化工原理课后答案(中国石化出版社) 第1章 流体流动
第一章 流体流动
1．若将90kg 相对密度为0.83的油品与60kg 相对密度为0.71的油品混合，试求混合油的密度。 解：)/(777710
608309060
903m kg m =++=
ρ
2．试计算空气在-40℃和41kPa(真空度)下的密度和重度，大气压力为1.013×105Pa 。
解：335/902.0)
4015.273(831429
)104110013.1(m kg RT pM =-???-?==ρ 33/902.0/85.881.9902.0m kgf m N ==?=γ
3．燃烧重油所得的燃料气，经分析测知其中含生8.5%CO 2，7.5％02，76％N 2，8%H 20(均系体积百分率)。试求温度为500℃，压力为1.013×105Pa 时，该混合气体的密度。 解：3/693.0)
50015.273(831444
1013002m kg RT pM CO =+??==
ρ 3/504.0)
50015.273(831432
1013002
m kg RT pM O =+??==
ρ 3/441.0)
50015.273(831428
1013002
m kg RT pM N =+??==
ρ 3/284.0)
50015.273(831418
1013002
m kg RT pM O H =+??==
ρ
3/455.0m kg x i
V i m =∑=ρρ
4．烟道气的组成约为含13％CO 2，11％H 20，76％N 2(均系体积％),计算400℃时常压烟道气的粘度。 解：
cp
M y M y i i i i i m 62
/12/12/12/162/162/162
/12
/1101.302876.01811.04413.028100.3176.018100.2311.044100.3013.0----?=?+?+????+???+???=
∑∑=
μμ5．液体混合物的组成为乙烷40％和丙烯60％(均为摩尔百分率)，计算此液体混合物在-100℃时的粘度。乙烷和丙烯在-100℃时的粘度分别为0.19mPa ·s 和0.26mPa ·s 。
解：6395.026.0lg 6.019.0lg 4.0lg lg -=?+?=∑=i i m x μμ
S mPa m ?=229.0μ
6．某流化床反应器上装有两个U 形管压差计，如本题附图所示。测得R 1＝400mm ，R2＝50mm 指示液为汞。为防止汞蒸气向空间扩散，在右侧的U 形管与大气连通的玻璃管内装入一段水，其高度R 3＝50mm 。试求A 、B 两处的表压力。
解：05.081.91360005.081.91000232??+??=+=gR gR p Hg O H A ρρ
mmHg kPa Pa 7.5316.71016.73==?=
7．如本题附图所示的汽液直接接触混合式冷凝器，水蒸气被水冷凝后的凝液和水一起沿气压管流入敞口水池并连续排至地沟。冷凝器上真空表的读数为80kPa ，大气压力为98kPa 。为了防止水池中的水倒流到冷凝器，试问气压管内的液柱高度H 应不小于多少m 。(气压管及其出口的阻力损失可忽略不计)。 解：容器中的压力为：kPa p 1880981=-=
由静力学方程：a O H p gH p =+21ρ
()m g p p H O H a 15.881
.910001018983
12=??-=-=∴ρ
8．用一多U 形管压差计测定水流管路中A 、B 两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间充满水，如本题附图所示。今测得h l ＝1200mm ，h 2＝
1300mm ，R l ＝900 mm ， R 2＝950mm ，试向A 、B 两点问的压差p ?为多少Pa?
解：由静力学方程：
()()
11222211222R h h g gR R h g p gR gh p O H Hg O H B Hg O H A +--+-+=-+ρρρρρ ()()()()21212122R R g R R g R R g p p p O H Hg O H Hg B A +-=+-+=-=?∴ρρρρ
()()Pa 51029.295.09.081.9100013600?=+??-=
9．用一如图1-13所示的双液体微差压差计来测量输送甲烷管路中某一段的压差，压差计读数为200mm ，压差计中的双指示液为四氯化碳和水，相对密度分别为1.6和1.0，U 型管内径为6mm ，扩大室直径为60mm ，试求该段压差p ?为多少mmH 20。
(1)忽略扩大室中液面变化； (2)考虑扩大室中液面变化；
(3)两种情况下的测量误差为多少?
解：⑴如忽略扩大室中液面的变化，则可按如下公式计算：
()()O mmH Pa g R p B A 230.1201018.181.9100016002.0=?=?-?=-=?ρρ
⑵如考虑扩大室中液面的变化，则：
()()81.9100060
6100016002.02
2????
?????????
??+-?=??????????? ??+-=?g D d R p B B A ρρρ
O mmH Pa 230.1221020.1=?=
⑶二者误差为：
%64.1%1000
.122120
0.122=?-
l0．在如本题附图所示的贮油罐中装有密度为960kg/m 3的油品，油面距罐底的高度为9.6m ，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760mm 的人孔，其中心距罐底800mm ，人孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23Mpa ，问至少需要几个螺钉?
解：人孔中心处压力为：
()Pa gH p A 41029.88.06.981.9960?=-??==ρ
则人孔平均受力为：
N A p F A A A 4241076.376.04
1
14.31029.8?=????==
每个螺钉可以承受的力为：
()N F B 32
61004.6014.014.34
11023.39?=????=
需要的螺钉数目为：
72.610
04.61076.33
4≈=??==B A F F n 11．密度为910kg/m 3的原油经过管径为φl08×4mm 的管道流动，流速为0.85m/s 。试求原油的体积流量(m 3/h)、质量流量(kg/h)和质量流速(kg/m 2·s)。
解：体积流量为：h m uA V h 320.2436001.014.34
1
85.0=????==
质量流量为：h kg V W h h 41019.29100.24?=?==ρ 质量流速为：s
m kg
u G s ?=?==25.77391085.0ρ
12．某厂用φ114×4.5mm 的钢管输送压力P ＝2.0MPa(绝压)、温度为20℃的空气，流量为6300m 3/h (标准状况)。试求空气在管道中的流速、质量流速和质量流量。
解：在操作状况下的体积流量为：
h m T T p p V V h 36
5011004.34215.2732015.273100.210013.16300=+????== 操作状况下气体密度为：
3561001078
.2320
15.27315.27310013.1100.2293.1m kg T T p p =+????==ρρ 操作状况下气体流速为：s m A V u s 98.10105.014.341
36004
.3422=??==
气体质量流速为：s
m kg
u G ?=?==21.26178.2398.10ρ
气体质量流量为：h kg V W 31014.878.234.342?=?==ρ 13．从容器A 用泵B 将密度为890kg/m 3的油品输送到塔C 顶部。容器内与塔顶的表压力如本题附图所示，管子的规格为
φ114×4mm 。油品的输送量为
5.4xl04kg/h ，输送管路的全部阻力损失为122J/kg ，试求泵的有效功率。 解：管内流体的流速：
S m u 910.1106.036008904
104.52
42=?????=π
以容器A 的液面为截面1，以塔C 为截面2，在1-2截面间列
柏努利方程：
∑++
+
=++
+
f h p u
g Z We p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
122890
1021602910.181.9360081.91.23
2+?++?=+++?We
得：kg J 108833.23?=We
kW
S J h J WeW Ne 25.4310325.410557.1 104.5108833.24
8
4
3=?=?=???==
14．如图l-58所示，从敞口高位槽向精馏塔供料，高位槽内液面维持不变，塔进料口处的压力为40kPa(表压)原料液的密度为890kg/m 3，管子直径为φ60×3mm ，从高位槽至塔的进料管入口处的阻力损失为22J/kg 。试问要维持14m 3/h 的进料量，高位槽中的液面须高出塔的进料口多少m 。 解：以进料口为基准水平面，在1－1和2－2间列柏努利方程：
∑+++=++f H g
u g p z g u g p z 222
2
222111ρρ
其中：p 1=0，u 1=0，z 1=？
z 2=0 p 2=40kPa ，s m A V u 70.154.014.341
360014
22=??==
∑==
m H
f
24.281
.922
代入上式得：∑+?+??=++=
24.281
.9270.181.9890104022
32
221f H g u g p z ρ m 97.6=
15.如本题附图所示，油水分离器中的油水分界面借助于Π形管来维持和调节。汽油的密度为780kg/m 3，水的密度为996kg/m 3。试分析和计算:
(1)分离器中的油水分界面高度H 与分离器的直径、油水混合液的处理量、油水混合液中水的含量、汽油密度、Π形管的直径和高度有何关系。
(2)如阀1和阀2均关闭时，油水分界面的高度H 为多少米(忽略损失)?
(3)如打开阀2时，H 为多少米(忽略Π形管内的阻力损失)?
(4)如水在Π形管内的流动阻力损失为f
h ∑＝0.2J/kg 时，重新计算(2)和(3)的内容。 解：⑴在1－1和2－2间列柏努利方程：
=++g u g p z 22111ρ∑+++f H g
u g p z 222
22ρ
其中：z 1=H ，p 1=ρgas g(4.5-H)，u 1=0
z 2=h ，p 2=0，u 2=u 2，∑=g
u d l H f 222
λ
代入可得：
gas
gas
g u d l h H ρρρρλρ--??
? ??++=
5.4212
2
由上式可以看出，油水界面高度H 与分离器直径无关；油水处理量增加，则H 降低；油水混合物中水含量增加则H 降低；汽油密度增加则H 降低；Π形管直径增加则H 降低；Π形管高度增加则H 增加。
⑵当阀1和阀2均全关闭时，以油水界面为截面1，以Π形管管顶为截面2。在1-2截面间列柏努利方程：
∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
式中：H Z =1，()H g p -=5.41油ρ（表压），01=u m Z 2.42=，02=p （表压），02=u ，
∑=0f
h
代入式中：()
81.92.45.481.9?=-+
?水
油ρρH g H
整理得：()2.45.4?=-+g H g gH 水油水ρρρ 得：m H 117.3=
⑶打开阀2而不考虑阻力损失，以油水界面为截面1，以阀2
为截面位。
在1-3截面间列柏努利方程： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
2
21
212
2
2
1
式中：H Z =1，()H g p -=5.41油ρ（表压），01=u
m Z 9.32=，
03=p （表压）
，03=u ，∑=0f h 代入式中：()
81.99.35.481.9?=-+
?水
油ρρH g H
整理得：()9.35.4?=-+g H g gH 水油水ρρρ 得：
m H 733.1=
⑷若考虑阻力损失：在⑴中阀1、2关闭时： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
()
2.02.45.4+=-+
g H g Hg 水
油ρρ，得： m H 211.3=
在⑵中阀2打开时： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
()
2.09.35.4+=-+g H g Hg 水
油ρρ， 得：m H 827.1=
16．如本题附图所示，为丙烯精馏塔的回流系统，即回流罐内的丙烯通过回流管返回至精馏塔顶。精馏塔顶的操作压力为1.3MPa(表压)，回流罐内液面上方
压力为2.0MPa(表压)。塔内回流管口距回流罐内液面的垂直距离为30m ，回流管内径为140mm ，丙烯精馏塔的回流量为4×104kg/h ，丙烯的密度为600kg/m 3回流管路的全部阻力损失为150J/kg ，试问将丙烯从回流罐送到精馏塔顶是否需要泵。
解：以回流罐液面为基准水平面。
s
m A
W
u 20.114.014.34
1
6003600
1042
4
=????==
ρ
塔顶部：kg J u p g z E 326211
111076.22
2.160010
3.181.9302?=+?+?=++=ρ 回流罐：kg J u p g z E 362
22
221033.30600
100.202?=+?+=++=ρ ∑
J
h E f
∴不需要加泵。
17．如本题附图所示，打开阀C 和阀D ，将贮槽A 中的NaOH 和Nacl 的混合水溶液放入反应槽B 中，问贮槽A 中的液面从3m 降至0.3m 需要多少时间。已知贮槽A 和反应槽B 的直径均为2m ，管路尺寸为φ32×2.5mm ，溶液在管路中的瞬时流速Z u ?=7.0m/s ，式中Z ?为该瞬时两槽的液面高度差。
解：解法一：设A 槽中水位高度为z ，则：()z z z z 212315+=+--=?
瞬时流速为：z z u 2127.07.0+=?=
设A 槽在dt 时间内下降的液位为dz ，则由物料衡算：
dt z d udt d dz D 2127.04
1
4141222+?==-πππ 整理得： dt D d z
dz 22
27.06=+-
积分： ??
??
?
???=+-t
dt z dz 0
2
3
.03
2027.027.06
h s t 51.11043.53=?=∴
解法二：设A 槽中下降的水位高度为z ，则：()z z z z 218)15(3-=-+-=? 瞬时流速为： z z u 2187.07.0-=?=
设A 槽在dt 时间内下降的液位为dz ，则由物料衡算：
dt z d udt d dz D 2187.04
1
4141222-?==πππ 整理得：
dt D d z
dz 22
27.09=-
积分：
??
??
?
???=-t
dt z dz 0
2
7
.20
2027.027.09
h s t 51.11043.53=?=∴
18．求出下列流体在φ57×3.5mm 的管内流动时如果保持层流状态允许的最大平均流速。 (1)20℃的水；
(2)粘度为35mPa ·s 及相对密度为0.963的重油；
(3)20℃和0.1MPa 下的空气。
解：⑴查得：20℃时水的粘度μ＝1.005×10-3Pa ·s ，ρ＝998.2kg/m 3
μ
ρ
du =
Re ρ
μ
d u ?=
∴Re 取Re=2000
则：s m u 040.02
.99805.
010005.120003max
=???=-
⑵s m d u 45.1963
05.010352000Re 3
max
=???=?=-ρμ
⑶查得：20℃时空气的粘度μ＝18.1×10-6Pa ·s
35610010189
.12015.27315.27310013.1101.0293.1m kg T T p p =+????==ρρ s m d u 609.0189
.105.0101.182000Re 6
max
=???=?=∴-ρμ
19．求如本题附图所示20℃水稳定流动管路的阻力损失f h ∑ (J/kg)。大、小管的管径分别为φ57×2.5mm 和φ32×2.5mm ，绝对粗糙度为0.5mm 管路中装有一个截止阀，水在大管中的流速为0.5m/s ，其它有关数据如附图所示。
解：水在小管中流速为：s m u d d u 85.15.027522
12
212=???? ??=???
? ??=
20℃时水的粘度μ=1.005×10-3Pa ·s ，密度ρ＝998.2kg/m 3
20001058.210
005.12
.9985.0052.0Re 43
111>?=???=
=
∴-μ
ρ
u d 20001096.410
005.12.99885.1027.0Re 4
3
222>?=???=
=
-μ
ρ
u d ∴水在管中均为湍流。
0096.052
5
.011
==d ε 查得：027.01=λ 0185.027
5
.02
2
==d ε 查得：026.02=λ
查得截止阀全开时：m l e 11=；90°大弯头：m l e 2.2= 90°小弯头：m l e 1.1=；变径：m l e 65.0=
另外：进口阻力系数 5.0=ξ；出口阻力系数 1=ξ
()()∑+++++=∴2
222
2
2
2
2112
22
22
2
11
11
u u u d l l u d l l h e e f ξξλλ 285.1027.065.01.1115.13026.025.0052.02.245.7027.02
2?++++?+?++?=
kg J 9.312
85.1125.05.02
2=?+?+
20．用泵将冷却水从水池输送到冷却塔，已知从水池到泵的吸入口管路的管径为φ114×4mm 、长度为10m ，在吸入段管路上有1个90○标准弯头、1个吸滤底阀；从泵的出口到冷却塔顶喷嘴的管路的管径为φ88.5×4mm 、长度为36m ，
在排出段管路上有2个标准90○弯头 1个1/2开度的闸阀。已知水温为20℃，塔内压力为69kPa(表压)，喷嘴进口处的压力比塔内压力高lOkPa ，输送管道的绝对粗糙度均为0.2mm ；其它数据如本题附图上所示。要求水的流量为56m 3/h ，求泵所需的有效功率Pe 。
解：查得：20℃时水的粘度μ=1.005×10-3Pa ·s ，密度ρ＝998.2kg/m 3
吸入管路流速：s m A V u 76.1106.014.341
360056
211=??==
排出管路流速：s m A V u 06.30805.014.34
1360056
2
22=??==
取地面为参考水平面，如图在1－1和2－2之间列柏努利方程：
∑+++=+++f e h u p g z w u p g z 2
22
2
22211
1ρρ
其中：z 1=-2m ，p 1=0，u 1=0
z 2=21m ，p 2=69+10=79kPa ，u 2=3.06m/s 53
1111085.110005.12
.99876.1106.0Re ?=???=
=
-μ
ρ
u d 5
3
2221045.210
005.12.99806.30805.0Re ?=???=
=
-μ
ρ
u d 00189.01062.01==d ε 查得：017.01=λ
00248
.05
.802
.02==d ε
查得：016.02=λ
90°弯头：75.0=ξ ；底阀：5.1=ξ ；半开闸阀：5.4=ξ
∑∑∑+++=∴2
2222
2
2
2112222221111u u u d l u d l h f ξξλλ
()276.15.175.0206.30805.036016.0276.1106.010017.02
22?++??+??= ()kg J 6.672
06.35.475.022
=?
+?+ 代入柏努利方程得：
()∑+++-=f e h u p g z z w 2
2
22
12ρ ()kg J 0.3776.672
06.32.998107981.92212
3=++?+?+=
kW W V w Ne e 85.51085.52.9983600
56
0.3773=?=??==ρ
21．一定流量的液体在圆形直管内作层流流动。若管长和液体物性不变，而管径减至原来的l/2，问阻力损失为原来的多少倍。 解：层流时，由哈根－泊谡叶公式知： 2
32d
lu p μ=
? 如1221
d d = 则： 112
2124u u d d u =???
?
??=
164432322
2
12
2
12212122
11222
12=?===??d u d u d u d u d lu d lu p p μμ 22．液体在光滑圆形直管内作湍流流动。若液体的物性、管长和管径均不变，而流量增至成的2倍，问阻力损失为原来的多少倍(设两种情况下，雷诺数均在3×103～1×105范围内)
解：对光滑管：μ
ρ
λdu =
=
Re Re 3164.025
.0，若122u u =，则：12Re 2Re =
()
84.05.0Re Re 25
.025
.02112==???
?
??=λλ 即：1284.0λλ=
由范宁公式：2
2
u d l h f λ=
36.3484.02
1
121121122212=?==∴
u u u u h h f f λλλλ 23．有一管壳式换热器，外壳内径为300mm ，内装有60根管径为φ25×2mm 的光滑管组成的管束。空气以3000m 3/h 的流量在管外平行流过，空气的平均温度为30℃，换热器长度为4m 。试估算空气通过换热器时的压力降。 解：30℃空气的物性：3165.1m kg =ρ，S Pa ?=μμ6.18 s m A V u 21.2060025.04
3.0436********=??-?==
m de 02917.060
025.03.060
025.04
3.04
422=??+???-
??=πππ
π
湍流 400010692.310
6.18165.121.200291
7.0Re 4
6
>?=???=
=
-μ
ρ
u d e 以光滑管形式来确定λ：0228.0Re
3164
.025
.0==
λ 则：kg J u d h e f 2.6392
21.2002917.040228.022
2=??==λλ
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
化工原理流体流动
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 、填空题 一个生产工艺是由若干个 各单元操作的操作原理及设备计算都是以 四个概念为依据的。 常见的单位制有 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 断。 单位时间过程的变化率称为 问答题 7. 什么是单元操作？主要包括哪些基本操作? 8. 提高过程速率的途径是什么？ 第一章流体流动 填空题 流体垂直作用于单位面积上的力，称为 两种。 当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是 因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力 流体在管道中的流动状态可分为 点运动方式上的区别是 判断液体处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是 流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是 在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将 ________ ，若改用转 子流量计，随流量增加转子两侧压差值 ___________________ 。 选择题 构成的。 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。 来判 单位体积流体的质量称为 ，它与 互为倒数。 单位时间流经管道任一截面的流体量称为 ,其表示方法有 的。 产生流体阻力的根本原因是 ；而 是产生流体阻力的第二位原 .两种类型，二者在部质 10 . 液体的密度随温度的升高而
11 表压值是从压强表上读得的，它表示的是 D 大气压强 13 - 气体在等截面的管道中流动时，如质量流量不变则其质量流速 14 - 粘度愈大的流体其流动阻力 15 - 柏努利方程式既可说明流体流动时的基本规律也能说明流体静止时的基本规律, 响却越来越明显。 18 - 当液体部任一点的压强有变化时，将使液体部其它各点的压强 二' 判断题 19 - 气体的粘度随压力的升高而增大。 （） 20 - 层流层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。 21 -流体在管路中作稳定流动时，任一截面处流体的流速、密度与截面积的乘积均相等。 22 ■当液体部某点压强一定时，则液体的密度越大，此点距液面的高度也越大。 23 -流体阻力的主要表现之一是静压强下降。 24 ■ 真空度为定值时，大气压强越大，则绝对压强越大。 A 增大 B 减小 C 不变 不一定 A 比大气压强高出的部分 B 设备的真实压力 比大气压强低的部分 12 ■ 流体的流动类型可以用 的大小来判定。 A 流速 B 雷诺准数 C 流量 摩擦系数 A 随温度大小变化 B 随压力大小变化 C 不变 D 随流速大小变化 A 愈大 B 愈小 C 二者无关系 D 不会变化 表明静止流体任一点流体的 是常数。 A 总能量 B 静压能与动压能的和 C 压强 静压 台匕 冃匕 16 -流体的流动状态是由多方面因素决定的, 增大，都使流体向 向移动， 增大，使流体向 方向移动。 A 湍流 B 滞流 C 过渡流 D 稳流 17 ■ 湍流流动的流体随 Re 值的增大，摩擦系数与 关系不大，而 的影 A 雷诺准数 B 粘度 C 管壁粗糙度 D 流体阻力 A 发生变化 B 发生同样大小的变化 C 不变化 D 发生不同情况的变
(完整版)化工原理下册习题及章节总结(陈敏恒版)
第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ） A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；m与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸
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第一章《流体力学》练习题 一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 3．层流与湍流的本质区别是（）。
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。 D 4．气体是（）的流体。 A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 B 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。
C 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 A 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。 A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 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 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。
A 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 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 A 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。 A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 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（）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 B 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. 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。 A
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
化工原理下册课后思考题答案
第六章传热 问题1.传热过程有哪三种基本方式答1．直接接触式、间壁式、蓄热式。 问题2.传热按机理分为哪几种答2．传导、对流、热辐射。 问题3.物体的导热系数与哪些主要因素有关答3．与物态、温度有关。 问题4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿答4．流动流体的载热。 问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热答5．加热面在下，制冷面在上。 问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个答6．过热度、汽化核心。 问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作为什么答7．核状沸腾状态。以免设备烧毁。 问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手答8．改善加热表面，提供更多的汽化核心；沸腾液体加添加剂，降低表面张力。问题9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体答9．避免其积累，提高α。 问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式 答10．因Q与温度四次方成正比，它对温度很敏感。 问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些答11．温度、黑度、角系数（几何位置）、面积大小、中间介质。 问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数 答12．①相变热远大于显热；②沸腾时汽泡搅动；蒸汽冷凝时液膜很薄。 问题13.有两把外形相同的茶壶，一把为陶瓷的，一把为银制的。将刚烧开的水同时充满两壶。实测发现，陶壶内的水温下降比银 壶中的快，这是为什么 答13．陶瓷壶的黑度大，辐射散热快；银壶的黑度小，辐射散热慢。 问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么 答14．该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和，传热速率由该步骤所决定。 问题15.传热基本方程中,推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些 答15．K、qm1Cp1、qm2Cp2沿程不变；管、壳程均为单程。 问题16.一列管换热器，油走管程并达到充分湍流。用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。若现欲增加50%的油处理量， 有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法，以保持油的出口温度不低于80℃，这个方案是否可行 答16．可行。 问题17.为什么一般情况下,逆流总是优于并流并流适用于哪些情况 答17．逆流推动力Δtm大，载热体用量少。热敏物料加热，控制壁温以免过高。 问题18.解决非定态换热器问题的基本方程是哪几个 答18．传热基本方程，热量衡算式，带有温变速率的热量衡算式。 问题19.在换热器设计计算时，为什么要限制Ψ大于 答19．当Ψ≤时，温差推动力损失太大，Δtm小，所需A变大，设备费用增加。 第七章蒸发 问题1.蒸发操作不同于一般换热过程的主要点有哪些 答1．溶质常析出在加热面上形成垢层；热敏性物质停留时间不得过长；与其它单元操作相比节能更重要。 问题2.提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪降低单程汽化率的目的是什么 答2.不仅提高α，更重要在于降低单程汽化率。减缓结垢现象。 问题3.为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域 答3.因该区域的给热系数α最大。
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’～
化工基本知识课后答案解析(中国石化出版社)第5章传热
第五章 传热 1.一立式加热炉炉墙由厚150mm 的耐火材料构成，其导热系数为λ1＝1.3W/(m ·K)，其内外表面温度为ll00℃及240℃，试求通过炉墙损失的热量(W/m 2)；若外加一层25mm ，λ2＝0.3W/(m ·K)的绝热材料，并假定炉内壁温度仍为1100℃，而热损失降至原来的57％，求绝热层外壁温度及两层交界面处的温度。 解：21 1213.74533.115.0240 1100m W b t t A Q q =-=-== λ 24.424857.0'm W q q == 4.42483.002 5.03.115.01100'32 2 1131=+-=+ -== t b b t t A Q q λλ 解得：3t =255.8℃ 4.42483.11 5.01100''2 1 121=-=-== t b t t A Q q λ 解得：'2t =609.8℃ 2某加热炉炉墙由耐火砖、绝热层与普通砖组成，耐火砖里侧温度为900℃，普通砖外侧温度为50℃，各层厚度分别为：耐火砖140mm ，绝热层(石棉
灰)20mm ，普通砖280mm ；各层导热系数：λ1＝0.93W/(m ·K)，λ2＝0.064W/(m ·K)，λ3=0.7W/(m ·K)。(1)试求每m 2炉墙的热损失；(2)若普通砖的最高耐热温度为600℃，本题条件下，是否适宜? 解： （1）233 2211419.9847.028.0064.002.093.014.050 900m W b b b t t q =++-=+ +-= λλλ （2）233 3439.9847.028 .050 m W t b t t q =-=-= λ 解得：3t =444℃ 适宜 3.用平板法测定某固体的导热系数，试件做成圆形薄板，直径d ＝120mm ，厚度为δmm ，与加热器的热表面及冷却器的冷表面直接接触。所传递的热量(一维导热)，用加热器的电能消耗计算之。过程稳定时，测得加热器电流为0.96A ，电压为60.5V ，热电偶测得热表面温度t 1＝180℃，冷表面t 2＝30℃；由于安装不良，试件与冷热表面之间各有一层0.1mm 的缝隙(内有空气)，试求： (1)忽略表面间的辐射传热时，因空气缝隙引起的测试导热系数的相对误差。空气在180℃及30℃时的导热系数分别为3.78W/(m ·K)及2.67 W/(m ·K)。 (2)如果计入辐射传热，上题的误差将有何变化，请作定性分析。 解：)(08.5896.05.60W UI Q =?==
化工原理(下)练习题
化工原理（下）练习题 一、填空 1. 精馏和普通蒸馏的根本区别在于；平衡蒸馏（闪蒸）与简单蒸馏（微分蒸馏）的区别是。 2. 双组分精馏，相对挥发度的定义为α＝___ ____，其值越表明两组分越。α＝1时，则两组分。 3.精馏的原理是，实现精馏操作的必要条件是和。 4.精馏计算中，q值的含义是___ ______，其它条件不变的情况下q值越_______表明精馏段理论塔板数越，q线方程的斜率(一般)越。当泡点进料时，q＝，q线方程的斜率＝。 5.最小回流比是指，适宜回流比通常取为倍最小回流比。 6. ____ 操作条件下，精馏段、提馏段的操作线与对角线重叠。此时传质推动力，所需理论塔板数。 7.精馏塔进料可能有种不同的热状况，对于泡点和露点进料，其进料热状况参数q值分别为和。 8. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度，液相组成气相组成。 9. 精馏塔进料可能有种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2 : 3时，则进料热状况参数q值为。 10. 对一定组成的二元体系，精馏压力越大，则相对挥发度，塔操作温度，从平衡角度分析对该分离过程。 11．板式精馏塔的操作中，上升汽流的孔速对塔的稳定运行非常重要，适宜的孔速会使汽液两相充分混合，稳定地传质、传热；孔速偏离适宜范围则会导致塔的异常现象发生，其中当孔速
过低时可导致_________，而孔速过高时又可能导致________。 12. 对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t, 湿球温度t w和露点t d间的关系为___________; 对饱和空气则有____ _____。 13. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为，根据α的大小，可以用来，若α=1，则表示。14.吸收操作是依据，以达到分离混合物的目的。 15.若溶质在气相中的组成以分压p、液相中的组成以摩尔分数x表示，则亨利定律的表达式为，E称为，若E值很大，说明该气体为气体。 16.对低浓度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E将，相平衡常数m 将，溶解度系数H将。在吸收过程中，K Y和k Y是以和为推动力的吸收系数，它们的单位是。 17含低浓度难溶气体的混合气，在逆流填料吸收塔内进行吸收操作，传质阻力主要存在于中；若增大液相湍动程度，则气相总体积吸收系数K Y a值将；若增加吸收剂的用量，其他操作条件不变，则气体出塔浓度Y2将，溶质A的吸收率将；若系统的总压强升高，则亨利系数E将，相平衡常数m 将。 18.亨利定律表达式p*＝E x，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为气体。 19．吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率，吸收推动力。20．双膜理论是将整个相际传质过程简化为。21. 脱吸因数S可表示为，它在Y—X图上的几何意义是。若分别以S1、S2，S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则应有S1 S2 S3。 22.不饱和湿空气预热可提高载湿的能力，此时H ，t ，φ，传热传质推动力。
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
中石化单位
华北石油局是中石化二级单位，同级的有以下单位： 油田企业 胜利石油管理局西南石油局 中原石油勘探局中南石油局 河南石油勘探局西北石油局 江汉石油管理局华东石油局 江苏石油勘探局华北石油局 滇黔桂石油勘探局东北石油局 新星石油有限责任公司管道储运公司 上海海洋石油局西部石油工程技术服务管理中心 炼化企业 中原油田分公司濮阳石油化工总厂 北京燕山石油化工有限公司石家庄炼油厂 齐鲁石油化工公司济南炼油厂 上海高桥石油化工公司武汉石油化工厂 金陵石油化工有限责任公司沧州炼油厂 茂名石油化工公司长城润滑油有限公司 天津石油化工公司清江石油化工有限责任公司 扬子石油化工有限责任公司保定石油化工厂 巴陵石油化工有限责任公司青岛石油化工有限责任公司 长岭炼油化工有限责任公司杭州炼油厂 仪化集团公司湛江东兴石油企业有限公司 南京化学工业有限公司中国石化海南炼油化工有限公司 广州石油化工总厂湖北化肥厂 安庆石油化工总厂九江石油化工总厂 洛阳石油化工总厂四川维尼纶厂 荆门石油化工总厂 中国石化中原石油化工有限责任公司 成品油销售企业 北京石油有限责任公司江西石油总公司 天津石油有限责任公司山东石油总公司 河北石油有限责任公司河南石油总公司 山西石油总公司湖北石油总公司 上海石油有限责任公司湖南石油总公司 江苏石油有限责任公司广东石油总公司 浙江石油总公司广西石油总公司 安徽石油总公司海南石油总公司 福建石油总公司贵州石油总公司 云南石油总公司 设计、施工单位 中国石化工程建设公司第二建设公司(现为南京工程有限公司) 上海工程有限公司第四建设公司 洛阳石油化工工程公司第五建设公司 宁波工程有限公司第十建设公司
化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图资料
化工原理第二版夏清，贾绍义 课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版） 社,2011.8.） 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
化工原理 流体流动
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 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是什么？ 9．第一章流体流动 一填空题 1．单位体积流体的质量称为________，它与________互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为____________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为________，其表示方法有________和________两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是_________的。 5．产生流体阻力的根本原因是________；而___________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为______ 和__________两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_________、___________、________________。 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是______________________________。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将_______，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值________。 一、选择题 10．液体的密度随温度的升高而_________。
化工原理下册练习题答案
精馏练习 一．选择题 1． 蒸馏是利用各组分（ ）不同的特性实现分离的目的。 C A 溶解度； B 等规度； C 挥发度； D 调和度。 2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（ ）组分。 C A 可挥发； B 不挥发； C 易挥发； D 难挥发。 3．（ ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A A 液相回流； B 进料； C 侧线抽出； D 产品提纯。 4．在（ ）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少 条件。 C A 冷凝器； B 蒸发器； C 再沸器； D 换热器。 5．再沸器的作用是提供一定量的（ ）流。 D A 上升物料； B 上升组分； C 上升产品； D 上升蒸气。 6．冷凝器的作用是提供（ ）产品及保证有适宜的液相回流。 B A 塔顶气相； B 塔顶液相； C 塔底气相； D 塔底液相。 7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（ ）回流。 B A 气相； B 液相； C 固相； D 混合相。 8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ ）。 C A 浮阀板； B 喷射板； C 加料板； D 分离板。 9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。 B A 精馏段； B 提馏段； C 进料段； D 混合段。 10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = 0.6，要求塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产 量为（ ）。 B A 60 kmol/h ； B 66.7 kmol/h ； C 90 kmol/h ； D 100 kmol/h 。 11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。如进料分别为1F x 、2F x 时，其相 应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时，则 （ ）。 A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =； C ．2min 1min R R >； D ．min R 的大小无法确定 12． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。 D A ． 理论板假定； C. 理想物系； B ． 塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定 13． 某二元理想物系，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ，气相 组成3.0=A y 时相应的露点为2t ， 则（ ） B A ．21t t =； B ．21t t <； C ．21t t >； D ．无法判断 14．某二元理想物系，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡 的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则 （ ）。 A
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*)
柴诚敬化工原理课后答案(01)第一章 流体流动
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=?-?
化工原理-吸收课后答案
第二章 吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。 解: (1) 求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出: 以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则: 3333 3 1 170.582/1001 1000 0.5820.590/()0.987 NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P * ==+∴===? (2).求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1 170.0105 11001718 0.009740.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x y m x ** * *== = ===+=== 2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。式中:P o2为氧在气相中的分压,kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与
空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧. 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21.故 222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110 O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=? 所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --????==?=????? 3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。 解:(1).求H 由2H O H EM ρ = 求算 2435 1000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -= = =???? (2)求m 5 1.8810371506.6 E m ρ?=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (3) 2255 506.60.0210.1310.13 5.3910 1.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小,故可近似认为X x ≈