第二章 部分习题答案
2-7．氢气和空气在总压力为，温度为25℃的条件下做等摩尔扩散，已知扩散率为Pa 5100132.1×s m 24106.0−×，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. 解：
2,12,224320.610160053008.314(27325)10100.0259(.)H H H P P D N RT Y mol m s −−−==×−=××+×=
∵与空气作等摩尔互扩散 ()s m mol ⋅2∴ N 空气=-N 氢气＝－0.0259
2-9．压力为 , 温度为20℃的空气在内径为50mm 的湿壁管中流动，流速为3m/s 液面往空气的扩散率Pa 5100132.1×s m D 2401022.0−×=，试分别用式和式计算表面传质系数并比较之。 44.083.0Re 023.0Sc Sh =33.075.0Re 0395.0Sc Sh =s m v 2510506.1−×=解：空气在20℃时的 996010506.105.03Re 5 =××==−υud
685.01022.010506.145
白菊醋0=××==−−D Sc υ
55
.40685.09960023.0Re 023.044.083.044
.083.0=××==Sc Sh
h m d D Sh h m 23.6436005
.01022.055.404
0=×××=⋅=− 72
.34685.099600395.0Re 0395.033.075.033
.075.0=××==Sc Sh
h m d D Sh h m 99.5436005
自由草>软轴泵.01022.072.344
0=×××=⋅=−
2-11．空气流入内径为25mm ，长1m 的湿壁管时参数为：压力，温度25℃，含湿量Pa 5100132.1×kg g 3h kg 20干空气。空气流量为。由于湿壁管外表面的散热，湿表面水温为20℃，试计算空气在管子出口处的含湿量为多少？ kg g d 3=解：根据空气20℃时，20=ϕ查焓湿图得﹪，查表得s m D 251055.2−×=。水表面的蒸汽分压强相当于水温20℃时的饱和压强，查水蒸气分压强可得Pa P A 23371,=，管口的水蒸气分压强： ，相当的空气分压强为：，Pa P A 4.46723372.01,=×= Pa P B 9898323371013201,=−=Pa P B 1008534.4671013202,=−=()
Pa P M B 10000098983100853ln 98983101320,=−= ()()
h m g s m kg h p P P P T R D m M B A A A A ⋅=⋅×=−=−227,2,1,29.11057.3 h g A m G A 101.01025.014.329.1=×××=⋅=
干空气kg g g G d d 005.320
101.03=+=+=′ s m 2-12．相当湿度为50﹪，温度为40℃湿空气以2的速度掠过长度为10m 的水池，水温为30℃，试计算每的池表面蒸发量为多少？ 2m s m 2510696.1−×=γ解：空气40℃时，，水蒸气饱和分压力为7381Pa 则水蒸气分压强5073812×=P ﹪；水面30℃时水蒸气饱和压强 Pa P 42452=Pa 36
91=555101079.1110696.1102Re >×=××==−γul s cm D 2022.0=查表2-2得空气平均温度为35℃
cm T T D D 25.12300264.027********.0=⎟⎠⎞⎜⎝⎛+×=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=
无尘清洗
642.0410264.01096.15
=−××==−D Sc γ
()5.22971079.11642.0037.0Re 037.08.05
33.08.033.0=×××==Sc Sh
s m l D Sh h m 0061.01010264.05.22974
=××=⋅=− ()()()()
h m kg P P T R h m w m w ⋅=+××−×=−⋅=221087.0302731883143600369142450061.0 2-25．一个半径为的球状液滴A 在静止的气体B 中蒸发，请导出A 的蒸发速率与A 的饱和压力0r ()[]sat A A P r P ,0=()[]r P A ，A 在半径R 处的分压，总压P 和其他必要分量之间的关系。假定液滴及混合物的压力P 和温度T 均恒定。 ()B A A A A N N y dr
dC D N ++−=0=B N 得 解：由A A A A N y dr
dC D N +−= ()
RI
P C r A A =∵()
P P y r A A = ()A r A A A N p
P dr dC RT D N +−=∴ ()()()dr
dP P P RT D N r A r A A −−= 则 扩散速率为，
常数=⋅=r A A A N G 24r A r π=()()()dr dP P P RT D r G N r A r A A A −−==2
4π ()()∫∫∞∞
−=00224r P r A r A
A dr dP r dr r G π 分离变量并积分()p
P P RT DP r G r A A 0ln 40−−=π 得()p P P RTr DP r p P P RT DP r r G N sat A r A A A ,2002
ln ln 440−−=−−==ππ 2-27．在夏天，空气温度是27℃，相对温度是30﹪。水从水池表面以每平方米表面积1()h m h kg 的速度蒸发，水温也是27℃。确定对流传质系数。
Pa P 36731=解：27℃的水蒸气饱和分压强；水蒸气分压强
302=P Pa 11023673=× ﹪()21P P T
R h m w w w −= ()h m P P t R m h w w m 9.531102367327327188314121=−+××=−=
∴ 2-28．据测定，在环境空气为干燥且温度是23℃时，直径为230mm 的水温可盛23℃的水的质量损失速率是s kg 15.0。
a.计算这种情况下的随两传质系数；
b.计算当环境空气的相对温度为50﹪时的蒸发质量损失速率；
c.在假定对流传质系数不便及环境空气干燥的情况下，计算当水和环境的温度都是47℃时的蒸发质量的损失速率
Pa P 29101=解：a.水温23℃时水蒸气饱和分压强，水蒸气分压强
02=P ()s m kg m w ⋅=×=22
612.323.04
15.0π ()21P P T
R h m w w w −= ()s m P P T R m h w w m 7.169291018831427323612.321=×+×=−=
b ． Pa P 29101=′5029101×=′P Pa 1455= ﹪()()s kg A P P T
2221m m 105.723.04
1455291018
83142967.169R h −×=××−×=⋅′−′π蒸发质量损失速率＝ Pa P 108561=′′02=′′P c ．水温47℃时水蒸气饱和分压强
()()s kg A P P T
518.023.04
01085618
83143207.169R h 221m m =××−×=⋅′′−′′π蒸发质量损失速率＝ 2-32．在四月份的一个冷天里，已知穿得很少的跑步者向的周围空气的对流导致的热损失率。跑步者的皮肤干燥，温度，三个月以后，跑步者以同样的速度跑，但是天气暖和湿润，，C T 010=∞W 2000C T S 30=C T 30=∞60=φ﹪。现在跑步者满身大汗， 。空气常物性，s m 5106.1−×=υC T 35=∞，()s m D AB 25103.2－＝水蒸气－空气×()k m w ⋅=026.0λ， ，7.0Pr = a ．夏天由于水蒸气的损失率是多少？
b ．夏天总的对流热损失是多少？
s m a 255
10286.27.0106.1Pr −−×=×==υa
υ=Pr 解：a. ，p C a ρλ=()K m J a C p ⋅=×==−35113710
286.2026.0λρ 则994.010
3.210286.255
=××==−−AB D a Le 由题意得
胶黏剂搅拌机
手动抽油泵h h h ＝＝夏冬冬冬＝t hA Q Δ ()K W t Q hA 10010302000＝－＝＝冬冬Δ则 s m Le C hA A h p
m 3232088.0994.01137100＝＝＝−−×ρ Pa P 58131= 35℃时水蒸气饱和分压强；空气为30℃时，水蒸气分压强
，35℃时Pa P 25471=Kg KJ 2418=γ
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议