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平板壁面上的層流邊界層中發(fā)生傳質(zhì)時，組分A的濃度分布方程可采用下式表示cA=a+by+cy2+dy3試應(yīng)用適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件求出a、b、c、d各值。
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。
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。
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。
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(shè)臨界雷諾數(shù)Rexc=5×105。
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(dá)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
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)二維流動和二維傳質(zhì)時傳質(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。
常壓下，293K的水沿垂直壁面成膜狀向下流動，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。
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(kuò)散系數(shù)為5.16×10−6m2/s，萘的飽和蒸氣壓為0.6209mmHg。
試證明從一球體向周圍靜止的無限大介質(zhì)中進(jìn)行等分子反方向一維穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散時的舍伍德數(shù)Sh=2.0。