化工传递过程章节练习(2019.12.23)

问答题
在总压101.3kPa、温度278K下，组分A自气相主体通过厚度为0.012m的气膜扩散到催化剂表面，发生瞬态化学反应2A→B，生成的气体B离开表面，通过气膜向气相主体扩散。已知气膜的气相主体一侧组分A的分压为22.6kPa，组分A在组分B中的扩散系数为1.93×10–5m2/s，试计算组分A、B的摩尔通量NA、NB。
答案：
问答题
温度为15℃的水以3m/s的均匀流速流过平板壁面。试计算距平板前缘0.1m及1m两处的边界层厚度，并求水在该两处通过单位宽度的边界层截面的质量流率。设Rexc=5×105。
答案：
问答题
某地区土壤的温度原为4℃，寒潮来临时会使土壤表面的温度突然降至10−℃，并假定维持此温度不变，试求土壤表面1m深处降至0℃时所经历的时间，并求每平方米土壤表面导出的热量。已知土壤的热导率和热扩散系数分别为k=0.5W/（m·K），α=1.36×10-7m2/s。
答案：
问答题
nA，nB，n。
答案：
问答题
试判断在毛细管中氢和空气的扩散是否为纽特逊扩散。
答案：
问答题
处在高温环境下的立方形物体，由环境向物体内部进行三维稳态热传导，试用微分热量衡算方法导出热传导方程。设物体的热导率为k，其值不受温度变化影响。
答案：
问答题
常压下和10℃的空气以10ms的流速流过内径为50mm的光滑圆管，试分别采用通用速度分布方程和布拉休斯1/7次方定律求算管中心处的流速，并对所获得的结果进行分析比较。
答案：
问答题
对于下述各种运动情况，试采用适当坐标系的一般化连续性方程描述，并结合下述具体条件将一般化连续性方程加以简化，指出简化过程的依据：（1）在矩形截面管道内可压缩流体做稳态一维流动；（2）在平板壁面上不可压缩流体做稳态二维流动；（3）在平板壁面上可压缩流体做稳态二维流动；（4）在圆管中不可压缩流体做轴对称的轴向稳态流动；（5）不可压缩流体做球心对称的径向稳态流动。
答案：
问答题
一半无限大固体x=0~∞，其初始温度为T。在时刻θ=0，通过x=0的表面有一热通量q0（输入），并保持此通量不变。设有关的物性为常数。（1）试从直角坐标系的能量方程式（6-26a）出发，简化为此种情况下的特殊形式，并写出简化过程的依据；（2）将上述方程两侧对x求导，从而得到以热通量q表示的方程，并写出相应的定解条件；（3）求解该方程，获得温度分布的表达式。
答案：
问答题
温度为768K、压力为101.3kPa的空气以30m/s的速度流过一平板表面，为了使x=0.3m处的温度维持278K需向热空气中注入液氧。设氧在90K、1atm的条件下汽化后经壁面注入热空气中，试求注入氧的摩尔通量[kmol/（m2⋅s）]。已知氧在90～278K的温度范围内的平均比热为2.85×104J/（kmol⋅K），汽化潜热为6.8×106J/kmol。平板四周绝热，其上的气体可按空气处理，设Rexc=3×103。
答案：