汽車尾氣中含有NO和CO，將尾氣通過凈化器中的催化劑表面，發(fā)生還原反應從而使尾氣得以凈化后排放。設在催化劑表面處NO的濃度為cAW，經(jīng)凈化器后NO的濃度為cAL，在催化劑表面進行一級反應，反應速率常數(shù)為kW，擴散系數(shù)為DAB。試導出凈化器的高度L與NO還原通量NA的關(guān)系式。

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)。

試應用有關(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的步驟進行對比，指出各方程和邊界條件的相似之處和相異之處。

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。

在直徑為50mm、長度為2m的圓管內(nèi)壁面上有一薄層水膜，常壓和25℃的絕干空氣以0.5m/s的流速吹入管內(nèi)，試求平均傳質(zhì)系數(shù)kcm、出口濃度和傳質(zhì)速率。由于在空氣中水分的分壓很低，氣體的物性值可近似地采用空氣的物性值代替。

試求氫和空氣的紐特遜擴散系數(shù)，并與DAB進行比較。

常壓和288.5K的空氣以10m/s的流速流過一光滑的萘平板。已知萘在空氣中的擴散系數(shù)DAB=0.01582×10–4m2/s，臨界雷諾數(shù)Rexc=3×105。試求距萘平板前緣0.3m處傳質(zhì)邊界層的厚度。

當平板壁面與其上的層流邊界層中的流體之間同時進行動量、熱量和質(zhì)量的傳遞時，壁面噴出物質(zhì)對邊界層的速度分布和速度邊界層厚度會產(chǎn)生什么影響？壁面由邊界層中吸入物質(zhì)時的影響又為何？為什么？

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。

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。