問(wèn)答題在溫度為278K的條件下，令NH3（組分A）-水（組分B）溶液同一種與水不互溶的有機(jī)液體接觸，兩相均不流動(dòng)。NH3自水相向有機(jī)相擴(kuò)散。在兩相界面處，水相中的NH3維持平衡，其值為質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%，該處溶液的密度ρ1=0.9917g/cm3。在離界面4mm的水相中，NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，溶液密度ρ2=0.9617g/cm3。278K時(shí)NH3在水中的擴(kuò)散系數(shù)DAB=1.24×10−9m2/s，設(shè)擴(kuò)散為穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散。求水的擴(kuò)散通量，并對(duì)求算結(jié)果做出說(shuō)明。

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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

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當(dāng)平板壁面與其上的層流邊界層中的流體之間同時(shí)進(jìn)行動(dòng)量、熱量和質(zhì)量的傳遞時(shí)，壁面噴出物質(zhì)對(duì)邊界層的速度分布和速度邊界層厚度會(huì)產(chǎn)生什么影響？壁面由邊界層中吸入物質(zhì)時(shí)的影響又為何？為什么？

題型：?jiǎn)柎痤}

在總壓為2.026×105Pa、溫度為298K的條件下，組分A和B進(jìn)行等分子反方向擴(kuò)散。當(dāng)組分A在某兩點(diǎn)處的分壓分別為pA1=0.40atm和pA2=0.1atm時(shí)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得k0G=1.26×10–8kmol/（m2·s·Pa）。試估算在同樣的條件下組分A通過(guò)停滯組分B的傳質(zhì)系數(shù)kG以及傳質(zhì)通量NA。

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溫度為26℃的水以0.1m/s的流速流過(guò)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。

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將kx轉(zhuǎn)化成kL和k0x。

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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。

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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。

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常壓和288.5K的空氣以10m/s的流速流過(guò)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。

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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(duì)流傳質(zhì)系數(shù)為4.46×10−5m/s。

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在總壓101.3kPa、溫度278K下，組分A自氣相主體通過(guò)厚度為0.012m的氣膜擴(kuò)散到催化劑表面，發(fā)生瞬態(tài)化學(xué)反應(yīng)2A→B，生成的氣體B離開表面，通過(guò)氣膜向氣相主體擴(kuò)散。已知?dú)饽さ臍庀嘀黧w一側(cè)組分A的分壓為22.6kPa，組分A在組分B中的擴(kuò)散系數(shù)為1.93×10–5m2/s，試計(jì)算組分A、B的摩爾通量NA、NB。

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