當(dāng)平板壁面與其上的層流邊界層中的流體同時(shí)進(jìn)行動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞時(shí)，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(duì)溫度邊界層和濃度邊界層厚度將發(fā)生什么影響？又對(duì)各傳遞系數(shù)（曳力系數(shù)、對(duì)流傳熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)）又會(huì)發(fā)生什么影響？試運(yùn)用以前學(xué)過的有關(guān)公式說明。

試求氫的擴(kuò)散通量NA。

溫度為298K的水以0.1m/s的流速流過內(nèi)徑為10mm、長(zhǎng)度為2m的苯甲酸圓管。已知苯甲酸在水中的擴(kuò)散系數(shù)為1.24×10−9m2/s，在水中的飽和溶解度為0.028kmol/m3。試求平均傳質(zhì)系數(shù)kcm、出口濃度及全管的傳質(zhì)速率。

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

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(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(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k0G轉(zhuǎn)化成kc和k0y。

某種非均相催化反應(yīng)如圖所示，反應(yīng)物A、B向催化劑表面擴(kuò)散，而反應(yīng)產(chǎn)物C、D進(jìn)行反方向擴(kuò)散。具體的化學(xué)反應(yīng)為過程在穩(wěn)態(tài)下進(jìn)行，擴(kuò)散區(qū)內(nèi)無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，試確定組分A的擴(kuò)散通量N的表達(dá)式。已知其中DAM為組分A相對(duì)于其他組分混合物的擴(kuò)散系數(shù)。

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。