空气调节习题及思考题.docx
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空气调节习题及思考题
空气调节习题及思考题
使用班级：
建筑环境与设备工程专业
编写时间：
2003.6
编写人员：
曲云霞、杨勇、赵淑敏
建筑环境与设备教研室
绪论
1．什么是空气调节？
列举空调的应用场所，试说出一些日常生活中采用的改善空气环境的简易办法？
2．空气调节的基本方法是什么？
3．指出生产工艺性空调和人员舒适性空调之间的异同点。
第一章湿空气的物理性质及其焓湿图
1．什么是理想气体状态方程式？
为什么理想气体状态方程式也适用于湿空气？
2．室内空气的压力是否就是室外的大气压力？
3．湿空气中的水蒸气分压力和饱和水蒸气分压力有什么不同？
4．相对湿度和含湿量有什么区别？
5．在冬季，窗户玻璃和有些外墙的内表面常会出现凝结水，试分析凝水产生的原因并提出改进的办法。
6．热湿比的物理意义是什么？
7．两种空气环境的相对湿度都一样，但一个温度高，一个温度低，试问从吸湿能力上看，能说它们同样干燥吗？
试解释为什么？
8．如何防止夏季一些冷水管常常出现的“出汗”现象？
9．已知在一体积为100米3的房间内，空气的温度是20℃，压力为101325Pa，通过测量获得水汽分压力1600Pa，试用公式计算：
（1）含湿量d
（2）空气的相对湿度
（3）湿空气、干空气及水汽的重量
10．干空气的密度可用什么公式计算？
如已知干空气温度t=0℃，压力P=101325N/m2，求空气的密度应如何计算？
试证明湿空气的密度可以表示为：
11．对100kg温度为20℃的空气加了1kg的水蒸汽，如果原有的空气含湿量为5.5g/（kg干空气），试求加湿后空气的含湿量。
12．用空气冷却器使d=10g/（kg干空气）的空气干燥（凝结出水），试问冷却器的表面温度应该是多少度以下？
13．输送10℃水的薄壁导管通过空气温度为避21℃的房间，管子未保温，为防止在导管上产生凝结水，求房间的最大相对湿度应是多少？
14．表面温度为18℃的冷表面，在温度为40℃，相对湿度φ=30%的空气中，还是在温度为20℃，相对湿度φ=70%的空气中会出现结露现象？
15．原有空气t=20℃,d=5g/（kg干空气），如果空气的温度减少了5℃，含湿量增加4g/（kg干空气），试问空气的焓是增加了还是减少了？
16．原有空气t=25℃,d=10g/（kg干空气），如果空气的温度减少了5℃，含湿量减少2g/（kg干空气），试问空气的焓是增加了还是减少了？
17．以0℃的冰的焓为选定零点，试问在t℃的水的焓iwt可用什么式子来表示？
利用I如何表示t℃水蒸汽的焓Iqt?
并证明在t时的汽化潜热为
18．试说明大气压力大于101325N/m2时，φ=100%的相对湿度线向何处移？
19．已知空气的大气压力为101325N/m2，用I-d图确定下列空气状态及其它参数：
（1）t=22℃;φ=64%
（2）i=44kJ/（kg干空气）;d=0.007kg/（kg干空气）
（3）t=28℃;t=20℃
（4）d=0.0147kg/（kg干空气）;φ=70%
（5）t=15℃;d=0.011kg/（kg干空气）
20．对1000kg状态为t=22℃，φ=60%的空气加入了1700kg的总热量和2kg的水汽，试求空气会变成什么状态？
21．以ε=4000和ε=6000的方向线为例，检查以I=0，d=0为原点的线是如何事先画出来的？
22．对起始状态为t=16℃，d=9g/（kg干空气）的空气加入总热量Q=5815W，湿量W=2.5kg/h，试作空气变化过程线。
如果从空气中减去5815W的热量和2.5kg/h的湿量，这时变化过程线如何表示？
23．不用事先画好的线，直接作出起始状态为t=18℃,φ=45%,热湿比ε为33000和-2200的变化过程线。
24．在某一空气环境中，让1公斤温度为t℃的水吸收空气的热全部蒸发，试问这时空气状态如何变化？
I-d图上如何表示？
若喷1公斤t℃的蒸汽，结果又如何？
25．在冬季某一房间，设备产生的显热为11630W，通过围护结构的热耗为2326W，室内一蒸发设备散出4kg/h的水蒸汽（温度为100℃），如果室内空气状态原为t=22,φ=60%,房间体积为5000m3,（1m3空气在22℃时约为1.2kg）,试问两小时后空气状态变为多少？
26．ts和I是否是两个彼此不独立的参数？
如果是，能在I-d图上根据ts和I把状态点查出来吗？
27．“湿球温度就是置于空气中水的温度”。
这种说法对否？
为什么？
28．已知干球温度t=17℃，湿球温度t=13℃，试用I-d图严格的求出该空气状态，若将湿球附近空气状态变化视为等焓的，求出该空气状态，并比较两种作法，求出焓的误差。
29．用于湿球温度计测得空气的干、湿球温度如下：
t=25℃,ts=20℃;t=28℃,ts=27℃。
试求在I-d图上确定空气的状态点及其余参数。
30．是否必须把空气的干、湿球温度都测定出来，才能确定某一空气状态的焓值？
31．大气压力变化对湿空气的I-d图有何影响？
32．为了了解夏季空气通过喷雾室时每公斤空气每小时内被吸收多少热量，试述应该如何进行测定？
33．当湿空气的露点温度为18℃，相对湿度为60%，压力为96500Pa时，试球空气的含湿量及比容。
34．如果空气的干球温度为21℃，湿球温度为18℃，大气压力为101000Pa，如不用I-d图，试求：
（1）含湿量
（2）空气的相对湿度φ
（3）露点温度（提示：
若i=0.071ts2+0.647ts+16.182kJ/（kg干空气））。
35．当空气的状态为t=32℃，t=23℃；大气压力P=101325N/m2；不用I-d图，试确定：
（1）绝对湿度
（2）相对湿度；（3）含湿量；（4）露点温度
提示：
N/m2
其中：
Pq——实际水汽分压力，N/m2
Pq’——湿球温度下的饱和水汽分压力N/m2
P——大气压力
T——干球温度
Ts——湿球温度
36．已知：
空气的干球温度t，湿球温度ts，大气压力P，某一温度下的饱和水汽分压力Pq’，可由湿空气性质表查得，用你学过的任一种计算机语言编出空气焓值的计算机程序。
37．已知空调系统新风量G=200kg/h，t=31℃,φ=80%，回风量G=1400kg/h，t=22℃，φ=60%，求新风、回风混合后的空气状态参数tc、ic、dc。
（分别用解析法和用作图法）。
38．欲将t1=24℃,φ1=55%，与t2=14,φ2=95%的两种空气混合至状态3，t3=20℃,总风量为11000kg/h，求两种空气的量各为多少？
第二章空调负荷计算与送风量
1．什么是空调房间的得热量和冷负荷？
两者有什么区别和联系？
2．试述冷负荷系数的意义和作用。
3．什么是室外空气综合温度tz。
4．夏季空调室外计算参数有哪些？
它们的作用是什么？
5．冬季空调室外计算参数是否与夏季相同？
为什么？
6．什么是空调区域、空调基数和空调精度？
7．什么是直射辐射和散射辐射？
8．工艺性空调和舒适性空调有什么区别和联系?
9．不同重量的围护结构对空调冷负荷有什么影响？
为什么？
10．屋顶、外墙、外窗、内墙、楼板的冷负荷计算方法是否相同？
试分别加以说明。
11．为什么根据送风温差确定了送风量之后，还要根据空调精度校核换气次数？
12．怎样确定空调房间的送风状态点和送风量？
冬、夏季空调房间送风状态点和送风量的确定方法是否相同？
为什么？
13．室内空气计算参数如何确定？
为什么说室内空气标准的选择会影响到能否满足使用要求及节能与否？
14．室外计算参数如何确定？
试根据设计规范查阅我国各地的空气室外设计计算参数。
15．某空调车间夏季空调设计冷负荷Q=3000W，余湿量W=5kg/h,车间室内设计温度tN=（20±1）℃，相对湿度φN=（55±5）%，当地大气压力B=101325Pa，试确定该空调车间的送风状态和送风量。
16．某空调房间的干球温度为t=22℃，含湿量d=9.4g/kg干空气，余热量Q=4500W,余湿量W=2.5kg/h,如果该空调房间的送风温差Δto=7℃，当地大气压力B=101325Pa，试求：
（1）送风状态点的相对湿度φo、干球温度to和含湿量do；
（2）保持该室内状态所需要的送风量。
17．北京市某建筑的屋顶和南墙表面吸热系数ρ=0.75，试计算12:
30时屋顶和南墙的综合温度。
18．试计算北京地区夏季某空调房间围护结构传热的冷负荷。
已知条件：
（1）屋顶K=1.1W/m2·℃,v0=12.0,ξ=6,F=30m2,ρ=0.8（屋面），αn=8.7
（2）南墙：
红砖墙K=1.52W/m2·℃,ρ=0.75，F=20m2
（3）南窗：
双层玻璃钢窗，F=6m2，挂浅色内窗帘
（4）内墙：
K=1.27W/m2·℃，F=26m2，邻室为走廊（其余邻室为空调房间，故不予计算）
（5）室内温度：
tn=24℃
19．在题18上另加条件有：
室内有烘箱一个，N=0.5kW，n1=0.7,n2=0.5，有保温，无局部排风，室内有机械泵一个，N=0.5kW,n1=0.7,n2=0.5,设备效率η=0.76；室内有40W日光灯4支；明装在室内，室内有3人工作（轻度劳动）。
计算空调房间的冷负荷。
20．已知Q=41800kg/h,W=4kg/h，室内状态要求t=22C,φ=55%夏季允许送风温度差Δts=8℃，求送风状态及送风量。
21．室内要求维持在t=28℃,φ=80%，已知房间里产生热量为Q=41800kg/h，产湿量W=0，为了尽量减小一些空调风量，试问可以采取什么措施？
22．工业通风的全面通风量和空调通风量在计算上有什么不同？
23．在体积为200m3的房间里，有20个人工作，已知每人需要40m3/h的室外新鲜空气，冬季的净失热量为4000KJ/h，净产湿量2kg/h，如果要求维持室内空气状态在t=20℃,φ=50%，试问冬季送风量及送风状态应该是多少？
24．某剧院观众厅可容纳观众700人，演出时灯光照明为6KW，蓄热系数取0.8，冬季观众厅围护结构热耗量在设计温度下为46000kJ/h，要求维持室内t=20℃,φ=50%，求所需通风量（若送风温度to=16℃，所含的CO2量为0.75g/kg，设在剧场中每人产CO2量25g/h，剧场容许CO2浓度3g/kg。
）
第三章空气的热湿处理
1．试述空气与水直接接触时的热湿交换原理。
2．什么是空气与水直接接触的总热交换微分方程式？
试用它来解释等湿降温过程，冷却干燥过程及加湿过程。
3．怎样才能证明空气与水直接接触时推动总热交换的是焓差而不是温度差？
4．试分析空气与水直接接触时可能发生的七种空气状态变化过程的热湿比各有什么特点？
5．已知通过空气冷却器的风量为5000kg/h，冷却前的空气状态为t=27℃,ts=20℃；冷却后的状态t=15℃,ts=14℃，试问冷却器吸收了多少热量？
6．室外空气为t=35℃,φ=60%,需处理到t=22℃,φ=50%，为此先通过表冷器减湿冷却，再通过加热器加热，如果空气流量是7200米3/h，求
（1）除去水汽的重量
（2）冷却器的冷却能力；（3）加热器加热能力。
7．对风量为1000kg/h，状态为t=16℃,φ=30%的空气用喷汽装置加入了4kg/h的水汽，试问处理后的空气终态是多少？
如果加入了 10kg/h的水汽，这时终态又是多少，会出现什么现象？
8．如果用16℃井水进行喷雾，能把t=35℃，ts=27℃的空气处理成t=20℃,φ=95%，这时所处理的风量是10000kg/h，喷水量是1200kg/h，试问喷雾后的水温是多少？
如果条件同上，但是把t=10℃,ts=5℃的空气处理成13℃的饱和空气，试问水的终温是多少？
9．对t=10℃,ts=5℃的室外空气用循环水喷雾，一开始水池中灌的是15℃的自来水，试问最终水温会变为多少？
10．喷循环水的绝热加湿过程有没有带出水滴再汽化加湿的问题呢？
11．冬、夏季都要用的喷雾室回水管尺寸应根据什么水量来进行计算？
12．在什么情况下喷雾室可以不装补水管和浮球阀？
为什么？
13．已知室外空气状态为t=21℃,d=9g/kg，送风状态要求t=22℃,d=10g/kg，试在I-d图上确定空气处理方案。
如果不进行处理就送入房间有何问题？
（指余热、余湿量不变时）
14．已知通过喷水室的风量G=30200kg/h，空气初状态为ts1=30℃,ts1=22℃，终状态为t2=16℃，ts2=15℃，冷水水温t0=5℃，大气压力为101325Pa，喷水室的工作条件为双排对喷，d0=3mm,n=13个/米2·排，v=2.8kg/m·s。
试计算喷水量W，水初温tc,水终温tz，喷嘴前水压P，冷冻水量W冷，循环水量W循。
15．仍用14题的喷水室，冬季室外空气状态为t=-12℃,φ=41%，加热后绝热喷雾。
要求达到与夏季同样的终状态t2=16℃，ts2=15℃。
问夏季选的水泵能否满足冬季要求？
16．仍用14题的喷水室，喷水量和空气的初状态均不变，而改用9℃的水喷淋，试求空气的终状态及水终温。
17．已知夏季用喷雾室处理（冷却干燥过程）的风量为：
10000kg/h，喷水量为10000kg/h，溢水量为7000kg/h，试设计喷雾室。
包括外形尺寸，喷嘴排数布置，喷嘴孔径，总数，喷嘴布置密度，底池尺寸，滤水器，溢水器及各种管道尺寸。
18．
如有一两级喷雾室（如图）。
已知状态1的t,t,I和空气量G，求最后空气处理状态2和水终温t（此题只需定性分析—说明解题步骤和应用何公式）
19．试述确定表冷器传热系数的方法及如何用计算机处理实验数据。
20．比较一下各种加湿方法的优缺点，并说明它们的适用条件。
21．使用电加湿器和在空调房间喷水进行加湿时在I-d图上的空气变化过程相同吗？
为什么？
22．试用I-d图表示各种减湿方法的空气变化过程。
23．对低含湿量的空气进行减湿时，用冷冻减湿法合适不？
为什么？
24．温度t=20℃和相对湿度φ=40%的空气，其风量为G=2000kg/h，用压力为P=1.5工作压力的饱和蒸汽加湿，求加湿空气到φ=80%时需要的蒸汽量和此时空气的终参数。
25．一空调房间送风量为3000kg/h，用电加热器对它进行精调解，需有1℃的加热量，试确定裸线电加热器的电阻丝直径及总长度。
（电阻丝电阻系数ρ=11Ωmm2/m，单相电源电压U=220V）
26．换热器在什么情况下串联，什么情况下并联，有什么应用条件？
27．表冷器析湿系数的物理意义是什么？
28．当热媒为热水和蒸汽时，为什么要采用不同的方法调节加热器的加热量？
29．直接接触式热湿交换设备和表面式热湿交换设备的热湿交换原理有什么不同？
30．什么是机器露点和机器露点温度？
31．对干球温度为t=12℃，湿球温度为ts=5℃的室外空气用循环水喷雾加湿，开始时水池中是温度为15℃的自来水，试问池中水温最终是多少度?
32．电加热器有哪些形式？
各适用于什么场合？
33．喷低压蒸汽加湿和水表面自然蒸发加湿在i-d图上表示的空气状态变化过程是否相同，为什么？
第四章空气调节系统
1．空调系统在什么情况下用单风机，什么情况下用双风机？
2．确定单风机和双风机的压力零点时应当注意什么问题？
试画出空调系统的压力分布图。
3．空调系统在什么情况下可采用送风机加排风机系统？
怎样确定排风机的风压和风量？
4．在全年变风量的空调系统中，新风管和排风管的设计应当注意什么问题？
5．怎样确定空调房间和系统的新风量？
6．试分析说明一、二次回风系统的特点和适用场合。
7．如果空调房间的送风温差可以很大，是否还有其他因素限制使送风状态取的过低？
8．“空调系统中制冷设备的供冷能力等于空调房间的设计冷负荷”这一说法是否正确，为什么？
9．如果采用喷水室处理空气的二次回风系统需要设预热器，试证明先加热后混合和先混合后加热所需要的加热量相同。
10．什么是空调机组的工作点？
确定空调机组的工作点有什么意义？
11．在其他条件相同的情况下，当所处理空气初状态的湿球温度与空调机组设计的湿球温度不相同时，对空调机组的实际供冷量有什么影响？
12．一次回风系统的需冷量由哪几部分组成？
13．风机盘管空调系统的新风供给方式有几种？
各有什么优缺点？
14．是否当空调机组的额定风量和额定冷量满足所需要的风量和冷量时，空调机组即可满足设计要求？
15．什么是空调机组的能效比？
16．试用热平衡关系证明在夏季工况下，二次回风系统比一次回风系统节省冷量。
17．试说明风机盘管双水管系统，在冷源侧定流量条件下，负荷侧采用定流量、改变冷水温度和采用变流量、定冷水温度的调节原理有什么不同。
18．某仪表装配车间体积为450m3，内有工作人员8人，计算送风量2500m3/h。
车间内密闭工作台的排风量为350m3/h，车间要求维持正压的渗风量相当于一次换气次数，试确定该空调车间所需要的新风量。
19．一次、二次、三次加热器的作用是什么？
通常采用哪种形式的加热器，安装在什么地方？
20．某空调房间夏季冷负荷LQ=23260W，余湿量W=5kg/h；冬季余热量Q=3489W,余湿量与夏季相同。
室内设计温度tN=（20±0.5）℃，相对湿度φN=（60±5）%。
已知夏季空调室外计算参数tW=37℃，tWS=27.4℃，冬季空调室外计算参数tW=-8℃，φW=69%，所在地区的大气压力B=101325Pa。
拟采用一次回风系统，新风比m=15%，试确定冬、夏季工况的空气处理方案，以及所需要的风量、冷量和加热量，冬季按喷水室绝热加湿和喷蒸汽加湿两种空气处理方案计算。
21．已知条件与上题相同。
现若采用二次回风系统，试确定冬、夏季工况的空气处理方案，计算空气处理设备的容量，并将一次回风系统和二次回风系统加以比较。
22．广州地区某空调客房采用风机盘管加独立新风系统，夏季室内设计参数tN=24℃，φN=60%。
夏季空调室内冷负荷LQ=1.260KW，湿负荷W=192g/h，室内设计新风量Gw=60m3/h，试进行夏季空调过程计算。
23．考虑到风机、风道温升，挡水板过水量等问题，试问一次回风带回风机的空调系统的变化过程在I-d图上应如何表示？
24．变风量系统与定风量系统的主要特点各是什么？
25．比较一下诱导式空调系统和风机盘管系统各有什么优缺点？
26．采用诱导式空调系统，是否比采用一般集中式空调系统多费制冷量？
为什么？
27．设一小型单层办公楼，如附图所示，采用空气—水系统，每个房间均以风机盘管机组进行冷却和加热。
简要布置系统中有关设备和管路。
第五章空调房间的空气分布
1．自由射流和受限射流的主要区别在哪里？
2．阿基米德数Ar的含义是什么？
其值的大小主要取决于哪些参数？
3．为什么在空调房间中，气流流型主要取决于送风射流？
4．在喷射式送风系统中，紊流系数与射程的关系如何？
5．气流组织的基本形式有哪些？
其主要特点有哪些？
6．空调房间的气流组织计算在什么情况下应按自由射流规律进行，在什么情况下应按受限射流规律进行？
7．列表说明各种气流组织形式的优缺点及适用场合？
8．一个面积为4х6m，高度为3.2m的空调房间，室温要求t=20±0.5℃,工作区风机不得大于0.25m/s，净化要求一般，夏季显热冷负荷为5400kJ/h，试进行侧送风的气流组织计算。
9．一个面积为6х4.5M的恒温房间，室温要求t=20±0.5℃,工作区风机不得大于0.25m/s，夏季显热冷负荷为5000kJ/h，试进行孔板送风的气流组织计算，并确定房间的最小高度。
10．一自由等温射流自一圆管水平射出，没有产生贴附现象。
起始流速和体积风量分别为3.5米/秒和5.6米3/分，试计算（a）当射流末端流速为0.25米/秒、0.5米/秒和0.75米/秒时的射程；（b）与上述末端流速相应的射流总体积风量。
11．空气自直径为100mm的圆管射入一无限空间，出口速度为5m/s。
试计算：
（1）当射流末端流速为0.25m/s和0.5m/s时的射程；
（2）与上述末端流速相对应的射流梯级风量。
12．一自由射流自高大车间顶棚下水平射出，起始离速及体积风量分别为5.0m/s和500m3/h。
射流起始温度38℃，室内温度保持24℃，若圆管的紊流系数a=0.08，试计算当射流末端流速为0.25m/s，0.5m/s和0.75m/s时，其轴心温度与室内温度之差。
13．已知房间的长、宽、高分别为21х15х6m，室温要求26℃，房间的显热冷负荷Q=25000KJ/h，采用安装在4.5m高的圆喷口水平送风，喷口紊流系数a=0.07，试进行集中送风设计计算。
（风口设置在宽边上，且射程x=18m）
14．某空调工程，室温要求求t=20±0.5℃,房间的长、宽、高分别为6х6х3.6m,夏季每平方米空调面积的显热负荷为q=300kJ/h，采用盘式散流器平送，确定各有关参数。
第六章空调系统的运行调节
1．当热媒为热水和蒸汽时，为什么要采用不同的方法调节加热器的供热量？
2．直流式空调系统的全年运行调节阶段如何确定？
3．变喷雾水量的调节方法有什么优缺点？
4．在室温由冬到夏允许逐渐升高的情况下，空调系统应该怎样运行才比较经济？
5．在空气处理室内设置集中的再热器的方案和各送风支管上设局部加热器的方案各有什么优缺点？
在什么情况下最好采用既有集中再热器又有局部加热器的方案？
6．假如有共有一个空调系统的三个房间，室内状态都是t=22±1℃，φ=55±5%，各房间的负荷情况如下：
房间号
1
2
3
Q（kJ/h）
12500
16700
16200
D（kg/h）
2
2
3
根据送风温差不得大于7℃的原则，求各房间的送风状态及送风量（考虑各房间送风状态点相同及不相同两种方案）
7．如空调房间室内温度为t=22±1℃，相对湿度为φ=55±5%，问采用什么样控制方案能满足这样的设计要求？
8．如果每个空调房间的湿负荷波动都很大，而且室内相对湿度的精度都要求很高，那么这些房间能否合为一个系统？
如果合为一个系统采取什么措施，才能保证每个房间都能满足设计要求。
9．试比较室内负荷变化时各种运行调节方法各有什么优缺点？
10．已知某空调系统的室内设计状态为t=22±1℃，φ=55±5%，在设计条件下，余热量为3.5kw，余湿量为2kg/h，送风温差为本6℃，在运行中若余热量变为4.5kw,余湿量不变；或余热量变为4.5kw，余湿量变为3kg/h，能否用顶风量、定露点、调再热量的方法进行调节？
能否用变露点及变风量的方法进行运行调节？
11．对于习题10的空调系统，在室外空气状态变化时应如何进行全年运行调节？
12．对于习题11的空调系统，地点改在哈尔滨，该空调系统在室外空气状态变化时应如何进行全年运行调节？
13．上题中，若室温由冬到夏允许逐渐升高（20-27℃），相对湿度有一允许波动范围（40-60%），这样的空调系统如何设计和运行才合理？
14．对于题11提出自动控制方案（画出原理图）
15．某定露点运行的恒温恒湿系统，在冷热量消耗上有什么区别（在I-d图上说明）
16．如果送风温差允许很大，以至于就可以用露点状态的风直接送入室内，这时用两次回风有无意义？
17．为什么说个别房间有可能突然产生大量水汽的空调系统就不宜采用两次回风系统？
除此以外，试述在哪些情况下，用两次回风系统并不有利？
18．多个房间中要求新风百分比很大的房间只有一个，而且比其他房间的新风百分比大很多，这时集中空调系统的新风百分比就取这个最大值是否合理？
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