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某種非均相催化反應如圖所示，反應物A、B向催化劑表面擴散，而反應產(chǎn)物C、D進行反方向擴散。具體的化學反應為過程在穩(wěn)態(tài)下進行，擴散區(qū)內(nèi)無化學反應發(fā)生，試確定組分A的擴散通量N的表達式。已知其中DAM為組分A相對于其他組分混合物的擴散系數(shù)。
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：B為反應產(chǎn)物（氣體）。反應產(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，設擴散系數(shù)DAB為常數(shù)，點1至點2的距離為∆z。試導出計算NA的表達式。
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。
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。設臨界雷諾數(shù)為5×105。
常壓下，溫度為500℃的熱空氣以10m/s的均勻流速平行吹過一多孔平板表面，平板的溫度為100℃。為了使距平板前緣1m處的傳熱速率減少50%，在該處垂直噴出壓力為1atm、溫度為100℃的冷空氣。試求該處平板表面與熱空氣之間的傳熱通量及冷空氣的噴出速度。設臨界雷諾數(shù)Rexc=5×105。
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。
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。
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兩處局部對流傳熱系數(shù)hx降低的百分數(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。設臨界雷諾數(shù)Rexc=5×105。
常壓和45℃的空氣以3m/s的流速在萘板的一個面上流過，萘板的寬度為0.1m、長度為1m，試求萘板厚度減薄0.1mm時所需的時間。已知45℃和1atm下萘在空氣中的擴散系數(shù)為6.92×10–6m2/s，萘的飽和蒸氣壓為0.555mmHg，固體萘密度為1152kg/m3，摩爾質(zhì)量為128kg/kmol。