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溫度為7℃的水以1.5m/s的平均流速在內(nèi)壁面上涂有玉桂酸的圓管內(nèi)流動,管內(nèi)徑為50mm。已知玉桂酸溶于水時的Sc=2920,試分別應(yīng)用雷諾、普朗特-泰勒、馮·卡門和柯爾本類似律求kcm,并對所得的結(jié)果列表進行比較和討論。
試判斷在毛細管中氫和空氣的擴散是否為紐特遜擴散。
溫度為298K的水以0.1m/s的流速流過內(nèi)徑為10mm、長度為2m的苯甲酸圓管。已知苯甲酸在水中的擴散系數(shù)為1.24×10−9m2/s,在水中的飽和溶解度為0.028kmol/m3。試求平均傳質(zhì)系數(shù)kcm、出口濃度及全管的傳質(zhì)速率。
當平板壁面與其上的層流邊界層中的流體之間同時進行動量、熱量和質(zhì)量的傳遞時,壁面噴出物質(zhì)對邊界層的速度分布和速度邊界層厚度會產(chǎn)生什么影響?壁面由邊界層中吸入物質(zhì)時的影響又為何?為什么?
常壓和283K的空氣以10m/s的均勻流速流過寬度為1m、長度為2m的萘板上、下兩表面,試求平板厚度減少1mm時所需的時間。已知臨界雷諾數(shù)Rexc=5×105,固體萘的密度為1145kg/m3,萘的擴散系數(shù)為5.16×10−6m2/s,萘的飽和蒸氣壓為0.6209mmHg。
在總壓101.3kPa、溫度278K下,組分A自氣相主體通過厚度為0.012m的氣膜擴散到催化劑表面,發(fā)生瞬態(tài)化學反應(yīng)2A→B,生成的氣體B離開表面,通過氣膜向氣相主體擴散。已知氣膜的氣相主體一側(cè)組分A的分壓為22.6kPa,組分A在組分B中的擴散系數(shù)為1.93×10–5m2/s,試計算組分A、B的摩爾通量NA、NB。
試證明從一球體向周圍靜止的無限大介質(zhì)中進行等分子反方向一維穩(wěn)態(tài)擴散時的舍伍德數(shù)Sh=2.0。
在氣相中,組分A由某一位置(點1處)擴散至固體催化劑表面(點2處),并在催化劑表面處進行如下反應(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散至氣相主體中。已知總壓p維持恒定,擴散過程是穩(wěn)態(tài)的,在點1和點2處A的分壓分別為pA1和pA2,設(shè)擴散系數(shù)DAB為常數(shù),點1至點2的距離為∆z。試導(dǎo)出計算NA的表達式。
常壓和283K的空氣,分別以1m/s和20m/s的均勻流速流過一萘板上方,試求距平板前緣0.5m處的局部傳質(zhì)系數(shù)kcx,并對所得的結(jié)果加以比較和說明。已知在1atm、283K條件下萘在空氣中的擴散系數(shù)為5.16×10−6m2/s,萘的飽和蒸氣壓為0.6209mmHg,臨界雷諾數(shù)為5×105。
在直徑為50mm、長度為2m的圓管內(nèi)壁面上有一薄層水膜,常壓和25℃的絕干空氣以0.5m/s的流速吹入管內(nèi),試求平均傳質(zhì)系數(shù)kcm、出口濃度和傳質(zhì)速率。由于在空氣中水分的分壓很低,氣體的物性值可近似地采用空氣的物性值代替。