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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，而不含正丁醇的熱空氣則在管內(nèi)自下而上流動。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，試計算達到穩(wěn)態(tài)時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)可用下式計算
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。
溫度為768K、壓力為101.3kPa的空氣以30m/s的速度流過一平板表面，為了使x=0.3m處的溫度維持278K需向熱空氣中注入液氧。設(shè)氧在90K、1atm的條件下汽化后經(jīng)壁面注入熱空氣中，試求注入氧的摩爾通量[kmol/（m2⋅s）]。已知氧在90～278K的溫度范圍內(nèi)的平均比熱為2.85×104J/（kmol⋅K），汽化潛熱為6.8×106J/kmol。平板四周絕熱，其上的氣體可按空氣處理，設(shè)Rexc=3×103。
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。
溫度為26℃的水以0.1m/s的流速流過長度為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℃時苯甲酸在水中的擴散系數(shù)為1.24×10−9m2/s，飽和溶解度為0.0295kmol/m3。
一長為15m、寬為5m的水池內(nèi)充有水。相對濕度為0.5的空氣以2.2m/s的速度吹過水面，系統(tǒng)溫度為298K。已知298K時水蒸氣的飽和密度為0.023kg/m3，水蒸氣在空氣中的擴散系數(shù)為0.26×10-4m2/s。試求每天損失的水量。設(shè)臨界雷諾數(shù)為5×105。
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。
當(dāng)平板壁面與其上的層流邊界層中的流體同時進行動量、熱量和質(zhì)量傳遞時，由于壁面向邊界層噴出物質(zhì)而使速度邊界層厚度發(fā)生變化，試問這種變化相應(yīng)地對溫度邊界層和濃度邊界層厚度將發(fā)生什么影響？又對各傳遞系數(shù)（曳力系數(shù)、對流傳熱系數(shù)、對流傳質(zhì)系數(shù)）又會發(fā)生什么影響？試運用以前學(xué)過的有關(guān)公式說明。
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。
采用填料水冷塔將熱水從55℃降至20℃，以單位塔截面計的熱水流率為0.26kg/（m2⋅s），空氣進口溫度為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。