如本題附圖所示，不可壓縮黏性流體以層流流過一平板壁面，設(shè)平板邊界層外的來流速度為u0，板面上有連續(xù)分布的小孔，通過小孔吸氣，使流體以速度uys（為常數(shù)）沿小孔從平板壁面流出。試從普朗特邊界層方程出發(fā)，證明這種吸允壁面的平板邊界層的積分動(dòng)量方程為
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式中δ為邊界層厚度，δ=4.64xRex-1/2。試求邊界層內(nèi)y方向速度分布的表達(dá)式uy。
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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(kuò)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。
在填料塔中用水吸收NH3，操作壓力為1atm，操作溫度為288K。假設(shè)填料表面處液體暴露于氣體的有效暴露時(shí)間為0.01s，試應(yīng)用溶質(zhì)滲透模型求平均傳質(zhì)系數(shù)kcm。在上述操作過程中，氣液接觸時(shí)間為有效暴露時(shí)間一半的瞬時(shí)，傳質(zhì)系數(shù)值為若干？
采用填料水冷塔將熱水從55℃降至20℃，以單位塔截面計(jì)的熱水流率為0.26kg/（m2⋅s），空氣進(jìn)口溫度為20℃，濕度為0.003kg水/kg干空氣，流率為0.817kg（m2⋅s）干空氣/，假定傳熱及傳質(zhì)阻力全部集中于氣相一側(cè)（液相水一側(cè)無溫度梯度），kGa=8.21×10−8kmol/（m2⋅s⋅Pa）。試求所需填料層高度Z。
將k0G轉(zhuǎn)化成kc和k0y。
當(dāng)圓管內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)層流傳質(zhì)時(shí)，對于活塞流的速度分布（即uz=u0），試推導(dǎo)在恒管壁傳質(zhì)通量情況下的舍伍德數(shù)
常壓下，293K的水沿垂直壁面成膜狀向下流動(dòng)，和純CO2相接觸。壁面有效傳質(zhì)高度為0.65m，液膜厚度為0.00032m，水的流速為0.325m/s，水中CO2的初始濃度為零。試求CO2被水吸收的速率。在題給條件下，CO2在水中的溶解度為0.0342kmol/m3，CO2在水中的擴(kuò)散系數(shù)為1.77×10−9m2/s，對流傳質(zhì)系數(shù)為4.46×10−5m/s。
汽車尾氣中含有NO和CO，將尾氣通過凈化器中的催化劑表面，發(fā)生還原反應(yīng)從而使尾氣得以凈化后排放。設(shè)在催化劑表面處NO的濃度為cAW，經(jīng)凈化器后NO的濃度為cAL，在催化劑表面進(jìn)行一級反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)為kW，擴(kuò)散系數(shù)為DAB。試導(dǎo)出凈化器的高度L與NO還原通量NA的關(guān)系式。
常壓和288.5K的空氣以10m/s的流速流過一光滑的萘平板。已知萘在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)DAB=0.01582×10–4m2/s，臨界雷諾數(shù)Rexc=3×105。試求距萘平板前緣0.3m處傳質(zhì)邊界層的厚度。
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，并與求解對流傳熱系數(shù)h的步驟進(jìn)行對比，指出各方程和邊界條件的相似之處和相異之處。
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(shí)所需的時(shí)間。已知臨界雷諾數(shù)Rexc=5×105，固體萘的密度為1145kg/m3，萘的擴(kuò)散系數(shù)為5.16×10−6m2/s，萘的飽和蒸氣壓為0.6209mmHg。