计算题

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

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uz=u0），试推导在恒管壁传质通量情况下的舍伍德数

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kcm。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？

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Rexc=5×105，固体萘的密度为1145kg m3，萘的扩散系数为5.16×106m2 s，萘的饱和蒸气压为0.6209mmHg。

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kcx，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5.16×106m2 s，萘的饱和蒸气压为0.6209mmHg，临界雷诺数为5×105。

问答题一长为15m、宽为5m的水池内充有水。相对湿度为0.5的空气以2.2m s的速度吹过水面，系统温度为298K。已知298K时水蒸气的饱和密度为0.023kg m3，水蒸气在空气中的扩散系数为0.26×10-4m2 s。试求每天损失的水量。设临界雷诺数为5×105。