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文档简介

1、传递过程原理习题一一、在一内径为2cm的水平管道内，测得距管壁5mm处水的流速为10.0cm/s。水在283K温度下以层流流过管道。问：（1）管中的最大流速。（2）查出283K下水的粘度，注明出处。（3）每米管长的压强降（N/m2/m）。（4）验证雷诺数。【解】：(1) （1）在r =0处，即管中心处速度最大为本题中R=1cm, 在r =1-0.5=0.5cm，v=0.1m/s，带入（1）得， 0.133m/s=13.3cm/s(2) Pa.s(3) =6.97 Pa/s(4) 2100为层流二、用量纲确证有效因子（2.3节）中的K为无量纲数。（）【解】：所以，故，K为无量纲数三、对双组份A和

2、B系统证明下列关系式： 1（从出发先推出wA与xA的关系式） 2（从出发先推出xA与wA的关系式）【解】方法1：从wA与xA的关系式推导（MA与MB为常量）， 求导（略），得， 求导（略），得 注意： 方法2：从M的定义推导 （2）（1），得（1）（2），得四、在管内CO2气体与N2气进行等摩尔逆向扩散。管长为0.20m，管径为0.01m，管内N2气的温度为298K，总压为101.32kPa。管两端CO2的分压分别为456mmHg和76mmHg。CO2通过N2气的扩散系数DAB=1.6710-5m2/s。试计算CO2的扩散通量。【解】取柱坐标，设A为CO2，B为N2，L为管长。假设（1）一维定

3、态 （2）等摩尔逆向扩散：NAz+NBz=0 （3）理想气体：并有p=const，T=const，DAB=const由假设（1）作壳体平衡，得NAz=const由假设（2）由假设（3）再利用Fick扩散定律（一维），（本例即为），C，DAB均为常数（k1=const）解得xA=k1z+k2由边条件可定出通量附：管道体积管道的气体量讨论：圆截面通量wA为1.3410-7mol/s，与管道内气体量6.4210-4mol相比很小，可见求通量时，假设为“定态”可认为是合理的。五、通过非等温球形膜的扩散（双组份）问题的求解。方程： 边界条件：当r=r1时，xB=xB1 当r=r2时，xB=xB2假定，C=p/RT，p=常量，NBr=0（组份B静止）求：（1）xB=f（r，xB1，xB2）的表达式。（n-2） （2） （n-2） （3）用洛必大法则求出n=-2时的xA和WA。【解】： （a）因为NBr=0，上式可以化简为：， (b)即 (c)又， 即， (d)，可推出： （e）C=p/RT ，(e), (d)带入（c）得， 令：

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