化工原理第二版答案(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 00856.04

4??=??=???

??

??????????????=--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

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=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9

=

则

()C kg kJ 005.1C 5F 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 742

5

--?=?????

??????????????=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

()()()

L

L

10C

B

4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -?=

式中 H E —等板高度，ft ；

G —气相质量速度，lb/(ft 2?h)； D —塔径，ft ；

Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3

A 、

B 、

C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。 试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为SI 单位。

解：上面经验公式是混合单位制度，液体黏度为物理单位制，而其余诸物理量均为英制。

经验公式单位换算的基本要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系，导出物理量“数字”的表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都变为所希望的单位。具体换算过程如下： （1）从附录查出或计算出经验公式有关物理量新旧单位之间的关系为

m 3049.0ft 1=

()()s m kg 10356.1h ft lb 1232??=?- （见1）

α量纲为一，不必换算

s Pa 101cp 13??=-

13lb ft =13

3lb 1kg 3.2803ft ft 2.2046lb 1m ?????? ???????????

=16.01 kg/m 2

(2) 将原符号加上“′”以代表新单位的符号，导出原符号的“数字”表达式。下面以H E 为例：

m ft E

E H H '= 则 E

E E

E 2803.3m

ft 2803.3ft m ft m H H H H '=?'='= 同理 ()

G G G '=?'=-5.73710356.13

D D '=2803.3 002803.3Z Z '= ()3L

L 101-?'=μμ

L L

L 06246.001.16ρρρ'='= (3) 将以上关系式代原经验公式，得

()()()???

?

?

?

'''???

'?'???='-L

L

310 1.24-0.1

4E

0624.010002803.33048.02803.301.125.7371078.257.09.32803.3ρμα

Z D G H

整理上式并略去符号的上标，便得到换算后的经验公式，即

()

()L

L

3101.240.1

-4E 4.39205.010084.1ραμZ D G A H -?=

第一章 流体流动

流体的重要性质

1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。

解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313

314.86000

0.10005.53.101t =???+==RT pV n 各组分的质量：

kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m

kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =??=?=M n m

2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。

解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m

33

122

1

1

21t m 157.0m 7106083060=???

? ??+=+

=

+=ρρm m V V V 3

3t t m m kg 33.764m kg 157

.0120===

V m ρ 流体静力学

3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？

解：（1）设备内绝对压力

绝压=大气压-真空度= ()

kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数

真空度=大气压-绝压=()

kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-?

4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？ 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为

[]

（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133?=-??+?=+=gh p p ρ

作用在孔盖上的总力为

N 10627.3N 76.0

4

π

103.10110813.1)(4233a ?????-=＝）－＝（A p p F

每个螺钉所受力为

N 10093.6N 014.04

π

105.39321?=÷??=F

因此

()（个）695.5N 10093.610627.3341≈=??==F F n

5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力

()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ

（2）B 点的压力

()（表）

Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441

汞A B ?=??+?=+=gR p p ρ 6．如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U 管压差计，指示液为水银，读数R =100 mm ，h =800 mm 。为防止水银扩散至空气中，在水银面上方充入少量水，其高度可以忽略不计。已知当

地大气压力为101.3 kPa ，试求管路中心处流体的压力。

解：设管路中心处流体的压力为p 根据流体静力学基本方程式，A A p p '= 则 a ++p gh gR p ρρ=汞水

()80.132kPa

Pa 1.08.9136008.08.91000103.1013

=??-??-?=--=gR

gh p p a 汞水ρρ

习题5附图

习题4附图

习题6附图

7．某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过13.3 kPa （表压），在炉外装一安全液封管（又称水封）装置，如本题附图所示。液封的作用是，当炉内压力超过规定值时，气体便从液封管排出。试求此炉的安全液封管应插入槽内

水面下的深度h 。

解：3.13=gh 水ρ

()()m 36.1m 8.9100010003.133.13=??==g h 水ρ

流体流动概述

8. 密度为1800 kg/m 3的某液体经一内径为60 mm 的管道输送到某处，若其平均流速为0.8 m/s ，求该液体的体积流量（m 3/h ）、质量流量（kg/s ）和质量通量[kg/(m 2·s)]。

解： h m 14.8s m 360006.04

14

.38.04π3322h =???===d u uA V

s kg 26.2s kg 100006.04

14

.38.04π22s =???===ρρd u

uA w ()()s m kg 800s m kg 10008.022?=??==ρu G

9．在实验室中，用内径为1.5 cm 的玻璃管路输送20 ℃的70%醋酸。已知质量流量为10 kg/min 。试分别用用SI 和厘米克秒单位计算该流动的雷诺数，并指出流动型态。 解：（1）用SI 单位计算

查附录70%醋酸在20 ℃时，s Pa 1050.2m kg 106933??==-μρ， 0.015m cm 5.1==d

()s m 882.0s m 1069015.04π60102b =???=u

()5657105.21069882.0015.03b =???==

-μ

ρ

du Re 故为湍流。

（2）用物理单位计算

()s cm g 025.0cm g 10693?==μρ， cm 5.1=d ，s m c 2.88b ==u 5657025.0069.12.885.1b =??==

μ

ρ

du Re

10．有一装满水的储槽，直径1.2 m ，高3 m 。现由槽底部的小孔向外排水。小孔的直径为4 cm ，测得水流过小孔的平均流速u 0与槽内水面高度z 的关系为：

zg u 262.00=

试求算（1）放出1 m 3水所需的时间（设水的密度为1000 kg/m 3）；（2）又若槽中装满煤油，其它条件不

习题7附图

变，放出1m 3煤油所需时间有何变化（设煤油密度为800 kg/m 3）？ 解：放出1m 3水后液面高度降至z 1，则

()m 115.2m 8846.032.1785.01

201=-=?-=z z

由质量守恒，得

21d 0d M w w θ-+=，01=w （无水补充）

200000.622w u A A gz

A ρρ==（为小孔截面积）

AZ M ρ= (A 为储槽截面积) 故有 0262.00=+θρρd dz A gz A

即

θd A

A gz

dz 0

62

.02-= 上式积分得 ))((

262.02

2

112100

z z A A g -=

θ ()min 1.2s 4.126s 115.2304.0181.9262.02

2

1212

==-??

? ???=

11．如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m ，水从φ108 mm ×4 mm 的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m 。已知水流经系统的能量损失可按∑h f =5.5u 2计算，其中u 为水在管内的平均流速（m/s ）。设流动为稳态，试计算（1）A -A '截面处水的平均流速；（2）水的流量（m 3/h ）。 解：（1）A - A '截面处水的平均流速

在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得

22121b12b2f 1122p p gz u gz u h ρρ

++=+++∑ （1） 式中 z 1=7 m ，u b1～0，p 1=0（表压） z 2=1.5 m ，p 2=0（表压），u b2 =5.5 u 2 代入式（1）得

22b2

b2

19.8179.81 1.5 5.52

u u ?=?++ s m 0.3b =u

（2）水的流量（以m 3/h 计）

()h m 78.84s m 02355.0004.02018.04

14.30.3332

b2s ==?-??==A u V

习题11附图 习题12附图

12．20 ℃的水以2.5 m/s 的平均流速流经φ38 mm ×2.5 mm 的水平管，此管以锥形管与另一φ53 mm ×3 mm 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力。若水流经A 、B 两截面间的能量损失为1.5 J/kg ，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。

解：在A 、B 两截面之间列机械能衡算方程

22121b12b2f 1122p p gz u gz u h ρρ

++=+++∑

式中 z 1=z 2=0，s m 0.3b1=u

s m 232.1s m 2003.0053.020025.0038.05.22

22

21b12

1

b1b2=???

???-?-=???

? ??=???? ??=d d u A

A u u

∑h f =1.5 J/kg

kg J 866.0kg J 5.125.2232.12

22f 2

b1

2b2b22

1-=???

?

??+-=+

-=-∑

h u u u p p ρ

故

mm 3.88m 0883.0m 81.9866.02

1===-g

p p ρ 13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为1.0133?105 Pa 。流体密度为800 kg/m 3。精馏塔进口处的塔内压力为1.21?105 Pa ，进料口高于储罐内的液面8 m ，输送管道直径为φ68 mm ?4 mm ，进料量为20 m 3/h 。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ，求泵的有效功率。

解：在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式，得

22

1122

1e 2f 22

p u p u gZ W gZ h ρρ+++=+++∑ ()s m 966.1s m 004.02068.04

14.33600204πkg

J 700m 0.8Pa 1021.1Pa 100133.12

22f

1125251=?-?===

=≈=-?=?=∑d V

A V u h

u Z Z p p ；；

；；

()22

2121e 21f 2

p p u u W g Z Z h ρ--=++-+∑ ()()768.9W

W 173800360020kg J 175kg J 704.7893.146.2kg

J 700.88.92966.1800100133.121.1e s e 25=??===+++=??

?

???+?++?-=W w N W e 14．本题附图所示的贮槽内径D =2 m ，槽底与内径d 0为32 mm 的钢管相连，槽内无液体补充，其初始液面高度h 1为2 m （以管子中心线为基准）。液体在管内流动时的全部能量损失可按∑h f =20 u 2计算，式中的u 为液体在管内的平均流速（m/s ）。试求当槽内液面下降1 m 时所需的时间。 解：由质量衡算方程，得

习题13附图

习题14附图

12d d M W W θ=+ （1）

2120b π04

W W d u ρ==， （2）

2d πd d 4d M h D ρθθ= （3）

将式（2），（3）代入式（1）得

220b πd 044d h d u D πρρθ

+=

即 2b 0d ()0d D h u d θ

+= （4）

在贮槽液面与管出口截面之间列机械能衡算方程

22b1b21212f 22u u p p gz gz h ρρ

++=+++∑ 即 2222b b f b b 2020.522

u u gh h u u =+∑=+= 或写成 2b 20.59.81

h u =

b u = （5） 式（4）与式（5）联立，得

22d ()00.032d h θ=

即 θd h

h =-d 5645

i.c. θ=0，h =h 1=2 m ；θ=θ，h =1m 积分得 [] 1.3h s 4676s 212564521==-?-=θ 动量传递现象与管内流动阻力

15．某不可压缩流体在矩形截面的管道中作一维定态层流流动。设管道宽度为b ，高度2y 0，且b >>y 0，流道长度为L ，两端压力降为p ?，试根据力的衡算导出（1）剪应力τ随高度y （自中心至任意一点的距离）变化的关系式；（2）通道截面上的速度分布方程；（3）平均流速与最大流速的关系。 解：（1）由于b>>y 0 ,可近似认为两板无限宽，故有 y L

p yb p bL ?-=??-=

)2(21τ （1） （2）将牛顿黏性定律代入（1）得

d d u y τμ=-

d d u p y y L μ?=

上式积分得

C y L

p u +?=22μ （2）

边界条件为 y =0，u =0，代入式（2）中，得 C =-2

02y L

p C μ?=

因此 )(2202y y L p u -?=μ （3）

（3）当y =y 0，u =u max

故有 2

0max 2y L p u μ?-=

再将式（3）写成

2max 01()y u u y ??=-?

???

（4） 根据u b 的定义，得

2b max max

112d 1()d 3

A A y u u A u A u A A y ??==-=???

?

????

16．不可压缩流体在水平圆管中作一维定态轴向层流流动，试证明（1）与主体流速u 相应的速度点出现在离管壁0.293r i 处，其中r i 为管内半径；（2）剪应力沿径向为直线分布，且在管中心为零。 解：（1）22max b i i 1()21()r r u u u r r ????=-=-??

??????

（1） 当u =u b 时，由式（1）得 2i

1()12

r r =-

解得 i 707.0r r =

由管壁面算起的距离为i i i i 293.0707.0r r r r r y =-=-= （2） 由d d u

r

τμ

=- 对式（1）求导得 max 2

i 2d d u u r r r =

故 max b 2

2i i

24u u r r r r μμτ== （3） 在管中心处，r =0，故τ=0。

17．流体在圆管内作定态湍流时的速度分布可用如下的经验式表达

7

1max z 1??

? ??

-=R r u u 试计算管内平均流速与最大流速之比u /u max 。

解：17

R

R

z max 2

2

11

2πd 12πd ππr u u r r u r r R R

R ??

=

=- ???

?

?

令

R 1

1

1721787z max max max

22

00

1(1)112πd 2π(1)d 2()d 0.817ππr

y r R y R

u u r r y u R y y u y y y u R R

-

==-==-=-=??

?，则 18．某液体以一

定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动。若管长及液体物性不变，将管径减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？

解：流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时 f p ?=f h ρ∑ 或

f h ∑

=f p ?/ρ=λ

2

b 2

u L d ρ

∑∑f1

f2h

h =（

2

b1

b22112))()(u u d d λλ 式中 2

1d d =2 ，b2b1u u =（21d d

）2 =4

因此

∑∑f1

f2h

h

=221

(

)(2)(4)λλ=3212λλ

又由于 25

.0Re

316.0=λ

12λλ=（25021.)Re Re =（0.251b12b2

)d u d u =（2×25041

.)=（0.5）0.25=0.841

故

∑∑f1

f2h

h

=32×0.84=26.9

19．用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持25.9×103 Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为φ76 mm ×4 mm 的钢管，总长为35 m ，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）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17 m 。若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。（已知溶液的密度为1073 kg/m 3，黏度为6.3?10-4 Pa ?s 。管壁绝对粗糙度可取为0.3 mm 。）

解：在反应器液面1-1，

与管路出口内侧截面2-2，

间列机械能衡

算方程，以截面1-1，

为基准水平面，得

22b1b2121e 2f 22u u p p gz W gz h ρρ+++=+++∑ （1） 式中 z 1=0，z 2=17 m ，u b1≈0 s m 43.1s m 1073

068.0785.036001024

24

2b2=????==

ρ

π

d w

u p 1=-25.9×103 Pa (表)，p 2=0 (表)

习题19附图

将以上数据代入式（1），并整理得

2

b221e 21f ()2u p p W g z z h ρ

-=-+++∑

=9.81×17+24312.+1073

109.253

?+

f

h ∑=192.0+f

h ∑

其中

f

h ∑=（λ+

e

L L d

+∑+∑ζ）2

b22

u

=Re b du ρμ

=3

0.068 1.431073

0.6310-???=1.656×105 0044.0=d e

根据Re 与e /d 值，查得λ=0.03，并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为 闸阀（全开）： 0.43×2 m =0.86 m

标准弯头： 2.2×5 m =11 m

故 f h ∑=(0.03×350.8611

0.068+++0.5+4)kg J 243.12=25.74J/kg

于是 ()kg J 217.7kg J 74.250.192e =+=W 泵的轴功率为

s N =e W η/w =W 7

.036001027.2174

???=1.73kW

流体输送管路的计算

20．如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15 m 处安有以水银为指示液的U 管压差计，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直管长度为20 m 。

（1）当闸阀关闭时，测得R =600 mm 、h =1500 mm ；当闸阀部分开启时，测得R =400 mm 、h =1400 mm 。摩擦系数λ可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为0.5。问每小时从管中流出多少水（m 3）？

（2）当闸阀全开时，U 管压差计测压处的压力为多少Pa （表压）。（闸阀全开时L e /d ≈15，摩擦系数仍可取0.025。）

解：（1）闸阀部分开启时水的流量

在贮槽水面1-1，与测压点处截面2-2，间列机械能衡算方程，并通过截面2-2，

的中心作基准水平面，得

22

b1b21212f 12

22u u p p gz gz h ρρ

++=+++∑，－ （a ） 式中 p 1=0(表)

()（表）Pa 39630Pa 4.181.910004.081.913600O H Hg 22=??-??=-=gR gR p ρρ u b2=0，z 2=0

习题20附图

z 1可通过闸阀全关时的数据求取。当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静力学基本方程知 2

H O 1Hg ()g z h gR ρρ+= （b ）

式中 h =1.5 m, R =0.6 m 将已知数据代入式（b ）得

m 66.6m 5.110006.0136001=??

?

??-?=z 2

2

22b b f,1-2c b b 15() 2.13(0.0250.5) 2.132

0.1

2

u u L h u u d

λζ∑=+==?+=

将以上各值代入式（a ），即 9.81×6.66=2

b 2

u +

1000

39630

+2.13 u b 2 解得 s m 13.3b =u 水的流量为 ()s m 43.1m 13.31.0785.036004

π3600

332b 2

s =???==u d V （2）闸阀全开时测压点处的压力

在截面1-1，

与管路出口内侧截面3-3，

间列机械能衡算方程，并通过管中心线作基准平面，得

22

b1b33113f 13

22u u p p gz gz h ρρ

++=+++∑，－ （c ） 式中 z 1=6.66 m ，z 3=0，u b1=0，p 1=p 3

2e b f,13c ()2L L u h d λζ-+∑∑=+=2

2b b 350.025(15)0.5 4.810.12u u ??++=???? 将以上数据代入式（c ），即 9.81×6.66=2

b 2

u +4.81 u b 2

解得 s m 13.3b =u

再在截面1-1，与2-2，

间列机械能衡算方程，基平面同前，得

22

b1b21212f 12

22u u p p gz gz h ρρ

++=+++∑，－ （d ） 式中 z 1=6.66 m ，z 2=0，u b1≈0，u b2=3.51 m/s ，p 1=0（表压力）

kg J 26.2kg J 2

51

.35.01.05.1025.02

2

f,1=??? ??+=∑-h

将以上数值代入上式，则

2.261000251.366.681.922

++=?p

解得 p 2=3.30×104 Pa （表压）

21．10 ℃的水以500 l/min 的流量流经一长为300 m 的水平管，管壁的绝对粗糙度为0.05 mm 。有6 m 的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。

解：由于是直径均一的水平圆管，故机械能衡算方程简化为 12f p p h ρ

-=∑

上式两端同除以加速度g ，得 g

p p ρ21-=

f

h ∑/g=6 m （题给）

即

f h ∑

=2

b 2

u L d λ=6×9.81 J/kg =58.56 J/kg （a ） 223

2s b 01062.04

π60105004π--=??==d d d V u 将u b 代入式（a ），并简化得

λ4510874.2-?=d （b ） λ与Re 及e /d 有关，采用试差法，设λ=0.021代入式（b ），求出d =0.0904m 。 下面验算所设的λ值是否正确：

000553.00904.01005.03=?=-d e s m 3.1s m 0904.001062.02b ==u 10 ℃水物性由附录查得

ρ=1000 kg/m 3，μ=130.77×10-5 Pa s ?

()45b 1099.81077.130100003.10904.0?=???=-μρdu Re 由e /d 及Re ，查得λ=0.021 故 m m 4.90m 0904.0==d

22．如本题附图所示，自水塔将水送至车间，输送管路用

114mm 4φ?mm 的钢管，管路总长为190 m （包括管件与阀门的当

量长度，但不包括进、出口损失）。水塔内水面维持恒定，并高于出水口15 m 。设水温为12 ℃，试求管路的输水量（m 3/h ）。

解：在截面11'-和截面22'-之间列柏努利方程式，得

22

1122

12f 22p u p u gZ gZ h ρρ++=+++∑

55122111.013310Pa 1.013310Pa 15.0m 0p p Z Z u =?=?-=≈；； ；

()22

e 2

212f 9.8150.522

l l u u g Z Z h d λ??+=--=?-+ ? ???∑∑ e 22 1.5294l l u d λ??++= ? ???

∑ ()

22941792.45 1.5u λ=

+ （1）

习题22附图

采用试差法，2 2.57m s u =假设 55

0.106 2.57999.8

e=

2.1910124.2310

du R ρ

μ

-??=

=??则 0.2

0.0019

106e d =≈取管壁的绝对粗糙度为0.2 mm ，

则管壁的相对粗糙度为 0.024

λ=查图1-22，得 代入式（1）得， 2 2.57m s u =

故假设正确，2 2.57m s u = 管路的输水量

()h m 61.81h m 3600004.02114.04

14

.357.23322=??-??

==A u V 23．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均为11 。AB 管段内径为38 m 、长为58 m ；BC 支管的内径为32 mm 、长为12.5 m ；BD 支管的内径为26 mm 、长为14 m ，各段管长均包括管件及阀门全开时的当量长度。AB 与BC 管段的摩擦系数λ均可取为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多少（m 3/h ）；（2）当所有阀门全开时，两支管的排水量各为多少（m 3/h ）？（BD 支管的管壁

绝对粗糙度，可取为0.15 mm ，水的密度为

1000 kg/m 3，黏度为

0.001Pa s ?。）

解：（1）当BD 支管的阀门关闭时，BC 支管的最大排水量

在高位槽水面1-1，

与BC 支管出口内侧截面C-C ,间列机械能衡算方程，并以截面C-C ,为基准平面得

22

b1b 11f 22C C C u u p p gz gz h ρρ

++=+++∑

式中 z 1=11 m ，z c =0，u b1≈0，p 1=p c 故 2

b f 2C u h +∑=9.81×11=107.9J/kg （a ）

f f ,f ,AB BC h h h ∑=∑+∑ （b ）

2

b,e

f,c ()2

AB AB u L L h d λζ+∑∑=+

2b,2

b,58(0.030.5)23.150.0382

AB AB

u u =?+= （c ） 2

b,2

f,b,12.5(0.03) 5.860.0322

BC BC BC

u h u ∑=?= （d ） 2

2422b,b,b,b,b,32(

)(

)0.538

BC AB BC AB BC BC

AB

d u u u u u d =∴

==Q

（e ）

习题23附图

将式（e ）代入式（b ）得

22

f,b,b,23.150.511.58AB BC BC

h u u ∑=?= （f ） 将式（f ）、（d ）代入式（b ）,得

222f b,b,b,11.58 5.8617.44BC BC BC

h u u u ∑=+= u bC =u b,BC ，并以∑h f 值代入式（a ），解得 u b,BC =2.45 m/s 故 V BC =3600×

π

4

×0.0322×2.45 m 3/h=7.10 m 3/h （2）当所有阀门全开时，两支管的排水量根据分支管路流动规律，有

2

2

b,b f,f,22D C C D C BC D BD

u u p p gz h gz h ρρ

+++∑=+++∑ （a ）

两支管出口均在同一水平面上，下游截面列于两支管出口外侧，于是上式可简化为 f,f,BC BD h h ∑=∑

2

b,e

f,c ()2

BC BC D u L L h d λζ+∑∑=+

2b,2

b,12.5(0.031) 6.360.0322

BC BC

u u =?+= 2b,2

f,b,14(1)(269.20.5)0.0262BD BD BD

u h u λλ∑=+=+ 将f,f,BC BD h h ∑∑、值代入式（a ）中，得

22

b,b,6.36(269.20.5)BC BD

u u λ=+ （b ） 分支管路的主管与支管的流量关系为 V AB =V BC +V BD

222b,b,b,AB AB BC BC BD BD d u d u d u =+

222b,b,b,0.0380.0320.026AB BC BD u u u =+ 上式经整理后得

b,b,b,0.7080.469AB BC BD u u u =+ （c ）

在截面1-1，

与C-C ’间列机械能衡算方程，并以C -C ’为基准水平面，得

2

2

b,b111f

22C C C u u p p gz gz h ρρ

++=+++∑ （d ）

上式中 z 1=11 m ，z C =0，u b1≈0，u b, C ≈0 上式可简化为

f f,f,107.9J k

g AB BC

h h h ∑=∑+∑=

前已算出 2

2

f,b,

f,b,23.15 6.36AB AB

BC BC

h u h u ∑=∑=

因此 22

b,b,23.15 6.36107.9

AB BC u u += 在式（b ）、（c ）、（d ）中，u b,AB 、u b,BC 、u b,BD 即λ均为未知数，且λ又为u b,BD 的函数，可采用试差法求解。设u b,BD =1.45 m/s ，则

37700101100045.126.03b =???==-μρdu Re 0058.02615

.0==d e

查摩擦系数图得λ=0.034。将λ与u b,BD 代入式（b ）得

()2BC

,2

45.15.0034.02.26936.6?+?=b

u 解得 s m 79.1BC b,=u

将u b,BC 、u b,BD 值代入式（c ），解得

()m 95.1m 45.1469.079.1708.0AB b,=?+?=u 将u b,AB 、u b,BC 值代入式（d ）左侧，即 4.10879.136.695.115.2322=?+?

计算结果与式（d ）右侧数值基本相符（108.4≈107.9），故u b,BD 可以接受，于是两支管的排水量分别为 h m 18.5h m 79.1032.04π

3600332BC =???=V m 77.2m 45.1026.04

π

3600332BC

=???=V

24．在内径为300 mm 的管道中，用测速管测量管内空气的流量。测量点处的温度为20 ℃，真空度为500 Pa ，大气压力为98.66×103 Pa 。测速管插入管道的中心线处。测压装置为微差压差计，指示液是油和水，其密度分别为835 kg/m 3和998 kg/m 3 ，测得的读数为100 mm 。试求空气的质量流量（kg/h ）。

解： ()()Pa 74.159Pa 1.08.9835998C A =??-=-=?gR P ρρ

查附录得，20 ℃，101.3 kPa 时空气的密度为1.203 kg/m 3，黏度为1.81×10-5 Pa s ?，则管中空气的密度为

33m kg 166.1m kg 3.1015

.066.98203.1=-?

=ρ

m 55.16s m 166.174.15922max =?=?=

ρ

P

u

5max max -5

0.316.55 1.166

e 3.198101.8110

du R ρ

μ

??=

=

=?? 查图1-28，得

max

0.85u

u = s m 07.14s m 55.1685.085.0max =?==u u h kg 159.11h kg 166.13.0785.007.1422h =???=?=ρ

ρ

P

uA W

25．在5.2mm 38?φmm 的管路上装有标准孔板流量计，孔板的孔径为16.4 mm ，管中流动的是20 ℃的甲苯，采用角接取压法用U 管压差计测量孔板两侧的压力差，以水银为指示液，测压连接管中充满甲苯。现测得U

管压差计的读数为600 mm ，试计算管中甲苯的流量为多少（kg/h ）？ 解：已知孔板直径d o =16.4 mm ，管径d 1=33 mm ，则 ()()247.0033.00164.02

2

1o 1o ===d d A A

设Re >Re o ，由教材查图1-30得C o =0.626，查附录得20 ℃甲苯的密度为866 kg/m 3，黏度为0.6×10-3 Pa·s 。甲苯在孔板处的流速为 ()

()s m 24.8s m 866

866136006.081.92626

.02A o

o =-???=-=ρ

ρρgR C u

甲苯的流量为 h kg 5427h kg 0164.04

π

24.8360036002o o s =???==ρA u V 检验Re 值，管内流速为

s m 04.2s m 24.8334.162

b1=???

?

??=u

c 43

b11Re 1072.910

6.0866

04.2033.0>?=???==-μρu d Re

原假定正确。 非牛顿型流体的流动

26．用泵将容器中的蜂蜜以6.28×10-3 m 3/s 流量送往高位槽中，管路长（包括局部阻力的当量长度）为20 m ，管径为0.l m ，

蜂蜜的流动特性服从幂律5

.0d d 05.0???

? ?

?=y

u z

τ，密度ρ=1250 kg /m 3，求泵应提供的能

量（J /kg ）。

解：在截面11'-和截面22'-之间列柏努利方程式，

得

22

1122

1e 2f 22

p u p u gZ W gZ h ρρ+++=+++∑ 55122111.013310Pa 1.013310Pa 6.0m 0p p Z Z u =?=?-=≈；； ；；02≈u

()2

3

2

2

e 2e 21

f 6.28103.140.12049.8658.820.12

l l u W g Z Z h d λλ-??

?? ?

??+??=-+=?-=-∑∑ 58.864λ=-

0.5

2

0.521

0.510.5

3130.510.8648640.058440.512500.1

n

n n n n u K n d λρ----+?+????==?? ? ??????? 1.50.5

050.8 1.398

3.212.5

8 3.2 3.540.3540.004512501250

--=?=???= 习题26附图

()kg J 51.58kg J 0045.0648.58648.58e =?-=-=λW

第二章 流体输送机械

1．用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐。管路情况如本题附图所示。启动泵之前A 、C 两压力表的读数相等。启动离心泵并将出口阀调至某开度时，输油量为39 m 3/h ，此时泵的压头为38 m 。已知输油管内径为100 mm ，摩擦系数为0.02；油品密度为810 kg/m 3。试求（1）管路特性方程；（2）输油管线的总长度（包括所有局部阻力当量长度）。

解：（1）管路特性方程

甲、乙两地油罐液面分别取作1-1’与2-2’截面，以水平管轴线为基准面，在两截面之间列柏努利方程，得到

2e e H K Bq =+

由于启动离心泵之前p A =p C ,于是

g p Z K ρ?+

?

==0

则 2e e H Bq = 又 e 38H H ==m

])39/(38[2=B h 2/m 5=2.5×10–

2 h 2/m 5

则 22e e 2.510H q -=?（q e 的单位为m 3/h ）

（2）输油管线总长度

2e 2l l u H d g

λ

+= 39π0.0136004

u ??????=? ? ???

??????m/s=1.38 m/s 于是 e 22

229.810.138

0.02 1.38

gdH l l u λ???+=

=?m=1960 m 2．用离心泵（转速为2900 r/min ）进行性能参数测定实验。在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa 和220 kPa ，两测压口之间垂直距离为0.5 m ，泵的轴功率为6.7 kW 。泵吸入管和排出管内径均为80 mm ，吸入管中流动阻力可表达为2f,0113.0h u -=∑（u 1为吸入管内水的流速，m/s ）。离心泵的安装高度为2.5 m ，实验是在20 ℃，98.1 kPa 的条件下进行。试计算泵的流量、压头和效率。

解：（1）泵的流量

习题1 附图

化工原理试题库答案(上册总)2

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G A 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.s 2 D.N/m 2 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.)%(20p p p 121式中压强采用表压表示<- B. )%(01p p p 1 21式中压强采用表压表示<- C.)%(20p p p 121式中压强采用绝压表示<- D. )%(01p p p 1 21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。

《化工原理》第四版习题答案解析

《化工原理》第四版习题答案解析

绪 论 【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2，试求溶液中CO 2的摩尔分数，水的密度为100kg/m 3。 解 水33kg/m kmol/m 1000 100018 = CO 2的摩尔分数 (4005) 89910100000518 -= =?+ x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求：(1)甲醇的饱和蒸气压A p ；(2)空气中甲醇的组 成，以摩尔分数 A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。 解 (1)甲醇的饱和蒸气压 o A p .lg ..1574997197362523886 =- +o A p .169=o A p kPa (2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169) 0167101325 = =A y 质量分数 ...(.)016732 01810167321016729 ω?= =?+-?A 浓度 3..kmol/m .A A p c RT -= ==??316968210 8314298 质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=??=3368210320218 = 【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结 晶分离后的浓缩液中含 NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%，均为质量分数。试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离 后的浓缩液量。在全过程中，溶液中的 NaOH 量保持一定。 解 电解液1000kg 浓缩液中 NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5（质量分数） NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02（质量分数） 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω =0.48（质量分数） 在全过程中，溶液中 NaOH 量保持一定，为100kg 浓缩液量为/.10005 200=kg 200kg 浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg ，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ，故分离的 NaCl 量为100-4=96kg

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

化工原理期末试题-2-答案

徐州工程学院试卷 — 学年第 学期 课程名称 化工原理 试卷类型 考试形式 闭卷 考试时间 100 分钟 命 题 人 年 月 日 教研室主任(签字) 年 月 日 使用班级 教学院长(签字) 年 月 日 班 级 学 号 姓 名 一、单选题（共15题，每题2分，共计30分） 1. 滞流内层越薄，则下列结论正确的是 D A 近壁面处速度梯度越小 B 流体湍动程度越低 C 流动阻力越小 D 流动阻力越大 2. 判断流体流动类型的准数为___ A ____。 A . Re 数 B. Nu 数 C . Pr 数 D . Gr 数 3. 在一水平变径管路中，在小管截面A 和大管截面B 连接一U 形压差计，当流体流过该管 段时，压差计读数R 值反映的是 A A A 、 B 两截面间的压强差 B A 、B 两截面间的流动阻力 C A 、B 两截面间动压头变化 D 突然扩大或缩小的局部阻力 4. 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是 A 。 A. 最大流量下对应值 B. 操作点对应值 C. 计算值 D. 最高效率点对应值 5. 离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是 D A Z 2-Z 1=0 B Σh f = 0 C 22 21022 u u -= D p 2-p 1 = 0 6. 含尘气体，初始温度为30℃，须在进入反应器前除去尘粒并升温到120℃，在流程布置 上宜 A A. 先除尘后升温 B. 先升温后除尘 C. 谁先谁后无所谓 7. 穿过2层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为△t 1=100℃, △t 2=25℃，则第一、二层 的热阻R 1、R 2的关系为_____D______。 A. 无法确定 B. R 1 = 0.25R 2 C. R 1 = R 2 D. R 1 = 4R 2 8. 在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中那种在工程上最有效 B A 提高蒸汽流速 B 提高空气流速 C 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D 在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝热。 9. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为 A A. Y -Y* B. Y*- Y C. Y -Yi D. Yi - Y 10. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体流量增大，其他操作条 件不变，则对于气膜控制系统，其出塔气相组成将 A A. 增大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 总分 30 15 15 40 100 得分

化工原理第四版思考题标准答案

化工原理第四版思考题答案

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降，经历哪两个阶段？何谓固体颗粒在流体中的沉降速度？沉降速度受那些因素的影响？ 答：1、加速阶段和匀速阶段；2、颗粒手里平衡时，匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度t μ3、影响因素由沉降公式确定ξρρ以及、、p p d 。（93页3-11式） 3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用？其沉降速度受哪 些因素影响? 答：重力，浮力，阻力；沉降速度受 颗粒密度、流体密度 、颗粒直径及阻力系数有关 3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒，其分离条件是什么？ 答：停留时间>=沉降时间（t u u H L ≥) 3-8 何谓临界粒径？何谓临界沉降速度？ 答：能 100%除去的最小粒径；临界颗粒的沉降速度。 3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒，当临界粒径与临界沉降速度为一定值时，含尘气 体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系？ 答：成正比 WL V · u q t s ≤ 3-10 当含尘气体的体积流量一定时，临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积 WL 有什么 关系。 答：成反比 3-12 何谓离心分离因数？提高离心分离因数的途径有哪些？ 答：离心分离因数：同一颗粒所受到离心力与重力之比；提高角速度，半径（增大转速） 3-13 离心沉降与重力沉降有何不同？ 答：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。 3-15 要提高过滤速率，可以采取哪些措施？ 答：过滤速率方程 () e d d V V P A V +?=γμυτ 3-16 恒压过滤方程式中，操作方式的影响表现在哪里？ 答： 3-17 恒压过滤的过滤常数 K 与哪些因素有关？ 答：μγυP K ?=2表明K 与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。 第四章 传热 4-1 根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？ 答：三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。 ①热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。 在固体、液体和气体中都可以发生。 ②对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。③热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。 4-2 傅立叶定律中的负号表示什么意思？ 答：热量传递的方向沿着温度梯度下降的方向。 4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？ 答：一般固体>液体>气体

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压 强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、 流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 _0 _______，临近管壁处存在层流底层，若 Re 值越大，则该层厚度 越薄 3、 离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止 气缚 现象发生；而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免 汽蚀 现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能 越强 。 5、 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。 6、 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻 大 （大、小）一侧的：?值。 间壁换热器管壁温度t w 接近于：.值 大 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的 导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 大 （大、小），其两侧的温差愈 大 （大、小）。 7、 Z= （V/K v a. Q ） .（y 1 -丫2 ）/ △ Y m 式中：△ Y m 称 气相传质平均推动力 ，单位是kmol 吸 收质/kmol 惰气;（Y i — Y 2） / △ Y m 称 气相总传质单元数。 8、 吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于 气相主体摩尔浓度 和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、 按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ，其值愈大，萃取效果 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ 6、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动） 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中 溶解度的差异 而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用 干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质 越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ，出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ ）耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于 ，使空气温度由20 C 升至80 C,

化工原理第四版答案

第二章 流体输送机械 【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。 解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离00.35 h m = 管径..12035031d m d m ==， 流速 / ./(.) 122 1 540360015603544V q u m s d ππ == =? . ../.2 2 1212035156199031d u u m s d ???? ==?= ? ????? 扬程 2 2 2102M V p p u u Ηh ρg g --=++ ()(.)(.)....?--?-=++ ??3322 35010301019915603599579812981 ....m =++=0353890078393 水柱 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液，其他性质可视为与水相同。若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。 解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。 (3)液体密度ρ增大，则轴功率V q gH P ρη = 将增大。 【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流量与扬程将变为多少？ 解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===33 1820 1000水柱， 有效功率 .e V P q gH W ρ== ???=18 1000981209813600 (2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱

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 （ ）

化工原理答案 第四章 传热

第四章 传 热 热传导 【4-1】有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面，包一层热导率为(m·℃)、厚度为300mm 的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为30℃，另测得距加热器平壁外表面250mm 处的温度为75℃，如习题4-1附图所示。试求加热器平壁外表面温度。 解 2375℃, 30℃t t == 计算加热器平壁外表面温度1t ，./()W m λ=?016℃ (1757530025005016016) t --= ..145 025********t =?+=℃ 【4-2】有一冷藏室，其保冷壁是由30mm 厚的软木做成的。软木的热导率λ= W/(m·℃)。若外表面温度为28℃，内表面温 度为3℃，试计算单位表面积的冷量损失。 解 已 知 .(),.123℃,　28℃,　=0043／℃　003t t W m b m λ==?=， 则单位表面积的冷量损失为 【4-3】用平板法测定材料的热导率，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板的两侧均用热电偶测量其表面温度。若所测固体的表面积为0.02m 2 ，材料的厚度为0.02m 。现测得电流表的读数为2.8A ，伏特计的读数为140V ，两侧温度分别为280℃和100℃，试计算该材料的热导率。 解 根据已知做图 热传导的热量 .28140392Q I V W =?=?= .().() 12392002 002280100Qb A t t λ?= = -- 【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=(m·℃)，厚度230b mm =；绝热砖层，热导率λ=(m·℃)；普通砖层，热导率λ=(m·℃)。 耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。 (1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。若每块绝热砖厚度为230mm ，试确定绝热砖层的厚度。 (2) 若普通砖层厚度为240mm ，试计算普通砖层外表面温度。 解 (1)确定绝热层的厚度2b 温度分布如习题4-4附图所示。通过耐火砖层的热传导计算热流密度q 。 习题4-1附图 习题4-3附图

化工原理第二版两册答案(柴诚敬主编)2

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 3242m 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 5F 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

化工原理题二及答案

化工原理题二及答案 一、填空与选择(共40分,每小题5分) 1．操作中的精馏塔，保持F、x F、q、R不变，增加W，则L/V_______，V′______。 A. 增加； B. 不变； C. 不确定； D.减小。 2．在连续精流塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为x n-1=0.7,x n=0.5(均为易挥发组分摩尔分率).已知操作条件下相对挥发度=3,则y n= ,x n+1= ,以汽相组成表示的第n板的单板效率E n. 3．对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E将_____，相平衡常数m将_____，溶解度系数H将_____。 A. 增大； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 4．(1) 低浓度气体吸收中,已知平衡关系y=2x,k G=0.2 kmol/m2 s, k L=2×103 kmol/m2 s,则此体系属(A 气膜; B 液膜; C 气液双膜)控制,总传质系数K G kmol/m2 s. (A) 2 ; (B) 0.1 (c) 0.2; (D) 2×103 (2)通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时, (A) 回收率趋于最高；(B) 吸收推动力趋向最大；(C) 操作最为经济；(D) 填料层高度趋向无穷大。 5．塔板的主要类型有____、____、____、____等,塔板上的异常操作现象包括____、____、____。 6．萃取剂的选择性是指：。 选择性系数越高，通常对一定的分离任务而言所需的萃取剂，且可获得较纯度的溶质Ａ。若 ＝1，则（能/不能）直接用萃取的方法进行分离。 7．（）与物料的性质有关，（）与空气的状态有关。 ①平衡水分②自由水分③结合水④非结合水 8．(1)湿空气在预热过程中不变化的参数是( ) (A)焓(B) 相对湿度; (C)露点温度; (D) 湿球温度. (2)已知湿空气下列哪两个参数,利用HI图可以查得其它未知参数. (A) (t d t); (B) (t d H); (C) (p H); (D) (I t tw) 二、(20分) 在一连续精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料组成为0.4（易挥发组分的摩尔分率，下同），泡点进料；馏出液组成为0.9；塔顶易挥发组分的收率为90％；塔顶

《化工原理》第四版习题答案解析

绪 论 【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2，试求溶液中CO 2的摩尔分数，水的密度为100kg/m 3。 解 水33kg/m kmol/m 1000 100018 = CO 2的摩尔分数 (4005) 89910100000518 -= =?+ x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求：(1)甲醇的饱和蒸气压A p ；(2)空气中甲醇的组 成，以摩尔分数 A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。 解 (1)甲醇的饱和蒸气压 A p .lg ..157499 7197362523886 =- +A p .169=A p kPa (2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169) 0167101325 = =A y 质量分数 ...(.)016732 01810167321016729 ω?= =?+-?A 浓度 3..kmol/m .A A p c RT -= ==??316968210 8314298 质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=??=3368210320218 = 【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结 晶分离后的浓缩液中含 NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%，均为质量分数。试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离 后的浓缩液量。在全过程中，溶液中的 NaOH 量保持一定。 解 电解液1000kg 浓缩液中 NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5（质量分数） NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02（质量分数） 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω =0.48（质量分数） 在全过程中，溶液中 NaOH 量保持一定，为100kg 浓缩液量为/.10005 200=kg 200kg 浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg ，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ，故分离的 NaCl 量为100-4=96kg

(完整版)《化工原理》试题库答案(2)

《化工原理》试题库答案 一、选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11.流体在管内呈湍流流动时B。 A.Re≥2000 B. Re>4000 C. 2000

化工原理第四版课后答案(化学工业出版社)

绪论 【0-1】1m3水中溶解0.05kmol CO2，试求溶液中CO2的摩尔分数，水的密度为100kg/m3。 解水 CO2的摩尔分数 【0-2】在压力为101325、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求： (1)甲醇的饱和蒸气压；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数、质量分数、浓度、质量浓度表示。 解(1)甲醇的饱和蒸气压 (2)空气中甲醇的组成 摩尔分数 质量分数 浓度 质量浓度 【0-3】1000kg的电解液中含质量分数10%、的质量分数10%、的质量 分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含50%、2%、 48%，均为质量分数。试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩 液量。在全过程中，溶液中的量保持一定。 解电解液1000kg浓缩液中 1000×0.l=100kg=0.5（质量分数） 1000×0.l=100kg=0.02（质量分数） 1000×0.8=800kg=0.48（质量分数） 在全过程中，溶液中量保持一定，为100kg 浓缩液量为 200kg浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中的含量为200×0.02=4kg，故分离的量为100-4=96kg

第一章流体流动 流体的压力 【1-1】容器A中的气体表压为60kPa，容器B中的气体真空度为Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。 解标准大气压力为101.325kPa 容器A的绝对压力 容器B的绝对压力 【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解进口绝对压力 出口绝对压力 进、出口的压力差 流体的密度 【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。 解正庚烷的摩尔质量为，正辛烷的摩尔质量为。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 正辛烷的质量分数 从附录四查得20℃下正庚烷的密度，正辛烷的密度为 混合液的密度 【1-4】温度20℃，苯与甲苯按4:6的体积比进行混合，求其混合液的密度。 解20℃时，苯的密度为，甲苯的密度为。 混合液密度 【1-5】有一气柜，满装时可装混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为

化工原理第二版答案(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 324 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 则 （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 （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 （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 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 式中H E—等板高度，ft； G—气相质量速度，lb/(ft2?h)； D—塔径，ft； Z0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft； α—相对挥发度，量纲为一； μL—液相黏度，cP； ρL—液相密度，lb/ft3 A、B、C为常数，对25 mm的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。 试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为SI单位。 解：上面经验公式是混合单位制度，液体黏度为物理单位制，而其余诸物理量均为英制。 经验公式单位换算的基本要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系，导出物理量“数字”的表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都

化工原理试题及答案22718

一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺就是由若干个__________ 与___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都就是以__________、___________、___________、与___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________与_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________,因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行,以及进行到什么程度,只有通过__________来判断。6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二、问答题 7．什么就是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8、提高过程速率的途径就是什么？ 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为____密度___,它与__比容_____互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力,称为__流体的压强__________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为___流量_____,其表示方法有__质量流量______与____体积流量____两种。 4．当管中流体形成稳定流动时,管中必定充满流体,即流体必定就是__连续流动的_______的。5．产生流体阻力的根本原因就是_内摩擦力_______;而___流体的运动状态________就是产生流体阻力的第二位原因。另外,管壁粗糙度与管子的长度、直径均对流体阻力_的大小与影响______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为_____滞流_ 与____湍流______两种类型,二者在内部质点运动方式上的区别就是_____湍流的质点有脉动滞流没有________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强就是否相等的依据就是_静止的________、___连通的________、__连接的就是同一种液体______________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时,所加入外加功的作用就是、分别或同时提高流体的位压头;动压头;静压头以及弥补损失能量______________________________。

柴诚敬化工原理答案(第二版)

柴诚敬化工原理答案(第二版)

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 00856.04 4??=??=????? ??????????? ???=--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 ()()() L L 3 10C B 4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -?=

化工原理下(天津大学版)_习题答案

第五章蒸馏 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（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 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C5H12（A）和C6H14（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*)