常压下，温度为500℃的热空气以10m/s的均匀流速平行吹过一多孔平板表面，...

问答题常压下，温度为500℃的热空气以10m/s的均匀流速平行吹过一多孔平板表面，平板的温度为100℃。为了使距平板前缘1m处的传热速率减少50%，在该处垂直喷出压力为1atm、温度为100℃的冷空气。试求该处平板表面与热空气之间的传热通量及冷空气的喷出速度。设临界雷诺数Re_{x_c}=5×10⁵。

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1.问答题燃烧后的废气以30m/s的均匀流速流过一平板表面，废气的温度为670℃，压力为1.01325×10⁵Pa，壁面温度为530℃，平板由多孔绝热材料制成。冷却空气以0.04m/s的流由小孔喷出。试求距平板前缘25mm及500mm两处局部对流传热系数h_x降低的百分数（与无冷空气喷出情况相比）。燃烧废气的物性可按空气处理。设临界雷诺数Re_{x_c}=5×10⁵。

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2.问答题当平板壁面与其上的层流边界层中的流体同时进行动量、热量和质量传递时，由于壁面向边界层喷出物质而使速度边界层厚度发生变化，试问这种变化相应地对温度边界层和浓度边界层厚度将发生什么影响？又对各传递系数（曳力系数、对流传热系数、对流传质系数）又会发生什么影响？试运用以前学过的有关公式说明。

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3.问答题当平板壁面与其上的层流边界层中的流体之间同时进行动量、热量和质量的传递时，壁面喷出物质对边界层的速度分布和速度边界层厚度会产生什么影响？壁面由边界层中吸入物质时的影响又为何？为什么？

参考答案：当壁面喷出物质时，会产生u_ys≠0，使边界层的速度分布和厚度改变。当喷出物质时，它必然由u<...

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4.问答题采用填料水冷塔将热水从55℃降至20℃，以单位塔截面计的热水流率为0.26kg/（m²⋅s），空气进口温度为20℃，湿度为0.003kg水/kg干空气，流率为0.817kg（m²⋅s）干空气/，假定传热及传质阻力全部集中于气相一侧（液相水一侧无温度梯度），k_Ga=8.21×10⁻⁸kmol/（m²⋅s⋅Pa）。试求所需填料层高度Z。

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5.问答题由干湿球温度计测得干湿球温度分别为40℃和20℃，试求空气的。设空气-水物系Sc=0.60，Pr=0.70。

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6.问答题 在一内径为20mm的直立圆管内壁面上，有一薄层正丁醇冷液膜自上而下流动，而不含正丁醇的热空气则在管内自下而上流动。热空气的压力为1.013×10⁵Pa，温度为343K，流速u_b=6m/s，管子外壁绝热，试计算达到稳态时正丁醇液膜的温度及挥发传质通量。
已知在操作条件下，气相的黏度µ=2.05×10⁻⁵Pa⋅s，Sc=2，Pr=0.75，比热容c_p=1005J/（kg⋅K）；正丁醇蒸气的比热容c_pA=1500J/（kg⋅K），汽化潜热λ_A=590kJ/kg，相对分子质量M_A=77，正丁醇蒸气压与温度的关系如下：

其他物性可按空气处理。
传质系数可用下式计算

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7.问答题 当圆管内进行稳态层流传质时，对于活塞流的速度分布（即u_z=u₀），试推导在恒管壁传质通量情况下的舍伍德数

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8.问答题在填料塔中用水吸收NH₃，操作压力为1atm，操作温度为288K。假设填料表面处液体暴露于气体的有效暴露时间为0.01s，试应用溶质渗透模型求平均传质系数k_cm。在上述操作过程中，气液接触时间为有效暴露时间一半的瞬时，传质系数值为若干？

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9.问答题常压和283K的空气以10m/s的均匀流速流过宽度为1m、长度为2m的萘板上、下两表面，试求平板厚度减少1mm时所需的时间。已知临界雷诺数Re_{x_c}=5×10⁵，固体萘的密度为1145kg/m³，萘的扩散系数为5.16×10⁻⁶m²/s，萘的饱和蒸气压为0.6209mmHg。

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10.问答题常压和283K的空气，分别以1m/s和20m/s的均匀流速流过一萘板上方，试求距平板前缘0.5m处的局部传质系数k_cx，并对所得的结果加以比较和说明。已知在1atm、283K条件下萘在空气中的扩散系数为5.16×10⁻⁶m²/s，萘的饱和蒸气压为0.6209mmHg，临界雷诺数为5×10⁵。

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