溫度為768K、壓力為101.3kPa的空氣以30m/s的速度流過(guò)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。

平板壁面上的層流邊界層中發(fā)生傳質(zhì)時(shí)，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。

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(wú)溫度梯度），kGa=8.21×10−8kmol/（m2⋅s⋅Pa）。試求所需填料層高度Z。

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(kāi)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。

將kx轉(zhuǎn)化成kL和k0x。

燃燒后的廢氣以30m/s的均勻流速流過(guò)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(duì)流傳熱系數(shù)hx降低的百分?jǐn)?shù)（與無(wú)冷空氣噴出情況相比）。燃燒廢氣的物性可按空氣處理。設(shè)臨界雷諾數(shù)Rexc=5×105。

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。

常壓和283K的空氣，分別以1m/s和20m/s的均勻流速流過(guò)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(duì)所得的結(jié)果加以比較和說(shuō)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。

試應(yīng)用有關(guān)的微分方程說(shuō)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(duì)流傳熱系數(shù)h的步驟進(jìn)行對(duì)比，指出各方程和邊界條件的相似之處和相異之處。

在氣相中，組分A由某一位置（點(diǎn)1處）擴(kuò)散至固體催化劑表面（點(diǎn)2處），并在催化劑表面處進(jìn)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(kuò)散至氣相主體中。已知總壓p維持恒定，擴(kuò)散過(guò)程是穩(wěn)態(tài)的，在點(diǎn)1和點(diǎn)2處A的分壓分別為pA1和pA2，設(shè)擴(kuò)散系數(shù)DAB為常數(shù)，點(diǎn)1至點(diǎn)2的距離為∆z。試導(dǎo)出計(jì)算NA的表達(dá)式。