如本題附圖所示,液膜沿傾角為θ的斜面向下做穩(wěn)態(tài)流動(dòng),液膜厚度δ為常數(shù),試求液膜的速度分布式。
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將溴粒加入水中溶解,迅速攪拌,任一瞬間溴水溶液的濃度可視為均勻。經(jīng)5min后,溶液濃度達(dá)到85%飽和濃度。試求此系統(tǒng)的體積傳質(zhì)系數(shù)kca。其中a為單位體積溶液中溴粒的表面積。
溫度為26℃的水以0.1m/s的流速流過長(zhǎng)度為1m的固體苯甲酸平板,試求距平板前緣0.3m以及0.6m兩處的濃度邊界層厚度δD、局部傳質(zhì)系數(shù)kcx及整塊平板的傳質(zhì)通量NA。已知26℃時(shí)苯甲酸在水中的擴(kuò)散系數(shù)為1.24×10−9m2/s,飽和溶解度為0.0295kmol/m3。
在一內(nèi)徑為20mm的直立圓管內(nèi)壁面上,有一薄層正丁醇冷液膜自上而下流動(dòng),而不含正丁醇的熱空氣則在管內(nèi)自下而上流動(dòng)。熱空氣的壓力為1.013×105Pa,溫度為343K,流速ub=6m/s,管子外壁絕熱,試計(jì)算達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)正丁醇液膜的溫度及揮發(fā)傳質(zhì)通量。已知在操作條件下,氣相的黏度µ=2.05×10−5Pa⋅s,Sc=2,Pr=0.75,比熱容cp=1005J/(kg⋅K);正丁醇蒸氣的比熱容cpA=1500J/(kg⋅K),汽化潛熱λA=590kJ/kg,相對(duì)分子質(zhì)量MA=77,正丁醇蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下:其他物性可按空氣處理。傳質(zhì)系數(shù)可用下式計(jì)算
試證明從一球體向周圍靜止的無限大介質(zhì)中進(jìn)行等分子反方向一維穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散時(shí)的舍伍德數(shù)Sh=2.0。
試判斷在毛細(xì)管中氫和空氣的擴(kuò)散是否為紐特遜擴(kuò)散。
在一松散的沙粒填充床空隙中充滿空氣和NH3的氣體混合物,氣相總壓為1.013×105Pa,溫度為300K。NH3在砂床頂部的分壓為1.58×103Pa,在砂床底部的分壓為零。試求NH3在砂床中的擴(kuò)散通量。已知砂床高度為2.2m,空隙率為0.3,曲折因數(shù)為1.87。
在氣相中,組分A由某一位置(點(diǎn)1處)擴(kuò)散至固體催化劑表面(點(diǎn)2處),并在催化劑表面處進(jìn)行如下反應(yīng):B為反應(yīng)產(chǎn)物(氣體)。反應(yīng)產(chǎn)物B生成后不停地沿相反方向擴(kuò)散至氣相主體中。已知總壓p維持恒定,擴(kuò)散過程是穩(wěn)態(tài)的,在點(diǎn)1和點(diǎn)2處A的分壓分別為pA1和pA2,設(shè)擴(kuò)散系數(shù)DAB為常數(shù),點(diǎn)1至點(diǎn)2的距離為∆z。試導(dǎo)出計(jì)算NA的表達(dá)式。
試應(yīng)用有關(guān)的微分方程說明“精確解”方法求解平板層流邊界層中穩(wěn)態(tài)二維流動(dòng)和二維傳質(zhì)時(shí)傳質(zhì)系數(shù)k0c的步驟,并與求解對(duì)流傳熱系數(shù)h的步驟進(jìn)行對(duì)比,指出各方程和邊界條件的相似之處和相異之處。
燃燒后的廢氣以30m/s的均勻流速流過一平板表面,廢氣的溫度為670℃,壓力為1.01325×105Pa,壁面溫度為530℃,平板由多孔絕熱材料制成。冷卻空氣以0.04m/s的流由小孔噴出。試求距平板前緣25mm及500mm兩處局部對(duì)流傳熱系數(shù)hx降低的百分?jǐn)?shù)(與無冷空氣噴出情況相比)。燃燒廢氣的物性可按空氣處理。設(shè)臨界雷諾數(shù)Rexc=5×105。
試求氫的擴(kuò)散通量NA。