化工原理(上册)答案

设备内的绝对压强P 绝 = 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa

设备内的表压强 P 表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa

2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?

的油品，油面高于罐底 6.9 m ，油面上方为常压。在

罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距

罐底 800 mm ，孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉

材料的工作应力取为39.23×106 Pa k 问至少需要几个

螺钉？

分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P 油 ≤ σ螺

解：P 螺 = ρgh ×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762=150.307×103 N

σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n ,P 油 ≤ σ螺 得 n ≥ 6.23

取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附

图所示。测得R 1 = 400 mm ， R 2 = 50 mm ，指示液为水

银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气

连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3 = 50 mm 。试求A ﹑B

两处的表压强。

分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差

计，a –a ′为等压面，对于左边的压差计，b –b ′为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本

方程求解。 解：设空气的密度为ρg ，其他数据如图所示

a –a ′处 P A + ρg gh 1 = ρ水gR 3 + ρ水银ɡR 2

由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记

即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05

= 7.16×103 Pa

b-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1

P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa

4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定

分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气

管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水

银，煤油的密度为820Kg／?。试求当压差计读

数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离

ｈ。

分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1

′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。根

据静力学基本方程列出一个方程组求解

解：设插入油层气管的管口距油面高Δh

在1－1′与2－2′截面之间

P1 = P2 + ρ水银gR

∵P1 = P4 ，P2 = P3

且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）

联立这几个方程得到

ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即

ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据

1.03×103×1 - 13.6×103×0.068 = h(1.0×103-0.82×103)

ｈ= 0.418ｍ

5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。以知水银面与基准面的垂直距离分别为：

ｈ1﹦2.3m，ｈ2=1.2m, ｈ3=2.5m,ｈ4=1.4m。锅中水面与基准面之间的垂直距

离ｈ5=3m。大气压强ｐa= 99.3×103ｐａ。试求锅炉上方水蒸气的压强Ｐ。

分析：首先选取合适的截面用以连接两个Ｕ管，本题

应选取如图所示的1－1截面，再选取等压面，

最后根据静力学基本原理列出方程，求解

解：设1－1截面处的压强为Ｐ1

对左边的Ｕ管取ａ-ａ等压面，由静力学基本方程

Ｐ0 + ρ水g(h5-h4) = Ｐ1 + ρ水银g(h3-h4) 代入数据

Ｐ0 + 1.0×103×9.81×(3-1.4) =

Ｐ1 + 13.6×103×9.81×(2.5-1.4)

对右边的Ｕ管取ｂ-ｂ等压面，由静力学基本方程Ｐ1 + ρ水g(h3-h2) = ρ水银g(h1-h2) + ｐａ代入数据

Ｐ1 + 1.0×103×9.81×﹙2.5-1.2﹚= 13.6×103×9.81×﹙2.3-1.2﹚ + 99.3×103

解着两个方程得Ｐ0 = 3.64×105Pa

6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。压差计中以油

和水为指示液，其密度分别为920㎏／ｍ3 ,998㎏／ｍ3,Ｕ管中油﹑水交接面

高度差R = 300 ｍｍ，两扩大室的内径D 为60 ｍ

ｍ，Ｕ管内径ｄ为6 ｍｍ。当管路内气体压强等于

大气压时，两扩大室液面平齐。

分析：此题的关键是找准等压面，根据扩大室一端与大气

相通，另一端与管路相通，可以列出两个方程，联

立求解

解：由静力学基本原则，选取1－1‘为等压面，对于Ｕ管左边ｐ表 + ρ油g(h1+R) = Ｐ1

对于Ｕ管右边Ｐ2 = ρ水gR + ρ油gh2

ｐ表 =ρ水gR + ρ油gh2 -ρ油g(h1+R)

=ρ水gR - ρ油gR +ρ油g（h2-h1）

当ｐ表= 0时，扩大室液面平齐即π（D/2）2（h2-h1）= π（d/2）2R

h2-h1 = 3 mm

ｐ表= 2.57×102Pa

7.列管换热气的管束由121根φ×2.5mm的钢管组成。空气以9m/s速度在列管内流动。

空气在管内的平均温度为50℃﹑压强为196×103Pa(表压)，当地大气压为98.7

×103Pa

试求：⑴空气的质量流量；⑵操作条件下，空气的体积流量；⑶将⑵的计算结果换算成标准状况下空气的体积流量。

解：空气的体积流量ＶS = uA = 9×π/4 ×0.02 2 ×121 = 0.342 m3/s

质量流量 ws =ＶSρ=ＶS ×(MP)/(RT)= 0.342×[29×(98.7+196)]/[8.315×323]=1.09㎏/s

换算成标准状况 V1P1/V2P2 =T1/T2

ＶS2 = P1T2/P2T1 ×ＶS1 = (294.7×273)/(101×323) × 0.342 = 0.843 m3/s

8 .高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管

道中流出，管路出口高于地面2m。在本题特定条

件下，水流经系统的能量损失可按∑ｈf = 6.5 u2

计算，其中u为水在管道的流速。试计算：

⑴ A—A' 截面处水的流速；⑵水的流量，以m3/h计。分析：此题涉及的是流体动力学，有关流体动力学主要是能量恒算问题，一般运用的是柏努力方程式。运用柏努力方程式解题的关键是找准截面和基准面，对于本题

来说，合适的截面是高位槽1—1,和出管口 2—2,,如图所示，选取地面为基准

面。

解：设水在水管中的流速为u ，在如图所示的1—1, ，2—2,处列柏努力方程

Z1ｇ + 0 + Ｐ1/ρ= Z2ｇ+ ｕ2／2 + Ｐ2/ρ + ∑ｈf

（Z1 - Z2）g = u2/2 + 6.5u2 代入数据

(8-2)×9.81 = 7u2 , u = 2.9m/s

换算成体积流量

VS = uA= 2.9 ×π/4 × 0.12 × 3600= 82 m3/h

9. 20℃水以2.5m/s的流速流经φ38×2.5mm的水平管，此管以锥形管和另一φ53×3m

的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧A 、B处各插入一垂直玻璃管

以观察两截面的压强。若水流经A ﹑B两截面的能量损失为1.5J/㎏，求两玻璃

管的水面差（以ｍｍ计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。

分析:根据水流过A、B两截面的体积流量相同和此两截面处的伯努利方程列等式求解

解：设水流经Ａ﹑Ｂ两截面处的流速分别为uA、 uB

uAAA = uBAB

∴ uB = （AA/AB ）uA = （33/47）2×2.5 = 1.23m/s 在Ａ﹑Ｂ两截面处列柏努力方程

Z1ｇ + ｕ12／2 + Ｐ1/ρ = Z2ｇ+ ｕ22／2 + Ｐ2/ρ + ∑ｈf

∵ Z1 = Z2

∴（Ｐ1-Ｐ2）/ρ = ∑ｈf +（ｕ12-ｕ22）／2

g（h1-h 2）= 1.5 + (1.232-2.52) /2

h1-h 2 = 0.0882 m = 88.2 mm

即两玻璃管的水面差为88.2mm

10.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置

如本题附图所示。管路的直径均为Ф76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空

表的读数为24.66×103Pa,水流经吸

入管与排处管（不包括喷头）的能量

损失可分别按∑ｈf,1=2u2，∑

hf,2=10u2计算，由于管径不变，故

式中u为吸入或排出管的流速ｍ/s。

排水管与喷头连接处的压强为98.07

×103Pa（表压）。试求泵的有效功率。分析：此题考察的是运用柏努力方程求算管路系统所要求的有效功率把整个系统分成两部分来处理，从槽面到真空表段

的吸入管和从真空表到排出口段的排出管，在两段分别列柏努力方程。

解：总能量损失∑hf=∑hf+，1∑hf，2

u1=u2=u=2u2+10u2=12u2

在截面与真空表处取截面作方程： z0g+u02/2+P0/ρ=z1g+u2/2+P1/ρ+∑hf，1

（ P0-P1）/ρ= z1g+u2/2 +∑hf，1 ∴u=2m/s

∴ ws=uAρ=7.9kg/s

在真空表与排水管-喷头连接处取截面 z1g+u2/2+P1/ρ+We=z2g+u2/2+P2/ρ+∑hf，2 ∴We= z2g+u2/2+P2/ρ+∑hf，2—（ z1g+u2/2+P1/ρ）

=12.5×9.81+（98.07+24.66）/998.2×103+10×22

=285.97J/kg

Ne= Wews=285.97×7.9=2.26kw

11.本题附图所示的贮槽内径D为2ｍ，槽底与内

径d0为33mm的钢管相连，槽内无液体补充，

其液面高度h0为2m（以管子中心线为基准）。

液体在本题管内流动时的全部能量损失可按

∑hf=20u2公式来计算，式中u为液体在管内

的流速m／s。试求当槽内液面下降1m所需的时间。

分析：此题看似一个普通的解柏努力方程的题，分析题中槽内无液体补充，则管内流速并不是一个定值而是一个关于液面高度的函数，抓住槽内和管内的体积流量相

等列出一个微分方程，积分求解。

解：在槽面处和出口管处取截面1-1，2-2列柏努力方程

h1g=u2/2+∑hf =u2/2+20u2

∴u=(0.48h)1/2=0.7h1/2

槽面下降dh，管内流出uA2dt的液体

∴Adh=uA2dt=0.7h1/2A2dt

∴dt=A1dh/（A20.7h1/2）

对上式积分：t=1.⒏h

12.本题附图所示为冷冻盐水循环系统，盐水的密度为

1100kg／m3，循环量为36m3。管路的直径相同，

盐水由A流经两个换热器而至B的能量损失为

98.1J／kg，由B流至A的能量损失为49J／kg，试求：（1）若泵的效率为70%

时，泵的抽功率为若干kw？（2）若A处的压强表读数为245.2×103Pa时，B

处的压强表读数为若干Pa？

分析：本题是一个循环系统，盐水由A经两个换热器被冷却后又回到A继续被冷却，很明显可以在A-换热器-B和B-A两段列柏努利方程求解。

解：（1）由A到B截面处作柏努利方程

0+uA2/2+PA/ρ1=ZBg+uB2／2+PB／ρ+9.81

管径相同得uA=uB ∴（PA-PB）/ρ=ZBg+9.81

由B到A段，在截面处作柏努力方程B ZBg+uB2／2+PB/ρ+We=0+uA2+PA/ρ+49 ∴We=（PA-PB）/ρ- ZBg+49=98.1+49=147.1J/kg

∴WS=VSρ=36/3600×1100=11kg/s

Ne= We×WS=147.1×11=1618.1w

泵的抽功率N= Ne /76%=2311.57W=2.31kw

（2）由第一个方程得（PA-PB）/ρ=ZBg+9.81得

PB=PA-ρ（ZBg+9.81）

=245.2×103-1100×(7×9.81+98.1)

=6.2×104Pa

13. 用压缩空气将密度为1100kg/m3的腐蚀性液体自低

位槽送到高位槽，两槽的液位恒定。管路直径均

为ф60×3.5mm，其他尺寸见本题附图。各管段的

能量损失为∑ｈf，AB=∑ｈf，CD=u2，∑ｈf，

BC=1.18u2。两压差计中的指示液均为水银。试求当R1=45mm，h=200mm时：（1）压缩空气的压强P1为若干？（2）U管差压计读

数R2为多少？

解：对上下两槽取截面列柏努力方程

0+0+P1/ρ=Zg+0+P2/ρ+∑ｈf

∴P1= Zgρ+0+P2 +ρ∑ｈf

=10×9.81×1100+1100（2u2+1.18u2）

=107.91×103+3498u2

在压强管的B，C处去取截面，由流体静力学方程得

PB+ρg（x+R1）=Pc +ρg（hBC+x）+ρ水银R1g

PB+1100×9.81×（0.045+x）=Pc +1100×9.81×（5+x）+13.6×103×9.81×0.045 PB-PC=5.95×104Pa

在B，C处取截面列柏努力方程

0+uB2/2+PB/ρ=Zg+uc2/2+PC/ρ+∑ｈf，BC

∵管径不变，∴ub=u c

PB-PC=ρ（Zg+∑ｈf，BC）=1100×（1.18u2+5×9.81）=5.95×104Pa

u=4.27m/s

压缩槽内表压P1=1.23×105Pa

（2）在B，D处取截面作柏努力方程

0+u2/2+PB/ρ= Zg+0+0+∑ｈf，BC+∑ｈf，CD

PB=（7×9.81+1.18u2+u2-0.5u2）×1100=8.35×104Pa

PB-ρgh=ρ水银R2g

8.35×104-1100×9.81×0.2=13.6×103×9.81×R2

R2=609.7mm

14. 在实验室中,用玻璃管输送20℃的70%醋酸.管内径为1.5cm,流量为10kg/min,用SI

和物理单位各算一次雷诺准数,并指出流型。

解：查20℃，70％的醋酸的密度ρ= 1049Kg/m3,粘度μ = 2.6mPa·s

用SI单位计算：

d=1.5×10-2m,u=WS/(ρA)=0.9m/s

∴Re=duρ/μ=(1.5×10-2×0.9×1049)/(2.6×103)

=5.45×103

用物理单位计算：

ρ=1.049g/cm3, u=WS/(ρA)=90cm/s,d=1.5cm

μ=2.6×10-3Pa?S=2.6×10-3kg/(s?m)=2.6×10-2g/s?cm-1

∴Re=duρ/μ=(1.5×90×1.049)/(2.6×10-2)

=5.45×103

∵5.45×103 > 4000 ∴此流体属于湍流型

15.在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间

连一倒置U管压差计，以测量两截面的压强差。当水的

流量为10800kg/h时，U管压差计读数R为100mm，粗

细管的直径分别为Ф60×3.5mm与Ф45×3.5mm。计算：

（1）1kg水流经两截面间的能量损失。（2）与该能量

损失相当的压强降为若干Pa？

解：（1）先计算A，B两处的流速：

uA=ws/ρsA=295m/s，uB= ws/ρsB

在A，B截面处作柏努力方程：

zAg+uA2/2+PA/ρ=zBg+uB2/2+PB/ρ+∑hf

∴1kg水流经A，B的能量损失：

∑hf= （uA2-uB2）/2+（PA- PB）/ρ=（uA2-uB2）/2+ρgR/ρ=4.41J/kg

（2）.压强降与能量损失之间满足：

∑hf=ΔP/ρ∴ΔP=ρ∑hf=4.41×103

16. 密度为850kg/m3，粘度为8×10-3Pa·s的液体在内径为14mm 的钢管内流动，溶液

的流速为1m/s。试计算：（1）泪诺准数，并指出属于何种流型？（2）局部速度

等于平均速度处与管轴的距离；（3）该管路为水平管，若上游压强为147×103

Pa，液体流经多长的管子其压强才下降到127.5×103Pa？

解：（1）Re =duρ/μ

=（14×10-3×1×850）/（8×10-3）

=1.49×103 > 2000

∴此流体属于滞流型

（2）由于滞流行流体流速沿管径按抛物线分布，令管径和流速满足

y2 = -2p（u-um）

当ｕ=0时 ,y2 = r2 = 2pum ∴ p = r2/2 = d2/8

当ｕ=ｕ平均=0.5ｕmax= 0.5m/s时,

y2= - 2p（0.5-1）= d2/8

=0.125 d2

∴即与管轴的距离 r=4.95×10-3m

(3)在147×103和127.5×103两压强面处列伯努利方程

u 12/2 + PA/ρ + Z1g = u 22/2 + PB/ρ+ Z2g + ∑ｈf

∵ u 1 = u 2 , Z1 = Z2

∴ PA/ρ= PB/ρ+ ∑ｈf

损失能量ｈf=（PA- PB）/ρ=（147×103-127.5×103）/850

=22.94

∵流体属于滞流型

∴摩擦系数与雷若准数之间满足λ=64/ Re

又∵ｈf=λ×（ι/d）×0.5 u 2

∴ι=14.95m

∵输送管为水平管，∴管长即为管子的当量长度

即：管长为14.95m

17 . 流体通过圆管湍流动时，管截面的速度分布可按下面经验公式来表示：ur=umax

（y/R）1/7 ，式中y为某点与壁面的距离，及y=R—r。试求起平均速度u与最

大速度umax的比值。

分析：平均速度u为总流量与截面积的商，而总流量又可以看作是速度是ur的流体流过2πrdr的面积的叠加即：V=∫0R ur×2πrdr

解：平均速度u = V/A =∫0R ur×2πrdr/（πR2）

=∫0R umax（y/R）1/7×2πrdr/（πR2）

= 2umax/R15/7 ∫0R（R – r）1/7rdr

= 0.82umax u/ umax=0.82

18. 一定量的液体在圆形直管内做滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有

的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？

解：∵管径减少后流量不变

∴u1A1=u2A2而r1=r2

∴A1=4A2 ∴u2=4u

由能量损失计算公式∑ｈf=λ?（ι/d）×（1/2u2）得

∑ｈf，1=λ?（ι/d）×（1/2u12）

∑ｈf，2=λ?（ι/d）×（1/2u22）=λ?（ι/d）× 8（u1）2

=16∑ｈf，1

∴hf2 = 16 hf1

19. 内截面为1000mm×1200mm的矩形烟囱的高度为30 A1m。平均分子量为30kg/kmol，

平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49Pa的真空度。在烟

囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为20℃，地面处的大气压强为

101.33×103Pa。流体经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若

干kg/h？

解：烟囱的水力半径 rН= A/п= (1×1.2)/2(1+1.2)=0.273m

当量直径 de= 4rН=1.109m

流体流经烟囱损失的能量

∑ｈf=λ?（ι/ de）·u2/2

=0.05×(30/1.109)×u2/2

=0.687 u2

空气的密度ρ空气= PM/RT = 1.21Kg/m3

烟囱的上表面压强 (表压) P上=-ρ空气gh = 1.21×9.81×30

=-355.02 Pa

烟囱的下表面压强 (表压) P下=-49 Pa

烟囱内的平均压强 P= (P上+ P下)/2 + P0 = 101128 Pa

由ρ= PM/RT 可以得到烟囱气体的密度

ρ= （30×10-3×101128）/（8.314×673）

= 0.5422 Kg/m3

在烟囱上下表面列伯努利方程

P上/ρ= P下/ρ+ Zg+∑ｈf

∴∑ｈf= (P上- P下)/ρ– Zg

=(-49+355.02)/0.5422 – 30×9.81

= 268.25 = 0.687 u2

流体流速 u = 19.76 m/s

质量流量ωs= uAρ= 19.76×1×1.2×0.5422

= 4.63×104 Kg/h

20. 每小时将2×103kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽。

反应器液面上方保持26.7×103Pa的真空读，高位槽

液面上方为大气压强。管道为的钢管，总长为50m，

管线上有两个全开的闸阀，一个孔板流量计（局部阻

力系数为4），5个标准弯头。反应器内液面与管路出

口的距离为15m 。若泵效率为0.7，求泵的轴功率。解：流体的质量流速ωs = 2×104/3600 = 5.56 kg/s 流速 u =ωs/(Aρ)=1.43m/s

雷偌准数Re=duρ/μ= 165199 > 4000

查本书附图1-29得 5个标准弯头的当量长度: 5×2.1=10.5m

2个全开阀的当量长度: 2×0.45 = 0.9m

∴局部阻力当量长度∑ιe=10.5 + 0.9 = 11.4m

假定 1/λ1/2=2 lg(d /ε) +1.14 = 2 lg(68/0.3) + 1.14

∴λ= 0.029

检验 d/(ε×Re×λ1/2) = 0.008 > 0.005

∴符合假定即λ=0.029

∴全流程阻力损失∑ｈ=λ×(ι+ ∑ιe)/d × u2/2 + ζ×u2/2

= [0.029×(50+11.4)/(68×103) + 4]×1.432/2 = 30.863 J/Kg

在反应槽和高位槽液面列伯努利方程得

P1/ρ+ We = Zg + P2/ρ+ ∑ｈ

We = Zg + (P1- P2)/ρ+∑ｈ

= 15×9.81 + 26.7×103/1073 + 30.863

= 202.9 J/Kg

有效功率 Ne = We×ωs = 202.9×5.56 = 1.128×103

轴功率 N = Ne/η=1.128×103/0.7 = 1.61

×103W

= 1.61KW

21. 从设备送出的废气中有少量可溶物质，在放空

之前令其通过一个洗涤器，以回收这些物质进行综合利用，并避免环境污染。

气体流量为3600m3/h，其物理性质与50℃的空气基本相同。如本题附图所示，

气体进入鼓风机前的管路上安装有指示液为水的U管压差计，起读数为30mm。

输气管与放空管的内径均为250mm，管长与管件，阀门的当量长度之和为50m，

放空机与鼓风机进口的垂直距离为20m，已估计气体通过塔内填料层的压强降为

1.96×103Pa。管壁的绝对粗糙度可取0.15mm，大气压强为101.33×103。求鼓

风机的有效功率。

解：查表得该气体的有关物性常数ρ=1.093 , μ=1.96×10-5Pa·s

气体流速 u = 3600/(3600×4/π×0.252) = 20.38 m/s

质量流量ωs = uAs = 20.38×4/π×0.252×1.093

=1.093 Kg/s

流体流动的雷偌准数 Re = duρ/μ= 2.84×105 为湍流型

所有当量长度之和ι总=ι+Σι e

=50m

ε取0.15时ε/d = 0.15/250= 0.0006 查表得λ=0.0189

所有能量损失包括出口,入口和管道能量损失

即: ∑ｈ= 0.5×u2/2 + 1×u2/2 + (0.0189×50/0.25)· u2/2

=1100.66

在1-1﹑2-2两截面处列伯努利方程

u2/2 + P1/ρ+ We = Zg + u2/2 + P2/ρ + ∑ｈ

We = Zg + (P2- P1)/ρ+∑ｈ

而1-1﹑2-2两截面处的压强差 P2- P1 = P2-ρ水gh = 1.96×103 - 103×9.81×31×103

= 1665.7 Pa

∴We = 2820.83 W/Kg

泵的有效功率 Ne = We×ωs= 3083.2W = 3.08

KW

22. 如本题附图所示，，贮水槽水位维持不变。

槽底与内径为100mm 的钢质放水管相连，

管路上装有一个闸阀，距管路入口端15m 处安有以水银为指示液的U管差压计，

其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路

出口端之间的长度为20m。

（1）.当闸阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm；当闸阀部分开启时，测的R=400mm，h=1400mm。摩擦系数可取0.025，管路入口处的局部阻力系数为0.5。问每小时

从管中水流出若干立方米。

（2）.当闸阀全开时，U管压差计测压处的静压强为若干（Pa，表压）。闸阀全开时le/d≈15，摩擦系数仍取0.025。

解: ⑴根据流体静力学基本方程, 设槽面到管道的高度为x

ρ水g(h+x)= ρ水银gR

103×(1.5+x) = 13.6×103×0.6

x = 6.6m

部分开启时截面处的压强 P1 =ρ水银gR -ρ水gh = 39.63×103Pa

在槽面处和1-1截面处列伯努利方程

Zg + 0 + 0 = 0 + u2/2 + P1/ρ + ∑ｈ

而∑ｈ= ［λ(ι+Σιe)/d +ζ］· u2/2

= 2.125 u2

∴6.6×9.81 = u2/2 + 39.63 + 2.125 u2

u = 3.09/s

体积流量ωs= uAρ= 3.09×π/4×(0.1)2×3600 = 87.41m3/h

⑵闸阀全开时取2-2,3-3截面列伯努利方程

Zg = u2/2 + 0.5u2/2 + 0.025×(15 +ι/d)u2/2

u = 3.47m/s

取1-1﹑3-3截面列伯努利方程

P1'/ρ = u2/2 + 0.025×(15+ι'/d)u2/2

∴P1' = 3.7×104Pa

23. 10℃的水以500L/min 的流量流过一根长为300m 的水平管，管壁的绝对粗糙度为

0.05。有6m 的压头可供克服流动阻力，试求管径的最小尺寸。

解:查表得10℃时的水的密度ρ= 999.7Kg/m3 μ = 130.77×10-5 Pa·s

u = Vs/A = 10.85×10-3/d2

∵∑ｈf = 6×9.81 = 58.86J/Kg

∑ｈf=(λ·ι/d) u2/2 =λ·150 u2/d

假设为滞流λ= 64/Re = 64μ/duρ

∵Hfg≥∑ｈf

∴d≤1.5×10-3

检验得Re = 7051.22 > 2000

∴不符合假设∴为湍流

假设Re = 9.7×104 即 duρ/μ= 9.7×104

∴d =8.34×10-2m

则ε/d = 0.0006 查表得λ= 0.021

要使∑ｈf≤Hfg 成立则

λ·150 u2/d≤58.86

d≥1.82×10-2m

24. 某油品的密度为800kg/m3，粘度为41cP，

由附图所示的A槽送至B槽，A 槽的液

面比B槽的液面高出1.5m。输送管径

为ф89×3.5mm（包括阀门当量长度），进出口损失可忽略。试求：（1）油的流量（m3/h）；（2）若调节阀门的开度，使

油的流量减少20%，此时阀门的当量长度为若干m？

解：⑴在两槽面处取截面列伯努利方程 u2/2 + Zg + P1/ρ= u2/2 + P2/ρ+ ∑ｈf ∵P1= P2

Zg = ∑ｈf= λ·(ι/d)· u2/2

1.5×9.81= λ?(50/82×10-3)·u2/2 ①

假设流体流动为滞流,则摩擦阻力系数

λ=64/Re=64μ/duρ②

联立①②两式得到u =1.2m/s 核算Re = duρ/μ=1920 < 2000 假设成立

油的体积流量ωs=uA=1.2×π/4(82×103)2×3600

=22.8m3/h

⑵调节阀门后的体积流量ωs'= 22.8×(1-20％)=18.24 m3/h

调节阀门后的速度 u=0.96m/s

同理由上述两式 1.5×9.81= λ?(ι/82×10-3)·0.962/2

λ=64/Re=64μ/duρ可以得到ι= 62.8m

∴阀门的当量长度ιe=ι-50 =12.8m

25. 在两座尺寸相同的吸收塔内，各填充不同的填料，并以相同的管

路并联组合。每条支管上均装有闸阀，两支路的管长均为5m

（均包括除了闸阀以外的管件局部阻力的当量长度），管内径

为200mm。通过田料层的能量损失可分别折算为5u12与4u22，

式中u 为气体在管内的流速m/s ，气体在支管内流动的摩擦

系数为0.02。管路的气体总流量为0.3m3/s。试求：（1）两阀全开时，两塔的通气量；（2）附图中AB的能量损失。

分析：并联两管路的能量损失相等，且各等于管路总的能量损失,各个管路的能量损失由两部分组成，一是气体在支管内流动产生的，而另一部分是气体通过填料层

所产生的，即∑ｈf=λ·(ι＋∑ιe/d)· u2/2 ＋ｈf填而且并联管路气体

总流量为个支路之和, 即 Vs= Vs1 + Vs2

解：⑴两阀全开时，两塔的通气量

由本书附图１－２９查得d=200mm时阀线的当量长度ιe=150m

∑ｈf1=λ·(ι1＋∑ιe1/d)· u12/2 + 5 u12

=0.02×(50+150)/0.2· u12/2 + 5 u12

∑ｈf2=λ·(ι2＋∑ιe2/d)· u22/2 + 4 u12

= 0.02×(50+150)/0.2· u22/2 + 4 u12

∵∑ｈf1=∑ｈf2

∴u12/ u22=11.75/12.75 即 u1 = 0.96u2

又∵Vs= Vs1 + Vs2

= u1A1+ u2A2 , A1 = A2 =(0.2)2π/4=0.01π

= (0.96u2+ u2)? 0.01π

= 0.3

∴ u2=4.875m/s u1A=4.68 m/s

即两塔的通气量分别为Vs1 =0.147 m3/s, Vs12=0.153 m3/s

⑵总的能量损失∑ｈf=∑ｈf1=∑ｈf2

=0.02×155/0.2· u12/2 + 5 u12

= 12.5 u12 = 279.25 J/Kg

26. 用离心泵将20℃水经总管分别送至

A，B容器内，总管流量为89m/h3，

总管直径为

ф127×5mm。原出口压强为1.93×105Pa，

容器B内水面上方表压为1kgf/cm

2，总管的流动阻力可忽略，各设备

间的相对位置如本题附图所示。试求：（1）离心泵的有效压头H e；（2）两支管的压头损失Hf，o-A ，Hf，o-B，。解：（1）离心泵的有效压头

总管流速u = Vs/A

而A = 3600×π/4×(117)2×10-6

u = 2.3m/s

在原水槽处与压强计管口处去截面列伯努利方程

Z0g + We = u2/2 + P0/ρ+∑ｈf ∵总管流动阻力不计∑ｈf=0

We = u2/2 + P0/ρ-Z0g

=2.32/2 +1.93×105/998.2 -2×9.81

=176.38J/Kg

∴有效压头He = We/g = 17.98m

⑵两支管的压头损失

在贮水槽和Α﹑Β表面分别列伯努利方程

Z0g + We = Z1g + P1/ρ+ ∑ｈf1

Z0g + We = Z2g + P2/ρ+ ∑ｈf2 得到两支管的能量损失分别为

∑ｈf1= Z0g + We –(Z1g + P1/ρ)

= 2×9.81 + 176.38 –(16×9.81 + 0)

=39.04J/Kg

∑ｈf2=Z0g + We - (Z2g + P2/ρ)

=2×9.81 + 176.38 –(8×9.81 + 101.33×103/998.2)

=16.0 J/Kg

∴压头损失 Hf1 = ∑ｈf1/g = 3.98 m

Hf2 = ∑ｈf2/g = 1.63m

27. 用效率为80%的齿轮泵将粘稠的液体从敞口

槽送至密闭容器中，两者液面均维持恒定，

容器顶部压强表读数为30×103Pa。用旁

路调节流量，起流程如本题附图所示，主

管流量为14m3/h，管径为φ66×3mm，管

长为80m（包括所有局部阻力的当量长度）。

旁路的流量为5m3/h，管径为Φ32×2.5mm，管长为20m（包括除阀门外的管件局部阻力的当量长度）两管路的流型相同，忽

略贮槽液面至分支点o之间的能量损失。被输送液体的粘度为50mPa·s，密度

为1100kg/m3，试计算：（1）泵的轴功率（2）旁路阀门的阻力系数。

解：⑴泵的轴功率

分别把主管和旁管的体积流量换算成流速

主管流速 u = V/A = 14/[3600×(π/4)×(60)2×10-6]

= 1.38 m/s

旁管流速 u1 = V1/A = 5/[3600×(π/4)×(27)2×10-6]

= 2.43 m/s

先计算主管流体的雷偌准数

Re = duρ/μ= 1821.6 < 2000 属于滞流

摩擦阻力系数可以按下式计算

λ= 64/ Re = 0.03513

在槽面和容器液面处列伯努利方程

We = Z2g + P2/ρ+ ∑ｈf

= 5×9.81 + 30×103/1100 + 0.03513×1.382×80/(60×10-3)

=120.93 J/Kg

主管质量流量ωs= uAρ= 1.38×(π/4)×(60)2×1100

= 5.81Kg/s

泵的轴功率 Ne/η= We×ωs/η = 877.58 W

=0.877KW

⑵旁路阀门的阻力系数

旁管也为滞流其摩擦阻力系数λ 1 = 64/ Re1 = 0.04434

有效功We = 0+ u12/2 + 0 + ∑ｈf

= u12/2 + λ·u12/2 ·20/d1 + ε?u12/2

∴旁路阀门的阻力系数ε= (We -u12/2 -λ·u12/2·20/d1)- 2/u12= 7.11

28．本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面维持

恒定，水分别从BC与BD两支管排出，高位槽

液面与两支管出口间的距离为11m，AB段内径

为38mm，长为58m；BC支管内径为32mm，长

为12.5m；BD支管的内径为26mm，长为14m，

各段管长均包括管件及阀门全开时的当量长度。AB与BC 管的摩擦系数为0.03。试计算：

(1)当BD 支管的阀门关闭时，BC支管的最大排水量为若干m3/h？

(2)当所有的阀门全开时，两支管的排水量各为若干m3/h？BD支管的管壁绝对粗糙度为

0.15mm，水的密度为1000kg/m3，粘度为0.001Pa·s。

分析：当BD 支管的阀门关闭时，BC管的流量就是AB总管的流量；当所有的阀门全开时，AB总管的流量应为BC，BD两管流量之和。而在高位槽内，水流速度可以认为忽

略不计。

解:（1）BD 支管的阀门关闭

VS,AB = VS,BC 即

u0A0 = u1A1 u0π382/4 = u1π322/4

∴ u0 = 0.71u1

分别在槽面与C-C,B-B截面处列出伯努利方程

0 + 0 + Z0g = u12/2 + 0 + 0 + ∑ｈf,AC

0 + 0 + Z1g = u02/2 + 0 + 0 + ∑ｈf,AB

而∑ｈf,AC = λ?(ιAB/d0 )·u02/2 + λ?(ιBC/d1)·u12/2

= O.03×(58000/38) ×u02/2 + 0.03·(12500/32)×u12/2

= 22.89 u02 + 5.86 u12

∑ｈf,AB = λ?(ιAB/d0)·u02/2

= O.03×(58000/38)×u02/2

= 22.89 u02

∴u1 = 2.46m/s

BC支管的排水量 VS,BC = u1A1 = 7.1m3/s

⑵所有的阀门全开

VS,AB = VS,BC + VS,BD

u0A0 = u1A1 + u2A2 u0π382/4 = u1π322/4 + u2π262/4

u0382 = u1322 + u2262 ①

假设在BD段满足1/λ1/2=2 lg(d /ε) +1.14

∴λ D = 0.0317

同理在槽面与C-C,D-D截面处列出伯努利方程

Z0g = u12/2 + ∑ｈf,AC

= u12/2 +λ?(ιAB/d0 )·u02/2 + λ?(ιBC/d1)·u12/2 ②

Z0g = u22/2 + ∑ｈf,AD

= u22/2 +λ?(ιAB/d0 )·u02/2 +λD?(ιBD/d2)·u22/2 ③

联立①②③求解得到 u1 = 1.776 m/s, u2 = 1.49 m/s

核算Re = duρ/μ = 26×10-3×1.49×103/0.001 = 38.74×103

(d/ε)/Reλ1/2 = 0.025 > 0.005

∴假设成立

即 D,C两点的流速 u1 = 1.776 m/s , u2 = 1.49 m/s

∴ BC段和BD的流量分别为 VS,BC = 32×10×(π/4)×3600×1.776

= 5.14 m3/s

VS,BD = 26×10×(π/4)×3600×1.49

化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编

化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编

大学课后习题解答之 化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编 绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 24 2m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为

1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9= 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ????????????? ????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ???=? ? ? ?????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425 --?=? ? ? ????????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s 则 ))C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 13 2??=???=?? ????????????????????=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即

化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

下册第一章蒸馏 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。 （2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解： （1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出

t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率？ 解： 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K ＝61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时，算得0 A p ＝68.81mmHg ；0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝0.56， x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无

化工原理试题答案

南京工业大学材料工程导论试题（B）卷闭 试题标准答案 2010--2011 学年第二学期使用班级材实验0801 一、名词解释（每题3分，共18分） 1、泵的气缚与气蚀 答：气缚是离心泵在启动前未充满液体时，泵壳内存在的空气所产生的离心力很小，造成吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内的现象（分）。汽蚀为离心泵叶轮入口最低压力点处压力降至液体在该温度下的饱和蒸汽压时，液体部分汽化并有部分气体解吸，生成大量小汽泡。这些小汽泡在泵内流动过程的突然破裂产生很好的局部冲击压力造成叶轮呈现海绵状、鱼鳞状的破坏现象（分）。 2、运动相似与动力相似 答：运动相似指原、模型对应点两流动相应流线几何相似或流速大小成比例，方向相同。（分）原、模型对应点同名力作用下的流动，相同同名力大小成比例的现象称动力相似。（分）3、节点与控制容积： 答：节点是数值模拟中需要求解未知量的几何位置（分）控制容积：数值模拟中用于控制方程的最小几何单位（分）。 4、油的闪点与着火点 答：闪点：液体燃料受热时表面出现油蒸汽，当蒸汽浓度增大到遇到很小的点火源即发生瞬间闪火现象时的最低温度（分）。着火点为液体燃料自燃的最低温度。（分） 5、扩散传质与对流传质 答：在浓度差驱动下通过分子热运动而引起的组分传递现象称扩散传质；（分）流体中由于流体宏观流动引起物质从一处迁移到另一处的现象称对流传质。（分） 6、恒定干燥条件与干燥曲线 答：恒定干燥条件是干燥介质（或热空气）的温度、湿度、流速及与物料的接触方式在整个干燥过程中保持不变的条件（2分）。干燥曲线：表征相同干燥条件下，物料含水量X 及物料表面温度与干燥时间的关系曲线。 二、简答题（每题6分，共36分） 1、根据所学流体力学知识，简述减小管内流体流动阻力的途径及措施。 答：途径1：改进流体外部边界，改善边壁对流动的影响，具体措施有：（1）减小管壁粗造度；（2）采用柔性边壁代替刚性边壁；（3）采用平顺管道进口、渐扩管、突扩管；

化工原理第二版习题答案

第四章 习题 2． 燃烧炉的内层为460mm 厚的耐火砖,外层为230mm 厚的绝缘砖。若炉的内表面温度t 1为1400℃,外表面温度t 3为100℃。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层砖接触良好,已知耐火砖的导热系数为t 0007.09.01+=λ,绝缘砖的导热系数为t 0003.03.02+=λ。两式中t 可分别取为各层材料的平均温度,单位为℃,λ单位为W/(m·℃)。 解：设两砖之间的界面温度为2t ，由 231212 12 t t t t b b λλ--=，得 2 223312 23 1400100 94946010/(0.90.000723010/(0.30.0003)2 2 t t t C t t t t ----= ?=++?+? ?+? o 热通量 2 12 1689/14009490.40/0.970.00072t t q W m -= =+?? +? ? ??

3．直径为mm mm 360?φ,钢管用30mm 厚的软木包扎,其外又用100mm 厚的保温灰包扎,以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层外表面温度10℃。已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/(m ·℃),试求每米管长的冷量损失量。 解：每半管长的热损失，可由通过两层圆筒壁的传热速率方程求出： 13 321122 11 ln ln 22t t Q r r L r r πλπλ-=+ 110010 1601160 ln ln 2 3.140.043302 3.140.000760 --= +???? 25/W m =- 负号表示由外界向体系传递的热量，即为冷量损失。

化工原理课后答案

3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？ 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～

化工原理试题及答案

中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分，占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa，则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为Pa，真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于，润湿周边等于，当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一

7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90o C，出口温度为50o C，冷水进口温度为15o C，出口温度为53o C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑，颜色较浅; B?表面粗糙，颜色较深; C?表面粗糙，颜色较浅; D?表面光滑，颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) ， A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m，切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数K c为?

化工原理 第二版 答案

第二章 习题 1. 在用水测定离心泵性能的实验中，当 流量为26 m 3/h 时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152 kPa 和24.7 kPa ，轴功率为 2.45 kW ，转速为2900 r/min 。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m ，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。 解：在真空表和压强表测压口处所在的截面11'-和22'-间列柏努利方程，得 22112212,1222e f p u p u z H z H g g g g ρρ-+++=+++∑ 其中：210.4z z m -=41 2.4710()p P a =-?表压 52 1.5210p Pa =?(表压) 12u u = ,120f H -=∑ 则泵的有效压头为： 5 21213(1.520.247)10()0.418.41109.81 e p p H z z m g ρ-+?=-+=+=? 泵的效率3 2618.4110100%53.2%1023600102 2.45e e Q H N ρη??==?=??

该效率下泵的性能为： 326/Q m h = 18.14H m =53.2%η= 2.45N kW =

3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为 760 kg/m 3，黏度小于20 cSt ，在贮存条件下饱和蒸气压为80kPa ，现拟用 65Y-60B 型油泵将此油品以15 m 3/h 的流 量送往表压强为177 kPa 的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m ，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m 和4 m 。试核算该泵是否合用。 若油泵位于贮槽液面以下1.2m 处，问此泵能否正常操作?当地大气压按101.33kPa 计。 解：要核算此泵是否合用，应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头,e e H Q 的值，然后与泵能提供的压头数值 比较。 由本教材附录24 (2)查得65Y-60B 泵的性能如下： 319.8/Q m h =，38e H m =，2950/min r r =， 3.75e N kW =，55%η=，() 2.7r NPSH m = 在贮槽液面11'-与输送管出口外侧截面22'-间列柏努利方程，并以截面11'-

化工原理课后习题解答

化工原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.） 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤σ螺 解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7

至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气 连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。试求A﹑B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a– a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分 别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示 a–a′处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 = 7.16×103 Pa b-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1 P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示 液为水银，煤油的密度为820Kg／?。试求当 压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气 管出口距离ｈ。 分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解 解：设插入油层气管的管口距油面高Δh 在1－1′与2－2′截面之间

化工原理课后题答案(部分)

化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由 于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一 组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压

以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。 解：①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α= P A */P B *计算出各温度下的相对挥发度： t(℃) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7

化工原理试卷及答案

化工原理试卷及答案 1填空题（每空 1 分，共 20 分） 1．某容器内的绝对压强为200 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，则表压为______。 2．在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有 、 和 。 3．热量传递的基本方式有 、 和 。 4．吸收因子A 可表示为 ，它是 与 的比值。 5．空气的干球温度为t ，湿球温度为t w ，露点温度为t d ，当空气的相对湿度等于1时，则t 、 t w 和t d 的大小关系为 。 6．吸收操作一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分 差异来达到分离的目的；精馏操作则一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分的 差异来达到分离的目的。 7．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。 8．全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 ，提馏段操作线的斜率为 ，对相同的x D 和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数 。 一、 选择题（每小题 2 分，共 20 分） 1．不可压缩流体在圆管内作稳定流动，流动速度与管径的关系是 （ ） A . 21221()u d u d = B ．2112 2 ()u d u d = C ． 11 22 u d u d = D ． 12 21 u d u d = 2．离心泵的特性曲线是在哪种情况下测定 （ ） A ．效率一定 B ．功率一定 C ．转速一定 D ．管路（l +∑l e ）一定 3． 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝11600 W?m -2?K -1 ，α2＝116 W?m -2?K -1，要提高总传热系数K ，最简单有效的途径是 （ ） A ．设法增大α1 B ．设法增大α2 C ．同时增大α1和α2 D ．不确定 4．在降尘室内，要使微粒从气流中除去的条件是 （ ）

化工原理课后答案

3．在大气压力为的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=,R=。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～

化工原理上册选择填空判断题库包含答案

化工原理试题库（上册） 第一章流体流动 一、选择题 1. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（ A ）。 A.零 B.正数 C.负数 D.任意值 2. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（ A ）的焓为零。 A.0℃液体 B.0℃气体 C.100℃液体 D.100℃气体 3. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ D ）。 A.阻力越大，静压强下降就越大 B.流体的粘度越大，阻力越大 C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa，用基本单位表示是（ C ）。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 5. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 6. 对可压缩流体，满足( C )条件时，才能应用柏努力方程求解。 A. )%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp12 1式中压强采用表压表示 C. )%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1 2 1式中压强采用绝压表示 7. 判断流体的流动类型用（ C ）准数。 A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线 9. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ B ）有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体（ C ）速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均 12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 13. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ C ）。 A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m 2 14. 流体在长为2m、高为1m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ A ）。 A. 1.33m； B. 2.66m； C. 0.33m； D. 0.66m。 15. 流体在内管外径为25mm，外管内径为70mm的环隙流道内流动，则该环隙流道的当量直径为（ D ）。 A. 25mm； B. 70mm； C. 95mm； D. 45mm。 16. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( C ) A. u ＝3/2.umax B. u ＝0.8 umax C. u ＝1/2. umax D u =0.75 umax 17. 判断流体流动类型的准数为（ A ） A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数 18. 流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ） A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 19. 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（ A ） A．层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态 20. 计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ） A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 21. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将（ A ）。 A. 增大； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 22. 流体的压强有多种表示方式，1标准大气压为 ( C ) A.780mm汞柱 B.1Kgf/cm2 D.10130Pa 23. 流体在圆管中层流流动，若只将管内流体流速提高一倍，管内流体流动型态仍为层流，则阻力损失为原来的（ B ）倍。 A.4 B.2 C.2 D.不能确定 24. 阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为 ( A ) A.1.0 B.0.5 25. 在柏努利方程式中，P/ρg被称为 ( A ) A.静压头 B.动压头 C.位压头 D.无法确定 26. 流体的流动形式可用雷诺准数来判定，若为湍流则Re ( D ) A.<4000 B.<2000 C.>2000 D.>4000 27. 不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为（ A ）可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为（ D ） 3 A.u1Ａ1=u2Ａ2 B.u1Ａ2=u2Ａ1

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法

化工原理课后答案

第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力

化工原理试题库(含答案)

化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范 围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水 试题一答案： 一、 填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、 层流、过渡流和湍流。 2、 增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、 启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁 路阀来调节流量的。 5、 分散、连续。 6、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、 热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 试题二

化工原理第二版上册答案

绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf= N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ?? ????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ ，l b= kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm= kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=?? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s

化工原理(上)考试试题及答案

化工原理（上）考试试题A、B卷 题型例及思路 试题题型--- 填空10% （5小题）； 气体的净制按操作原理可分为________________、______________、 _______________.旋风分离器属________ ___ _ 。 选择10% （5小题）； 为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差 （ρ 指 --ρ）的值（）。 A. 偏大； B. 偏小； C. 越大越好。 判断10% （5小题）； 若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来 说，洗涤速率=过滤未速度。（） 问答10% （2~3小题）； 为什么单缸往复压缩机的压缩比太大，会使压缩机不能正常工作？ 计算60% （4小题）。 计算题题型： 一、流体流动与输送 20分 1、已知两截面的压强P 1 P 2 高度差⊿Z 有效功W e 摩擦系数λ管路总长Σl 管直径与壁厚φ密度ρ ,求体积流量 V (m3/h). 解题思路：求体积流量，需要知道管内流速。先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，衡算式中只有速度未知。求出速度，再乘于管道面积即得体积流量，再进行单位换算。 2、已知高度差⊿Z P 1 P 2 管路总长Σl 体积流量V 摩擦系数λ, 求(1)管径 d ;(2)在此管径d下, 摩擦系数λ改变后的体积流量V . 解题思路：（1）求管径，先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，无有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，其中速度用已知的体积流量除于管道截面积表示，当中包含了直径，进行体积流量的单位换算，整个衡算只有直径未知。（2）在确定的直径下，用改变了的摩擦系数求体积流量，方法同题1。 3、已知管直径与壁厚φ密度ρ粘度μ位置高度Z 管路总长Σl (层流λ=64/Re, 需判断)，两截面的压强P 1 P 2 体积流量V 泵效率η，求轴功率N. 解题思路：求轴功率，需要求出有效功率，则先选取截面，列出机械能衡算式，代入