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： m A AU A M BBU B Ee A U A e B U B以扩散速度表示的质量通量：j AA（UA u ）, jB B（UBU ）U B , j j A j Be A u 1e A — G A U A e B U B ）a A （m A m B ） 以主流速度表示的质量通量：ee B Ua B （m A m B ）2、答：碳粒在燃烧过程中的反应式为 C °2 C°2，即为1摩尔的C 与1摩尔的。

2反应, 生成1摩尔的C °2,所以°2与C °2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 G2 2J H J D ~ S t P rS t mS C且可以把对流传热中有关的计算式用于对流传质，数及准则数用对流传质中C,a D,D,p r S c , N u S h, S t③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h m 7e①②参t只要将对流传热计算式中的有关物理 相对应的代换即可，如：S tI m热系数h 计算传质系数h m7、5:答：斯密特准则S cD i 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 Le 岂乂旦Pr V D刘伊斯准则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3 P 1T 2 6、从分子运动论的观点可知： ” 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:3 435.7T 2 10 4P (V A 3 V B 3)5 1.013 10 Pa,T 。

若在压强P o状态下的扩散系数可用该式计算 (1 ) 273K时各种气体在空气中的扩散系数D o ，在其他P 、T3P T 。

氧气和氮气： 3 310 m /(kg kmol) 103m 3/(kg kmol) 2982 . 1 1Y32 2825.6 31.1 435.7°2 N 232 2810 45 21.54 10 m / s (2) P F 0 1.0132 105 (25.63 31.13)2氨气和空气： 1.0132 105 Pa T 25 273 298K 1.0132 105Pa T 0 3 0.2 3 単^1.0132 273D(P A , PAJ RT z A 1A 2273K2 0.228cm /s 解:N A0.6 10 4 (16000 530°) 0.0259kmol/(m 2 s)8.314 298 10 108、解:250C 时空气的物性： 1.185kg/m,31.835 10 5Pa s,15.53 10 6m 2/s, D 00.22 10 4m 2/sd0.05F 0 D 073—0.25 10 4m 2/sT oRe u °dS c4 0.0862060515.53 10 615.53 10 6 旷 0.62 0.25 10 D用式子(2-153 )进行计算0.023 R^’S c 0.44 0.0230.830.44206050.6270.9570.95 0.25 10 0.08 0.0222 m/s设传质速率为G A , dG Ad(dx)h m ( As 2 A ) 4du 0(d A ) l dx 0 dU 0 A2 4h m A 1 A s A dU 0 , As A , -In 4h m 9、 解：20 0C 时的空气的物性: 1.205kg / m,3 3 T 2 1.81 105Pa s, 1.013 105 荷 293F —0 1.0132Re U o d 0.05 3 1.205 9990 v 1.81 10 51.81 10 5 S C 0.626 D 1.205 0.24 10 4（1） 用式 sh m 0.023 R e 0.83S c 0.44 计算 h m h m sh m D 0.023 99900.83 0.6260.44 d0.05 （2） 用式 sh 0.0395 R /4S 」 计算h mD 0.24 0.22 104 27310 4shD 0.0395(9990)34(0.626)3 0.24 10 4320.24 0.0187510 4m 2 /s0.01621m/s9 2du 0 A d A4h m A1A sA10、解：氨在水中的扩散系数D 1.24 10 m /s ，空气在标准状态下的物性为;1.293kg/m,3 1.72 10 5 Pa s, 3 Pr 0.708,C p 1.005 10 J /(kg k) S c1.72 10 1.293 1.24 1010727.74 由热质交换类比律可得 h mh h mh 21 Pr 3C p S c 2 2 L Pr 可 56 0.708 3c P S C 1.293 1001 10727.747.04 10 5m /s11、 解：定性温度为 物性=1.195kg/mt 25 20 t g 3, =15.295 查表得：D o =0.22D O F 0 T U 0 R eS c 用式sh m hm P T 。

20 22.5 C,此时空气的 10-6m7s 10 m/s, 25 0C 饱和水蒸汽的浓度 3298 = ---- ---- I 273 0.22 104 1.013 1.0132 20 2 23600 —1.195 3600314 0.0254 呃 9.48 O.02?1548815.295 10615.295 10-6 n p. D 0.25 10 4 °61 (2--153 )计算 0.023 R e 0.83S c 0.44 0.023 154880.834sh m D 55.66 0.24 10 0.2530.02383kg/m10 4m/s9.48m/s0.610.44 55.66, d 设传质速率为G A ，0.0255.566 10 2m/sdG A d(dx)h m (As A ) d 2U 0 (d 4A)ldxA s A iA 2 A s13、解：在稳定状态下，湿球表面上水蒸发所需的热量来自于空气对湿球表面的对流换热,A id_ 0.003 1.195 'id 1 0.003代入上面的式子得：A 2d —2.23g/kgA 1exp (d hm )du o20 °C 时，饱和水蒸汽的浓度3AS0.0179kg /mA i12、 R e 解：40 0C 时，空气的物性 比1 = 1.128kg/m 3, =16.96 10-6m 2/s2 10 16.96 X c 转折点出现在 10-6A 1.18 1065 105 1.18 106 104.24m 因此，对此层流---湍流混合问题，应用式（2-157 ） Sh L(0.037 R ,0'8 870)S c 3 查表2— 4得，定性温度为 35 0C 时, S c Sh L [0.037 (1.18 106)0'8 870] h mL D D o P 。

X P320.264 10 4m 2/sT。

30.641548.9Sh L D 1548.9 陛44.46 L 10 10 3m/snA h m A S A2 每m 池水的蒸发速率为 300C 时，AS 0.03037kg/m 3;40 0C 时，AS0.05116kg/m 3n A h m AS AS 4.46 10 3 (0.03037 0.5 0.05116) 2.14 10 53 33.57 10 kg/m0.01193kg/m 3331.13kg / m即可得以下能量守衡方程式 heT S )n H 2O h m (H2OsH2O )T Th fgh m / 7(H2OsH2O)h m 1 P r23又h C p S ch fg n H 2。

其中h fg 为水的蒸发潜热查附录2—1,当T S = 35°C 时，水蒸汽的饱和蒸汽压力FS 5808于是P s M H2O RTS5808 18 8314 30830.0408 kg / m14、解: 其中t 260C,t s r n H 2O20 0C r h m ( s 20 C时水蒸汽的饱和蒸汽压力PS 2330P a P S M H2O RTS 2338 18 8314 293 0.01727kgr 2454.3kJ/kg 26 °C ，时定性温度为 V 1t s2230C, 1.193kg/m' C p 1.005kJ /(kg k)h m 由奇科比拟知 d CpP L S c 0.741 d d=12.5g/kg P Trh mT S )1.197 1.005 0.6239.59 10 41.19326 20 0.0172742454700 9059 10CCO 2 15、解: PRT 1058314(273 25)30.04036 kmol / mC N 2C CO 2 M CO 2XCO 2CO 2N2 RTP N 2RT44C N 2105C N 2C CO 20.58314 298 28 105 8314 2981.776kg /mag CO2 0.611CO2 N23N20.389 16、解：(a)已知M A , M B ,X A X Ba AM AM A M B□A M A□A M A n B M BX A M AX A M A x B M Ba BM BM A M Bn B M Bn A M A n B M Bx B M BX A M A X B M B已知a B, a A,n A n A n Bm A兀m A m BM A M Ba A兀a A a BM A M Bm BX Bn B M Bn A n B m Am BM A M Ba B M B a A a BM A M Ba O2(b)X O2M O2 a N20.2692X Q M O2X N2M N2X CO2M CO2a co20.423132 28 44 0.30770皂.比2a N2a CO2若质量分数相等，则M O2M N2M CO2丄32丄丄丄32 28 440.3484X N20.3982 X CO20.253417、解; (a) °2, N2的浓度梯度沿垂直方向空气由上部向下部运动:(b) °2，N2的浓度梯度沿垂直方向空气由下部向上部运动，有传质过程。