化工原理课后习题解析(第一章)
第1章 流体流动
1-1．容器A 中气体的表压力为60kPa ，容器B 中的气体的真空度为Pa 102.14?。试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干Pa 。该处环境大气压等于标准大气压。（答：
A,160kPa
；B,88kPa ） 解：取标准大气压为kPa 100，所以得到： kPa 16010060=+=A P ；
kPa 8812100=-=B P 。
1-2．某设备进、出口的表压分别为 12kPa -和157kPa ，当地大气压为101.3kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。 (答：169kPa -) 解：kPa 16915712-=--=-=?出进P P P 。 1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa （表压）。问水封管插入液面下的深度h 最小应为若干？ （答：m 02.1）
解：m 02.18
.910101033
=??=?=g P H ρ
习题1-3 附图
1-4．某一套管换热器，其内管为mm,25.3mm 5.33?φ外管为mm 5.3mm 60?φ。内管流过密度为3
m 1150kg -?，流量为1
h 5000kg -?的冷冻盐水。管隙间流着压力（绝压）为
MPa 5.0，平均温度为C 00，流量为1h 160kg -?的气体。标准状态下气体密度为3m 1.2kg -?，
试求气体和液体的流速分别为若干1
s m -?？ （ 答：1
L s m 11.2U -?=；1g s
5.69m U -?=
）
习题1-4 附图
解：mm 27225.35.33=?-=内
d ，mm 5325.360=?-=外d ；
对液体：1
2
2s m 11.2027
.011503600/500044
/-?=???===
ππρ内d m A V u l l l l l ； 对气体：0101P P =ρρ?356
0101m kg 92.510
01325.1105.02.1-?=???==P P ρρ，
()
2
24
内外
内外D d A A A g -=
-=π
()
2322
m 1032.10335.0053.04
?=-=
π
，
1
3
s m 69.592
.51032.13600/160/--?=??=
=
=
g
g
g g
g g A m A V u ρ。 1-5．C 250水在内径为50mm 的管内流动，流速为1s 2m -?。试求雷诺准数为若干？ （ 答： 51012.1? ）
解：51012.1Re ?===
μ
ρdu
。
（C 250下水的ρ，μ查物性手册） 1-6．（1）设流量为1s 4L -?，水温C 200，管径为mm 5.3mm 57?φ，试判断流动类型。
（2）条件与上相同，但管中流过的是某种油类，油的运动黏度为12s cm 4.4-??，试判断流动类型。 （答：（1）51001.1?，湍流 ；(2) 2000231<，层流） 解：⑴mm 5025.357=?-=d ，
123
2s m 04.205
.010444--?=???===ππd q A q u V V ， 查物性手册得C 200
下水的密度和粘度分别为：
3m kg 2.998-?=ρ，s Pa 10004.13??=-μ，
40001001.110
004.104.205.02.998Re 5
3
>?=???==-μρdu 所以流体在管内的流动类型为湍流； ⑵ρμν=
?200023110
4.404
.205.0Re 4
<=??===-νμρdu du 所以流体在管内的流动类型为层流。
1-7．密度为3m 1800kg -?的某液体经一内径为mm 60的管道输送到某处，若其流速为1s 8m .0-?，求该液体的体积流量1
3
h
m -?，质量流量1s kg -?和质量流速12s m kg --??。
（答：13h m 148-??；1s kg 074-??；12s m kg 1440--??） 解：4
8
.006.04
22??=
=
=ππu
d Au q V
13133h m 148s m 1026.2---??=??=，
13s kg 07418001026.2--??=??==ρV m q q ， 122s m kg 1440)06.00785/(07.4/--??=?==A q u m m 。
1-8．有一输水管路，C 200的水从主管向两支管流动，主管内水的流速为1
s m 06.1-?，
支管1与支管2的水流量分别为13h kg 1020-??与13h kg 1010-??。支管为
mm 5.3mm 89?φ。试求：
（1）主管的内径；（2）支管1内水的流速。 (答：（1）0.1m d =；（2）1s 1.053m
-?)
习题1-8 附图
解：⑴Au q ρ=，21q q q +=
?233m 1088.706
.12.9983600/10)1020(-?=??+==u q A ρ， 4
2
d A π=
?m 1.01088.7443
=??=
=-π
π
A
d ；
⑵11Au q ρ=，
?()4
231110
25.3892.9983600
/10204-??-????==πρA q u 12s m kg 053.1--??=。
1-9．已知水在管中流动。在截面1处的流速为1s 0.5m -?。管内径为0.2m ，由于水的压力产生水柱高为1m ；在截面2处管内径为0.1m 。试计算在截面1、2处产生水柱高度差h 为多少？（忽略水由1到2处的能量损失） （答：0.191m ）
习题1-9 附图
解：12
2
2
1
12s m 21.02.05.0-?=??? ???=???
? ??=d
d u u ， 对截面1与截面2列伯努利方程：
g P
g u g P g u ρρ22
212
122+=+
?g
u u g P P 2_2
1
2
221=
-ρ， gh P P P ρ=-=?21，
∴m 191.08
.925.022_222
12
221=?-==-=?=g u u g P P g P h ρρ。
1-10．图示吸液装置中，吸入管尺寸为mm 5.2mm 32?φ，管的下端位于水面下m 2，
并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为g
u 282
。若截面2-2'处的真空度为kPa 2.39，
由1-1'截面至2-2'截面的压头损失为g
u 2212 。求：（1）吸入管中水的流量，1
3h m -?;（2）
吸入口1-1'处的表压。 (答：（1）13h 2.95m -? ；（2）Pa 101.044
?
)
习题1-10 附图
解：以水面为基准面，在基准面与1-1'截面间列伯努利方程：
f h u
P g Z u P g Z ∑+++=++2
22
111200
0ρρ，
00=Z ,00=P （表压），00=u ，m 21-=Z ，g
u
h f 282
1=∑，
代入上式得：
g
u
u P 2828.9202
1211
+++?-=ρ
?2
962.192
11
u
P -=ρ ……①
在1-1'截面与2-2'截面间列伯努利方程：
212
222211
12
2-∑+++=++f h u
P g Z u P g Z ρρ，
m 21-=Z ，21u u =，m 32=Z ，kPa 2.392-=P （表压），g
u h f
2212
1
2
1=
∑-， 代入上式得：
4
1000102.398.951
2
1
3u P +
?-+?=ρ ……② 由①与②解得： 1
1s m 43.1-?=u ， 1214
u d Au q V π
=
=()1342h m 95.4360043.11025.2324
--?=????-=
π
；
由①式可以解得：
Pa 1004.14
1?=P 。
1-11．在图示装置中，出水管直径为mm 5.3mm 57?φ 。当阀门全闭时，压力表读数为
30.4kPa ,而在阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa ，设总压头损失为0.5m （水柱），求
水的流量为若干13h m -? ? ( 答：1
3h 22.8m -? )
习题1-11附图
解：取水面为00'-截面，压力表处为11'-截面，以压力表管中心线为基准面。故00=P ，
01=Z 。
当阀门全关闭时：kPa 4.301=P ， 由流体静力学原理得： ρ
ρ
1
10
0P g Z P g Z +
=+
m 1.38
.91000104.303
10=??==?g P Z ρ，
当阀门打开后，在00'-截面与11'-截面间列伯努利方程：
f h
g u
g P Z g u g P Z +++=++222
1112
000ρρ
式中00=u ，kPa 3.201=P ，水柱m 5.0=hf ， 11s m 22.3-?=?u ，
12
14
u d Au q V π
=
=()132h m 8.2236004
22
.325.357-?=???-?=
π。
1-12．在水平管道中，水的流量为1
3-3s m 102.5-??,已知管内径cm 5.25cm,21==d d ,及1m 1=h 。若忽略能量损失，问联接于该管收缩断面上的水管，可将水自容器内吸上高度2h 为多少？ （ 答：0.234m + ）
习题1-12 附图
解：1
2321s m 27.105
.0105.244--?=???===ππd q A q u V V ， 1
2
2
2
1
12s m 08.5025.005.027.1-?=??? ???=?
??
? ??=d
d u u ， 以管中心线为基准面，取1d 处为1-1'面，2d 处为2-2'面，在1-1' 面与2-2'面
间列伯努利方程：
g u
g P Z g u g P Z 222
2222111++=++ρρ，
又有021==Z Z ∴g
u u g P P 22
1
2
221
-=-ρ， m 234.018
.9227.108.522
212
12
222=-?-=--=-=h g u u g P h ρ。
1-13．求常压下C 350的空气以1s m 21-?的流速流经m 120长的水平通风管的能量损失，
管道截面为长方形，高300mm ，宽200mm 。（005.0=d
ε
设） （答：66.1m 气柱，这个答案与读图很有关系） 解：()()m 24.02.03.022
.03.0424=+??=+=
b a ab de ，
56
108.110
35.181224.01465.1Re ?=???==-μρdeu ， 由0005.0=d
ε
，查图得018.0=λ，
气柱m 1.668
.921224.0120018.022
2=???==g u de l h f λ。
1-14．如图所示，某一输油管路未装流量计，但在A 与B 点压力表读数分别为
MPa 47.1=A p ,MPa 43.1=B p 。试估计管路中油之流量。已知管路尺寸为
mm 4mm 89?φ的无缝钢管，A 、B 两点间长度为m 40，其间还有6个090弯头，油的密
度为3
m 820kg -?，黏度为s mPa 121?。（答：13h 17.6m -?）
习题1-14 附图
解：取A 点的水平面为基准面，在A 与B 间列伯努利方程：
f B B B A A
A h u
P g Z u P g Z ∑+++=++2
22
2ρρ
式中：B A u u =，0=A Z ，m 15.05.1=-=B Z
ρB
A B f P P g Z h -+-=∑?
()16
kg J 98.38820
1043.147.18.91-?=?-+?-=……①，
2
2
u d l l h e f ??? ??+=∑λ ……②，
①代入②得：
22
91.3512
356081.04098.38u u
λλ=??? ???+=
111.02=?u λ ……③，
假设为层流，则：
u
u du 117
.0820081.010*******Re 643=
???===-ρμλ ……④， 将④代入③中得：
1s m 949.0-?=u ， 校核Re 6.52210
121952
.0081.0820Re 3=???==
-μρdu 与假设相符， ()
1
32h m 6.173600949.0081.04
-?=??=
=?πAu q V 。
1-15．水从水塔用mm 4mm 108?φ有缝钢管引至车间的低位水槽中，水槽与水塔的液位差为12m ，管路长度为150m （包括管件的当量长度）。水温为C 120，试求此管路输水
量为若干1
3
h m -?（设
002.0=d
ε
）。 （答：13h m 3.72-?）
解：由C 12?=t 查得：s Pa 00124.0?=μ，
取低位水槽水面为基准面，在低位水槽和水塔间列伯努利方程：
f B B B A A
A h u
P g Z u P g Z ∑+++=++2
22
2ρρ
式中：m 12=-B A Z Z ，B A P P =，B A u u =
()2
2
u d l h Z Z g f B A λ=∑=-?
2
1.0150122
u g λ=?
157.02=?u λ，
u u du 41006.800124
.01.04.999Re ?=?==μρ，
由002.0=d
ε
查图并用试差法求得： 024.0=λ，1
s m 56.2-?=u ，
()1
32h m 3.72360056.21.04
-?=??==?πAu q V 。
1-16．在管径为mm 8mm 325?φ的管道中心装一皮托管，以测定管道中流过的空气流量，空气温度为C 210
，压力为Pa 1047.15
?（绝压），用斜管压差计测量，其读数为O 200mmH 2。斜管压差计的倾斜角度为20度。问这时空气质量流量为若干？ （答：1
s 2.98kg -?）
解：mm 4.6820sin 200sin =?='=θR R ，
()
3
5
5m kg 75.1212731001.1293.12731047.1-?=+?????=''='T P T P ρρ， ()ρρρ'
'-=
0max 2gR u ()1s m 7.2775.175.110000684.08.92-?=-???=，
5
5
m a x m a x 103.81081.17.27309.075.1Re ?=???==-μρdu ， 查图得：82.0max
=u u
，
1max s m 7.227.2782.082.0-?=?==u u ， ()12s k 98.275.17.22309.04
-?=??=
=?g Au q m π
ρ。
1-17．密度为3m 1000kg -?的液体，以1s 319kg -?的流量流经一内径为0.5m 的管道，该液体的黏度为s mPa 29.1? ,若流过孔板的压力降不超过24.5kPa ,问孔板的孔径为若干? (答：m 3.00=d )
解：ρ
π
P
d C q V ?=24
2
式中：13s m 319.01000
319
-?==
=
ρ
m
V q q ，kPa 5.24=?P ， 3m kg 1000-?=ρ
495.51000
105.2424319.03
2
00=??=?π
d C
06.0495
.5319
.02
00==
?d C ， 202
02
1
02
425.0d d d
d ==???
? ??=β ， 查图并用试差法得：36.02
=β，67.00=C ，
故m 3.00=d ， 验证：
A dq du V μρμρ==
Re ()
5
23
103.65.01029.1319.05.010004?=??????=-π （在直线段）， 所以得到：m 3.00=d 。
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(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编
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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
化工原理习题含答案
化工原理习题含答案 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020
·流体流动部分 1．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×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为×103 Pa ） 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2．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 （2）B 点的压力 习题2附图 习题1附图
3、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毫米，h=800mm 。为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。已知当地大气压为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 P A =P A P + ρ水gh + ρ汞gR = P 0 P=p 0- ρ水gh - ρ汞gR =（×103-1000× - 13600××） P= 4、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 =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 = u 2 代入式（1）得 （2）水的流量（以m 3/h 计）
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 h kg ρq m V s /1647918319=?=?= s m d q u V /69.0068.0785.03600 /9785.02 21=?== s m kg u G ?=?==2 11/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= s m d q u V /27.105.0785.03600 /9785.02 2 22=?== 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== s m kg u G ?=?=?=2 22/4.2325183127.1ρ 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’～ 2-2’间列柏努力方 程: f W u p g Z u p g Z ∑+++=++ 2 222211 12 121ρρ
化工原理课后习题答案
第七章 吸收 1,解：（1）008.0=* y 1047.018 100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.010 9.3011074.73 4 ??==P E m (3)0195.010 9.301109.53 3=??=* y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断 3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=，,293k T = 故()( ) s m D G 2 52 17571071.11 .205.2112915.361293102 1212 1 --?=+?+?= HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M 粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气 ()24.986.1002.962 1 m kN P BM =+=代入式 x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm. 5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数ο 下C ο80，s cm s cm T T D D 2 5275 .175 .112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=??? ? ??= C ο80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P 时间s NA M t 21693 .041025.718224=???==-π 6,解：画图 7,解：塔低：6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-?=y 02=x 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH l g =? 的NaOH 液的比重＝液体的平均分子量： 通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m λ-=-21 如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过 程。 ∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y 对数平均推动力()()66 105.12231 3151031315--?=?-= -In L y y m λ 由上式得：()2351093.8m kN s m kmol a K G -?=
化工原理 第一章 习题及答案
化工原理第一章习题及答案
第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答3．分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。 问题4. 静压强有什么特性? 答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面
上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。 问题 5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图题6附图 答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下
大。 2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa ； 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa 。 因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题 6. 图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U 形压差计，读数分别为R 1、R 2，两压差计间 用一橡皮管相连接，现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R 1与R 2有何变化？(说明理由) 答6．容器A 的液体势能下降，使它与容器B 的液体势能差减小，从而R 2减小。R 1不变，因为该 U 形管两边同时降低，势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g ，所以H 增加，压差增加，拔风量大。 问题8. 什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。 问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些?
化工原理书课后习题答案
南京工业大学学习资料 绪论习题 1）含水份52%的木材共120kg，经日光照晒，木材含水份降至25%，问：共失去水份多少千克？以上含水份均指质量百分数。 Θ 120(1-0.52)=(120-w)(1-0.25) ∴w=43.2kg 2）以两个串联的蒸发器对NaOH水溶液予以浓缩，流程及各符号意义如图所示，F、G、E皆为NaOH水溶液的质量流量，x表示溶液中含NaOH的质量分数，W表示各蒸发器产生水蒸汽的质量 流量。若，，，，问：W 1、W 2 、E、x 1 各为多少？ W 1kg/s W 2 kg/s F=6.2Kg/s 2 =0.30 X =0.105 W 1:W 2 =1:1.15 , X---(Wt),x 1 ,w 1 ,w 2 ,D,E=? 对控制体I，NaOH物料衡算：Fx 0=Ex 2 即 6.2×0.105=E×0.30 ∴E=2.17 kg/s W 1+W 2 =F-E=6.2-2.17=4.03 kg W 1 =4.03/2.15=1.87 kg/s ，W 2 =4.03-1.87=2.16 kg/s 对控制体II，总的物料衡算：G=F-W 1 =6.2-1.87=4.33 kg/s ΘFx 0=Gx 2 即6.2×0.105=4.33x 1 ,∴x1=0.15
3)某连续操作的精馏塔分离苯与甲苯。原料液含苯0.45（摩尔分率，下同），塔顶产品含苯0.94。已知塔顶产品含苯量占原料液中含苯量的95%。问：塔底产品中苯的浓度是多少？按摩尔分率计。 [解]： Θ 0.95= F D FX DX =45.094 .0? F D 0413 .0545.094.045.045.094.045.0545.0,445.0=∴?+?=+?=?==∴ W W W X X WX D F F W F D 即又 4)导热系数的SI 单位是W/(m ·℃)，工程制单位是kcal/(m ·h ·℃)。试问1kcal/( m ·h ·℃) 相当于多少W/(m ·℃)？并写出其因次式。 1kcal/(m.h.0C)=?J/(m.s.0C)写出导热系数的因次式。 ∵1kcal=4.187×103J,1h=3600s ∴ 1 320030../.163 .1..360010187.4..1--===?=T ML T L L L M T L M C m W C s m J C h m kcal ττττ）（导热系数因次式—时间。——温度，——长度，——质量，—令各基本因次为：
化工原理习题答案
100kg/m 3 ° 0.05 x X ecu 1000 0 05 . 18 (1)甲醇的饱和蒸气压 p o A 24 25 浓缩液量为 100/0.5 200kg 200kg 浓缩液中，水的含量为 200 X0.48=96kg ，故水的蒸发量为 800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为 200X0.02=4kg ，故分离的 NaCl 量为100-4=96kg 1574.99 几 16.9kPa 25 238.86 【0-1】1m 3 水中溶解0.05kmol CO 2, 试求溶液中C02的摩尔分数， 水的密度为 解水 1000 kg/ m 3 葺 kmol/ m 3 18 【0-2】在压力为 101325 Pa 、温度为25 C 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 质量浓度 P A ； (2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数 y A 、质量分数 A 、浓度 A 表示。 摩尔分数 y A 质量分数 浓度C A P A RT 质量浓度 【0-3 】1000kg 169 0.167 101.325 0.167 32 0.181 0.167 32 (1 0.167) 29 16.9 3 3 6.82 10 kmol/ m 8.314 298 3 3 C A M A = 6.82 10 32 0.218 kg / m 的电解液中含 NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数 10%、H 2O 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%、NaCI 2%、 H 2O 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 解电 ［解液 1000kg 浓缩液中 NaOH 1000 xc.l=100kg NaOH =0.5 (质量分数) NaOH 1000X0.l=100kg NaCl =0.02 (质量分数) HaO 1000X 0.8=800kg H 2O =0.48 (质量分数) NaOH 量保持一定。 100kg 在全过程中，溶液中 NaOHt 保持一定，为 C02的摩尔分数 8.99 10 lg p o A 7.19736 液量。在全过程中，溶液中的
化工原理课后习题答案详解第四章.doc
第四章多组分系统热力学 4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。 解：根据各组成表示的定义 4.2D-果糖溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20 C时的密度。求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。 解：质量分数的定义为
4.3在25 C，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B介于 和之间时，溶液的总体积 。求： （1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。 解：根据定义
当时 4.460 ?C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60 ?C 时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。 解：质量分数与摩尔分数的关系为 求得甲醇的摩尔分数为
根据Raoult定律 4.580 ?C是纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80 ?C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。 解：根据Raoult定律 4.6在18 ?C，气体压力101.352 kPa下，1 dm3的水中能溶解O2 0.045 g，能溶解N2 0.02 g。现将 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾，赶出所溶解的O2和N2，并干燥之，求此干燥气体在101.325 kPa，18 ?C下的体积及其组成。设空气为理想气体混合物。其组成体积分数为：，
化工原理课后习题答案
化工原理课后习题答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
第七章 吸收 1,解：（1）008.0=* y 1047.018 100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.010 9.3011074.73 4 ??==P E m (3)0195.010 9.301109.53 3=??=* y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断 3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=，,293k T = 故()( ) s m D G 2 52 17571071.11 .205.2112915.361293102 1212 1 --?=+?+?= HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M 粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积mol cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气 ()24.986.1002.962 1 m kN P BM =+=代入式 x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm. 5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数 下C 80，s cm s cm T T D D 2 5275 .175 .112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=??? ? ??= C 80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P 时间s NA M t 21693 .041025.718224=???==-π 6,解：画图 7,解：塔低：6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-?=y 02=x 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH l g =? 的NaOH 液的比重＝液体的平均分子量： 通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m -=-21 如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过 程。 ∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y 对数平均推动力()()66 105.12231 3151031315--?=?-= -In L y y m 由上式得：()2351093.8m kN s m kmol a K G -?=
化工原理练习题含答案 (1)
《化工原理》复习材料 0绪论 0.1单元操作所说的“三传”是指__动量传递___、___热量传递__和___质量传递__。 0.2任何一种单位制都是由__基本单位__和__导出单位__构成的。 0.3重力单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__力__。 0.4绝对单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__质量__。 第一章 流体流动 一、填空题 1.1.流体静力学方程式仅适用于__连通着__的，__同一种连续__的，不可__压缩__静止流体。 1.2圆形直管内，流体体积流量一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的___16___倍；高度湍流时h f 是原值的___32___倍（忽略d ε变化的影响）。 1.3流量V q 增加一倍，孔板流量计的孔口速度为原来的____2__倍，转子流量计的阻力损失为原来的____1__倍，孔板流量计的阻力损失为原来的__4__倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的____2__倍。 1.4流体在圆形管道中做层流流动，如果只将流速提高一倍，则阻力损失为原来的___2___倍，如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的_0.25__倍。 1.5处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是__静止的___、_连通着的__、__同一种连续的液体__。流体流动时，要测取管截面上的流速分布，应选用___皮托管______流量计测量。 1.6如果流体为理想流体且无外加功的情况下，单位质量流体的机械能衡算式为 __常数=++ρp u gz 22_；单位重量流体的机械能衡算式为_常数=++g p g u z ρ22_；单位体积流体的机械能衡算式为___常数=++p u gz 22 ρρ_。
化工原理上册课后习题及答案
第一章：流体流动 二、本章思考题 1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？ 1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？ 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？ 1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？ 1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？ 1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？ 1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的 f h 与2 u 成正比？光 滑管流动时的摩擦损失 f h 与u 的几次方成正比？ 1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？ 三、本章例题 例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。 解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出 排放量。 首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。 设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应 下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。 故当 1-1附图
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
化工原理第1章流体流动习题与答案
一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．层流与湍流的本质区别是（）。 D A 湍流流速＞层流流速； B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数； D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。4．气体是（）的流体。 B A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。D A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。 A A 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。
10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 D A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心 的最大流速的关系为（）。B A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关； B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关； C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。 13.层流底层越薄( )。 C A. 近壁面速度梯度越小； B. 流动阻力越小； C. 流动阻力越大； D. 流体湍动程度越小。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是( )。 C A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。 16.层流与湍流的本质区别是：( )。 D A. 湍流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 17.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。B A. Re ≤ 2000； B. Re ≥ 4000； C. Re = 2000～4000。 18.某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg ，当地大气压为101kPa, 则
化工原理第一章习题
31．黏度为30cP 、密度为900kg/m 3的某油品自容器A 流过内径40mm 的管路进入容器B 。两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门，阀前管长50m ，阀后管长20m （均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为88.3kPa 和44.2kPa 。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m 。试求： （1） 管路中油品的流量； （2） 定性分析阀前、阀后压力表读数的变化。 解：（1）阀关闭时流体静止，由静力学基本方程可得： 1081.9900103.883 1=??=-=g p p z a A ρm 581 .9900102.443 2=??=-=g p p z a B ρm 当阀打开41开度时，在A 与B 截面间列柏努利方程： 其中： 0==B A p p (表压)，0==B A u u 则有 2 )(2 u d l l W g z z e f B A ∑+=∑=-λ （a ） 由于该油品的黏度较大，可设其流动为层流，则 代入式（a ），有 ρ μρμ2 2)(32264)(d u l l u d l l u d g z z e e B A ∑+=∑+=- 736.0) 203050(10303281 .9)510(90004.0)(32)(322=++????-??=∑+-=∴-e B A l l g z z d u μρm/s 校核： 20002.88310 30736 .090004.0Re 3 <=???= = -μ ρu d 假设成立。 油品的流量： （2）阀打开后： 题31 附图
在A 与1截面间列柏努利方程： 简化得 112121-∑++= fA A W p u g z ρ 或 2 ) 1(2 111 u d l p g z A ++=λρ 显然，阀打开后u 1 ↑，p 1↓，即阀前压力表读数减小。 在2与B 截面间列柏努利方程： 简化得 2 )1(2 2 22 u d l g z p B -+=λρ 因为阀后的当量长度l 2中已包括突然扩大损失，也即012 >-d l λ， 故阀打开后u 2 ↑，p 2↑，即阀后压力表读数增加。 当流体从管子直接排放到管外空间时，管出口内侧截面上的压力可取为与管外空间相同，但出口截面上的动能及出口阻力应与截面选取相匹配。若截面取管出口内侧，则表示流体并未离开管路，此时截面上仍有动能，系统的总能量损失不包含出口阻力；若截面取管出口外侧，则表示流体已经离开管路，此时截面上动能为零，而系统的总能量损失中应包含出口阻力。由于出口阻力系数1=出口ζ，两种选取截面方法计算结果相同。 34．如附图所示，高位槽中水分别从BC 与BD 两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m 。AB 管段的内径为38mm 、长为28m ；BC 与BD 支管的内径相同，均为32mm ，长度分别为12m 、 15m （以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。各段摩擦系数均可取为0.03。试求： （1）BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全开时的流量； （2）BC 支路与BD 支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。 解：（1）在高位槽液面与BD 管出口外侧列柏努利方程： 简化 ： ∑=?fABD W zg 题34 附图 10
天津大学化工原理(第二版)上册课后习题答案
天津大学化工原理（第二版）上册课后习题答案 -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 09化工2班制作 QQ972289312 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。水的黏度μ= g/(cm·s) 密度ρ= kgf ?s2/m4 某物质的比热容CP= BTU/(lb·℉) 传质系数KG= kmol/(m2?h?atm) 表面张力σ=74 dyn/cm 导热系数λ=1 kcal/(m?h?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 水的黏度基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g，1 m=100 cm ??10?4kg?m?s???10?4Pa?s ?????则????cm?s??1000g??1m?密度基本物理量的换算关系为 1 kgf= N，1 N=1 kg?m/s2 ?g??1kg??100cm??kgf?s2????1kg?ms2?3???1350kgm??????4则 ?m??1kgf??1N?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 1oF?5oC
9 1 则 ?BTU????1lb??1?F?cp????1BTU????59?C???kg??C? lb?F????????传质系数基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s，1 atm= kPa 则 ?kmol??1h??1atm?KG??2??10?5kmol?m2?s?kPa? ??????m?h?atm??3600s???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 ?dyn??1?10N??100cm???74???10?2Nm ??????cm??1dyn??1m?导热系数基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J，1 h=3600 s 则 3?kcall???10J??1h???1?2???????m?s??C???m??C? 1kcal3600s?m?h??C??????52．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 HE???10?4G?????BC13??L?L 式中 HE—等板高度，ft； G—气相质量速度，lb/(ft2?h)； D—塔径，ft； Z0—每段填料层高度，ft；α—相对挥发度，量纲为一；μL —液相黏度，cP；ρL—液相密度，lb/ft3
化工原理课后习题解析(第一章)
第1章 流体流动 1-1．容器A 中气体的表压力为60kPa ，容器B 中的气体的真空度为Pa 102.14?。试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干Pa 。该处环境大气压等于标准大气压。（答： A,160kPa ；B,88kPa ） 解：取标准大气压为kPa 100，所以得到： kPa 16010060=+=A P ； kPa 8812100=-=B P 。 1-2．某设备进、出口的表压分别为 12kPa -和157kPa ，当地大气压为101.3kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。 (答：169kPa -) 解：kPa 16915712-=--=-=?出进P P P 。 1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa （表压）。问水封管插入液面下的深度h 最小应为若干？ （答：m 02.1） 解：m 02.18 .910101033 =??=?=g P H ρ 习题1-3 附图 1-4．某一套管换热器，其内管为mm,25.3mm 5.33?φ外管为mm 5.3mm 60?φ。内管流过密度为3 m 1150kg -?，流量为1 h 5000kg -?的冷冻盐水。管隙间流着压力（绝压）为 MPa 5.0，平均温度为C 00，流量为1h 160kg -?的气体。标准状态下气体密度为3m 1.2kg -?， 试求气体和液体的流速分别为若干1 s m -?？ （ 答：1 L s m 11.2U -?=；1g s 5.69m U -?= ） 习题1-4 附图 解：mm 27225.35.33=?-=内 d ，mm 5325.360=?-=外d ； 对液体：1 2 2s m 11.2027 .011503600/500044 /-?=???=== ππρ内d m A V u l l l l l ； 对气体：0101P P =ρρ?356 0101m kg 92.510 01325.1105.02.1-?=???==P P ρρ，
化工原理第一章习题.doc
?5、己知：流量3001/min> △Z=10m,p=0,吸人管:①89X4mm、L=15m, 一个底阀、一个弯头，排出管：中57X3.5mm、 ?L=50m, 一个闸阀、一个截止阀、三个弯头.求泵的轴功率N=?(效率为70%) We = gAZ+ △牛 + 坐 + Eh, Pl=P2=0，ui=u2=0; We =9.81 X 10+Ehf ￡hf=hf+h'f =(4^^ +「.)xg 吸人管： E Lc=6.3+7.2m,，c=0.5, u=0.97m/s, Rc= 106000, E/d=0.0037, X=0.029 ￡hf=4.28J/Kg 排出管： E Le=0.33+17+3 X 1.6=22.13m,，e=10, u=2.55m/s, Re=l 73000, s/d=0.006, X=0.0313 Ehf = 150J/Kg 总 E hf =吸人管 E hf +排出管Ehf = l 54.3 J/Kg; We=252.4J/Kg Ws=4,4Kg/s, Nc=lll 0.6W=l. 11KW, N=1.11 /0.7=l .59K 6、已知：d=200mm,入曰底阀hf，=10(u2/2), pB=350mmHg(真),hfA-B=0.1 (u2/2)。 试求(1)、qv=? (2)、P A=? 解:(1)由水池水面到B截面列柏努利方程： P B=一350 X 133.3=-46655 Pa(表)0=3 X 9.81 + 苗/2-46655 /1000+0. 1U2/2+10U2/2 解得：u=1.76m/s; V=198m3/h (2)由A到B列柏努利方程： P A//1000=5X9.81+- 46655 /1000+0.1 X 1.762/2 P A=2550 Pa 7、温度为20°C的空气在直径为2.5cm的管道中流动。在距 壁1mm处空气流速为3cm/s,试求：(1)管壁处的切应力；单 位管长的粘性阻力。 QiSfe d=2.5cm, u = 3cm/s, 8= 1mm, p,= 18.08X 10- b Pa ? So 理根据牛顿内摩擦定律，得管壁处的切应力为 r()"18.08X10-6X0Q3~0^5.424X10~4 N/m2 0 dy0.001 单位管长的粘性阻力为 T = = 5.424x10一4乂3.14x0.025x1 = 4.258x10一5 N/m 8、有一块30X40cm2的矩形平板，浮在汕面上，其水平运动的速度为10cm/s,汕层厚