3、热质交换设备按照工作原理不同可分为间壁式、直接接触式、蓄热式、热管式等类型。表面式冷却器、省煤器、蒸发器属于间壁式，而喷淋室、冷却塔则属于直接接触式。 3、热质交换设备按其内冷、热流体的流动方向，可分为_顺流_式、逆流_式、_混合流_式和_叉流_式。工程计算中当