化工原理课后题答案解析[部分]
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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(℃) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7 304.8 309.3
α - - - - 5.291 5.563 4.178 - - - -
= （5.291+4.178）/2 = 4.730
取275.1℃和279℃时的α值做平均α
m
②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值
当x = 0.3835时，
y = 4.73×0.3835/[1+(4.73-1)×0.3835]= 0.746
同理得到其他y值列表如下
t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289
α 5.291 5.563 4.178
x 1 0.3835 0.3308 0.2085 0
y 1 0.746 0.700 0.555 0
③作出新的t-x-y'曲线和原先的t-x-y曲线如图
4.在常压下将某原料液组成为0.6（易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行
简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。
假设在操作范围内气液平衡关系可表示为y = 0.46x + 0.549
解：①简单蒸馏
由ln(W/F)=∫x
dx/(y-x) 以及气液平衡关系y = 0.46x + 0.549
xF
dx/(0.549-0.54x) = 得ln(W/F)=∫x
xF
)/(0.549-0.54x)]
0.54ln[(0.549-0.54x
F
∵汽化率1-q = 1/3则 q = 2/3 即 W/F = 2/3
∴ln(2/3) = 0.54ln[(0.549-0.54×0.6)/(0.549-0.54x)] 解得
x = 0.498 代入平衡关系式y = 0.46x + 0.549 得
y = 0.804
②平衡蒸馏
= Wx + Dy
由物料衡算 Fx
F
D + W = F 将W/F = 2/3代入得到
x
F
= 2x/3 + y/3 代入平衡关系式得
x = 0.509 再次代入平衡关系式得 y = 0.783
5.在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液。已知原料液流量
F为4000kg/h，组成x
F
为0.3（二硫化碳的质量分率，下同）。若要求釜液组成
x
W
不大于0.05，馏出液回收率为88％。试求馏出液的流量和组分，分别以摩尔流量和摩尔分率表示。
解：馏出回收率 = Dx
D /Fx
F
= 88％得馏出液的质量流量
Dx
D = Fx
F
88％ = 4000×0.3×0.88 = 1056kg/h
结合物料衡算 Fx
F = Wx
W
+ Dx
D
D + W = F 得x
D
= 0.943
馏出液的摩尔流量 1056/(76×0.943) = 14.7kmol/h
以摩尔分率表示馏出液组成 x
D
= (0.943/76)/[(0.943/76)+(0.057/154)]
= 0.97
6.在常压操作的连续精馏塔中分离喊甲醇0.4与说.6（均为摩尔分率）的溶液，试求以下各种进料状况下的q值。（1）进料温度40℃；（2）泡点进料；（3）饱和蒸汽进料。
常压下甲醇-水溶液的平衡数据列于本题附表中。
温度t 液相中甲醇的气相中甲醇的温度t 液相中甲醇的气相中甲醇的
℃摩尔分率摩尔分率℃摩尔分率摩尔分率
100 0.0 0.0 75.3 0.40 0.729 96.4 0.02 0.134 73.1 0.50 0.779 93.5 0.04 0.234 71.2 0.60 0.825 91.2 0.06 0.304 69.3 0.70 0.870 89.3 0.08 0.365 67.6 0.80 0.915
87.7 0.10 0.418 66.0 0.90 0.958
84.4 0.15 0.517 65.0 0.95 0.979
81.7 0.20 0.579 64.0 1.0 1.0
78.0 0.30 0.665
解：（1）进料温度40℃
75.3℃时，甲醇的汽化潜热r
1
= 825kJ/kg
水蒸汽的汽化潜热r
2
= 2313.6kJ/kg
57.6℃时，甲醇的比热 C
V1
= 2.784kJ/(kg·℃)
水蒸汽的比热 C
V2
= 4.178kJ/(kg·℃)
查附表给出数据当x
A
= 0.4时，平衡温度t = 75.3℃
∴40℃进料为冷液体进料
即将1mol进料变成饱和蒸汽所需热量包括两部分
一部分是将40℃冷液体变成饱和液体的热量Q
1
，二是将75.3℃饱和液体变
成气体所需要的汽化潜热Q
2，即 q = （Q
1
+Q
2
）/ Q
2
= 1 + （Q
1
/Q
2
）
Q
1
= 0.4×32×2.784×（75.3-40）= 2850.748kJ/kg
Q
2
= 825×0.4×32 + 2313.6×0.6×18 = 35546.88 kJ/kg
∴q = 1 +（Q
1/Q
2
）= 1.08
（2）泡点进料
泡点进料即为饱和液体进料∴q = 1
（3）饱和蒸汽进料 q = 0
7.对习题6中的溶液，若原料液流量为100kmol/h，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（以上均为易挥发组分的摩尔分率），回流比为2.5，试求产品的流量，精馏段的下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量。假设塔内气液相均为恒摩尔流。
解：①产品的流量
由物料衡算 Fx
F = Wx
W
+ Dx
D
D + W = F 代入数据得
W = 60.44 kmol/h
∴产品流量 D = 100 – 60.44 = 39.56 kmol/h
②精馏段的下降液体流量L
L = DR = 2.5×39.56 = 98.9 kmol/h
③提馏段的上升蒸汽流量V'
40℃进料q = 1.08
V = V' + （1-q）F = D（1+R）= 138.46 kmol/h
∴ V' = 146.46 kmol/h
8.某连续精馏操作中，已知精馏段 y = 0.723x + 0.263；提馏段y = 1.25x –
0.0187
若原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液，馏出液和釜残液的组成
及回流比。
解：露点进料 q = 0
即精馏段 y = 0.723x + 0.263 过（x
D ，x
D
）∴x
D
= 0.949
提馏段 y = 1.25x – 0.0187 过（x
W ，x
W
）∴x
W
= 0.0748
精馏段与y轴交于[0 ，x
D /（R+1）] 即 x
D
/（R+1）= 0.263
∴R = 2.61
连立精馏段与提馏段操作线得到交点坐标为（0.5345 ，0.6490）
∴ x
F
= 0.649
9.在常压连续精馏塔中，分离苯和甲苯的混合溶液。若原料为饱和液体，其中含苯0.5（摩尔分率，下同）。塔顶馏出液组成为0.9，塔底釜残液组成为0.1，回流比为2.0，试求理论板层数和加料板位置。苯-甲苯平衡数据见例1-1。
解：常压下苯-甲苯相对挥发度α= 2.46
精馏段操作线方程 y = Rx/（R+1）= 2x/3 + 0.9/3
= 2x/3 + 0.3
精馏段 y
1 = x
D
= 0.9由平衡关系式 y = αx/[1 +(α-1)x] 得
x
1
= 0.7853 再由精馏段操作线方程 y = 2x/3 + 0.3 得
y 2 = 0.8236 依次得到x
2
= 0.6549 y
3
= 0.7366
x
3
= 0.5320 y
4
= 0.6547
x
4
= 0.4353 ∵x
4
﹤ x
F
= 0.5 < x
3
精馏段需要板层数为3块
提馏段 x
1'= x
4
= 0.4353
提馏段操作线方程 y = L'x/（L'-W）- Wx
W
/（L'-W）饱和液体进料 q = 1
L'/（L'-W）= （L+F）/V = 1 + W/（3D）
由物料平衡 Fx
F = Wx
W
+ Dx
D
D + W = F 代入数据可得 D = W
L'/（L'-W）= 4/3 W/（L'-W）= W/（L+D）= W/3D = 1/3 即提馏段操作线方程 y' = 4x'/3 – 0.1/3
∴y'
2
= 0.5471
由平衡关系式 y = αx/[1 +(α-1)x] 得 x'
2
= 0.3293
依次可以得到y'
3= 0.4058 x'
3
= 0.2173
y'
4= 0.2564 x'
4
= 0.1229
y'
5= 0.1306 x'
5
= 0.0576
∵ x'
5 < x
W
= 0.1 < x
4
'
∴提馏段段需要板层数为4块
∴理论板层数为 n = 3 + 4 + 1 = 8 块（包括再沸器）
加料板应位于第三层板和第四层板之间
10.若原料液组成和热状况，分离要求，回流比及气液平衡关系都与习题9相同，但回流温度为20℃，试求所需理论板层数。已知回流液的泡殿温度为83℃，平均汽化热为3.2×104kJ/kmol，平均比热为140 kJ/(kmol·℃)
解：回流温度改为20℃，低于泡点温度，为冷液体进料。即改变了q的值精馏段不受q影响，板层数依然是3块
提馏段由于q的影响，使得 L'/（L'-W）和 W/（L'-W）发生了变化
q = （Q
1+Q
2
）/ Q
2
= 1 + （Q
1
/Q
2
）
Q 1= C
p
ΔT = 140×（83-20）= 8820 kJ/kmol
Q
2
= 3.2×104kJ/kmol
∴ q = 1 + 8820/(3.2×104)= 1.2756
L'/（L'-W）=[V + W - F(1-q)]/[V - F(1-q)]
= [3D+W- F(1-q)]/[3D- F(1-q)] ∵D = W，F = 2D 得L'/（L'-W）= (1+q)/(0.5+q)= 1.2815
W/（L'-W）= D/[3D- F(1-q)]= 1/（1+2q）= 0.2815
∴提馏段操作线方程为 y = 1.2815x - 0.02815
x 1'= x
4
= 0.4353 代入操作线方程得 y
2
' = 0.5297再由平衡关系式得到
x 2'= 0.3141 依次计算y
3
' = 0.3743
x 3'= 0.1956 y
4
' = 0.2225
x 4'= 0.1042 y
5
' = 0.1054
x
5
'= 0.0457
∵ x
5'< x
W
= 0.1< x
4
'
∴提馏段板层数为4
理论板层数为 3 + 4 + 1 = 8块（包括再沸器）
11.在常压连续精馏塔内分离乙醇-水混合液，原料液为饱和液体，其中含乙醇0.15（摩尔分率，下同），馏出液组成不低于0.8，釜液组成为0.02；操作回流比为2。若于精馏段侧线取料，其摩尔流量为馏出液摩尔流量的1/2，侧线产品为饱和液体，组成为0.6。试求所需的理论板层数，加料板及侧线取料口的位置。物系平衡数据见例1-7。
解：如图所示，有两股出料，故全塔可以分为三段，由例1-7附表，在x-y直角坐标图上绘出平衡线，从x
D
= 0.8开始，在精馏段操作线与平衡线之间绘出水平线和铅直线构成梯级，当梯级跨过两操作线交点d时，则改在提馏段与平衡线
之间绘梯级，直至梯级的铅直线达到或越过点C(x
W ，x
W
)。
如图，理论板层数为10块（不包括再沸器）
出料口为第9层；侧线取料为第5层
12.用一连续精馏塔分离由组分A?B组成的理想混合液。原料液中含A 0.44，馏出液中含A 0.957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最回流比为1.63，试说明原料液的热状况，并求出q值。
解：在最回流比下，操作线与q线交点坐标（x
q ，y
q
）位于平衡线上；且q线过
（x
F ，x
F
）可以计算出q线斜率即 q/(1-q)，这样就可以得到q的值
由式1-47 R
min = [(x
D
/x
q
)-α(1-x
D
)/(1-x
q
)]/（α-1）代入数据得
0.63 = [(0.957/x
q )-2.5×(1-0.957)/(1-x
q
)]/（2.5-1）
∴x
q = 0.366 或x
q
= 1.07（舍去）
即 x
q
= 0.366 根据平衡关系式y = 2.5x/（1 + 1.5x）
得到y
q
= 0.591
q线 y = qx/（q-1）- x
F
/（q-1）过（0.44，0.44），（0.366，0.591）q/（q-1）= （0.591-0.44）/（0.366-0.44）得 q = 0.67
∵ 0 < q < 1 ∴原料液为气液混合物
13.在连续精馏塔中分离某种组成为0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同）的两组分理想溶液。原料液于泡点下进入塔内。塔顶采用分凝器和全凝器，分凝器向塔内提供回流液，其组成为0.88，全凝器提供组成为0.95的合格产品。塔顶馏出液中易挥发组分的回收率96％。若测得塔顶第一层板的液相组成为0.79，试求：（1）操作回流比和最小回流比；（2）若馏出液量为100kmol/h，则原料液流量为多少？
解：（1）在塔顶满足气液平衡关系式 y = αx/[1 +(α-1)x] 代入已知数据
0.95 = 0.88α/[1 + 0.88(α-1)] ∴α= 2.591
第一块板的气相组成 y
1 = 2.591x
1
/（1 + 1.591x
1
）
= 2.591×0.79/（1 + 1.591×0.79）= 0.907 在塔顶做物料衡算 V = L + D
Vy
1 = Lx
L
+ Dx
D
0.907（L + D）= 0.88L + 0.95D ∴ L/D = 1.593 即回流比为 R = 1.593
由式1-47 R
min = [(x
D
/x
q
)-α(1-x
D
)/(1-x
q
)]/（α-1）泡点进料 x
q
= x
F
∴ R
min
= 1.031
（2）回收率Dx
D /Fx
F
= 96％得到
F = 100×0.95/（0.5×0.96）= 197.92 kmol/h
15.在连续操作的板式精馏塔中分离苯-甲苯的混合液。在全回流条件下测得相邻板上的液相组成分别为 0.28，0.41和0.57，试计算三层中较低的两层的单板效率E
MV
。
操作条件下苯-甲苯混合液的平衡数据如下：
x 0.26 0.38 0.51
y 0.45 0.60 0.72
解：假设测得相邻三层板分别为第n-1层，第n层，第n+1层
即 x
n-1 = 0.28 x
n
= 0.41 x
n+ 1
= 0.57 根据回流条件 y
n+1
= x
n
∴ y
n = 0.28 y
n+1
= 0.41 y
n+2
= 0.57
由表中所给数据α = 2.4
与第n层板液相平衡的气相组成 y
n
* = 2.4×0.41/（1+0.41×1.4）= 0.625
与第n+1层板液相平衡的气相组成 y
n+1
*= 2.4×0.57/（1+0.57×1.4）= 0.483
由式1-51 E
MV = （y
n
-y
n+1
）/（y
n
*-y
n+1
）
可得第n层板气相单板效率 E
MVn = （x
n-1
-x
n
）/（y
n
*-x
n
）
= （0.57-0.41）/（0.625-0.41） = 74.4％
第n层板气相单板效率 E
MVn+1 = （x
n
-x
n+1
）/（y
n+1
*-x
n+1
）
= （0.41-0.28）/（0.483-0.28） = 64％
第2章吸收
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。已知在此浓度范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H kmol/(m3·kPa)及相平衡常数m
解：液相摩尔分数 x = （1/17）/[（1/17）+（100/18） = 0.0105 气相摩尔分数 y = 0.987/101.33 = 0.00974
由亨利定律 y = mx 得 m = y/x = 0.00974/0.0105 =0.928
液相体积摩尔分数 C = （1/17）/（101×10-3/103）= 0.5824×103 mol/m3由亨利定律P = C/H 得H = C/P =0.5824/0.987 = 0.590 kmol/(m3·kPa)
2.101.33kPa,10℃时，氧气在水中的溶解度可用P =
3.31×106x表示。式中：P 为氧在气相中的分压kPa；x为氧在液相中的摩尔分率。试求在此温度及压强下与空气充分接触的水中每立方米溶有多少克氧。
解：氧在气相中的分压P = 101.33×21％ = 21.28kPa
氧在水中摩尔分率x = 21.28/（3.31×106）= 0.00643×103
每立方米溶有氧 0.0064×103×32/（18×10-6）= 11.43g
，其余为空气。混合气体的温度为30℃，3．某混合气体中含有2％（体积）CO
2
总压强为506.6kPa。从手册中查得30℃时CO
在水中的亨利系数E = 1.88×105
2
kPa，试求溶解度系数H kmol/(m3·kPa) 及相平衡常数m，并计算每100g与该
。
气体相平衡的水中溶有多少gCO
2
= 1.88×105/506.6 = 0.37×103
解：由题意 y = 0.02，m = E/P
总
根据亨利定律 y = mx 得x = y/m = 0.02/0.37×103 = 0.000054 即
每100g与该气体相平衡的水中溶有CO
0.000054×44×100/18 = 0.0132
2
g
H =ρ/18E = 103/（10×1.88×105）= 2.955×10-4kmol/(m3·kPa)
7.在101.33kPa，27℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸汽。甲醇在气，液两相中的浓度都很低，平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数H =
1.995kmol/(m3·kPa)，气膜吸收系数 k
G
= 1.55×10-5 kmol/(m2·s·kPa)，液
膜吸收系数 k
L = 2.08×10-5 kmol/(m2·s·kmol/m3)。试求总吸收系数K
G
，并计
算出气膜阻力在总阻力中所的百分数。
解：由1/K
G = 1/k
G
+ 1/Hk
L
可得总吸收系数
1/K
G
= 1/1.55×10-5 + 1/（1.995×2.08×10-5）
K
G
= 1.128 ×10-5 kmol/(m2·s·kPa)
气膜阻力所占百分数为：（1/ k
G ）/（1/k
G
+ 1/Hk
L
）= Hk
L
/（Hk
L
+ k
G
）
= （1.995×2.08）/（1.995×2.08 + 1.55）
= 0.928 = 92.8％
8.在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇，操作温度为27℃，压强101.33kPa。稳定操作状况下塔内某截面上的气相甲醇分压为5kPa，液相中甲醇浓度位
2.11kmol/m3。试根据上题有关的数据算出该截面上的吸收速率。
解：由已知可得 k
G
= 1.128×10-5kmol/(m2·s·kPa)
根据亨利定律 P = C/H 得液相平衡分压
P* = C/H = 2.11/1.995 = 1.058kPa
∴N
A = K
G
(P-P*)= 1.128×10-5（5-1.058）= 4.447×10-5kmol/(m2·s)
= 0.16 kmol/(m2·h)
9.在逆流操作的吸收塔中，于101.33kPa，25℃下用清水吸收混合气中的CO
2
，将其浓度从2％降至0.1％（体积）。该系统符合亨利定律。亨利系数Ｅ=5.52×104kPa。若吸收剂为最小理论用量的1.2倍，试计算操作液气比L/V及出口组成X。
解：⑴ Y
1 = 2/98 =0.0204， Y
2
= 0.1/99.9 = 0.001
m = E/P
总
= 5.52×104/101.33 = 0.0545×104
由（L/V）
min = （Y
1
-Y
2
）/X
1
* = （Y
1
-Y
2
）/（Y
1
/m）
= （0.0204-0.001）/（0.0204/545） = 518.28
L/V = 1.2（L/V）
min
= 622
由操作线方程 Y = （L/V）X + Y
2-（L/V）X
2
得出口液相组成
X
1 = （Y
1
-Y
2
）/（L/V）= （0.0204-0.001）/622 = 3.12×10-5
⑵改变压强后，亨利系数发生变化，及组分平衡发生变化，导致出口液相组成变化
m‘ = E/P
总
’ = 5.52×104/10133 = 0.0545×10-5
（L/V）‘ = 1.2（L/V）
min
’ = 62.2
X
1‘ = （Y
1
-Y
2
）/（L/V）’= （0.0204-0.001）/62.2 = 3.12×10-4
10.根据附图所列双塔吸收的五种流程布置方案，示意绘出与各流程相对应的平衡线和操作线，并用图中边式浓度的符号标明各操作线端点坐标。
11.在101.33kPa下用水吸收混于空气中的中的氨。已知氨的摩尔分率为0.1，混合气体于40℃下进入塔底，体积流量为0.556m3/s，空塔气速为1.2m/s。吸收剂用量为最小用量的1.1倍，氨的吸收率为95％，且已估算出塔内气相体积吸收总系数K
Y
a的平均值为0.0556kmol/( m3·s).
水在20温度下送入塔顶，由于吸收氨时有溶解热放出，故使氨水温度越
近塔底越高。已根据热效应计算出塔内氨水浓度与起慰问度及在该温度
下的平衡气相浓度之间的对应数据，列入本题附表中试求塔径及填料塔
高度。
氨溶液温度t/℃氨溶液浓度气相氨平衡浓度
Xkmol(氨)/kmol(水)
Y*kmol()/kmol()
20 0 0
23.5 0.005 0.0056
26 0.01 0.010
29 0.015 0.018
31.5 0.02 0.027
34 0.025 0.04
36.5 0.03 0.054
39.5 0.035 0.074
42 0.04 0.097
44.5 0.045 0.125
47 0.05 0.156
解：混合气流量G = πD2u/4
∴D = (4G/πu)1/2=[(4×0.556)/(3.14×1.2)]1/2= 0.77 m
Y
1
= 0.1/0.9 = 0.111
y 2 = y
1
（1-η）= 0.05×0.1 = 0.005
Y
2
= 0.005/0.995 = 0.005
根据附表中的数据绘成不同温度下的X-Y*曲线查得与Y
1
= 0.111相平衡的液相组成
X
1
*= 0.0425
（L/V）
min = （Y
1
- Y
1
）/ X
1
* = （0.111-0.005）/0.0425 = 2.497
（L/V）= 1.1(L/V)
min
= 2.75
由操作线方程Y = (L/V)X + Y
2可得 X
1
= (V/L)(Y
1
-Y
2
)
= (0.111-0.005)/2.75 = 0.0386
由曲线可查得与X
1相平衡的气相组成Y
1
* = 0.092
ΔY
m =（ΔY
1
-ΔY
2
）/ln(ΔY
1
-ΔY
2
)
= [（0.111- 0.092）-0.005]/ln（0.111-0.092）/0.005 = 0.0105
∴Ν
OG =（Y
1
-Y
2
）/ΔY
m
= （0.111-0.005）/0.0105 = 10.105
惰性气体流量 G' = 0.556×(1-0.1) = 0.556×0.9
= 0.5004m3/s
= （0.5004×101.33×103）/（8.314×313） = 19.49 mol/s
H OG = V/(K
Y
aΩ) = (19.49×10-3)/(0.0556π×0.772/4)
= 765.56×10-3 m
填料层高度 H =Ν
OG × H
OG
= 10.105×765.56×10-3
= 7.654m
12.在吸收塔中用请水吸收混合气体中的SO
2
，气体流量为5000m3（标准）/h，其
中SO
2占10％，要求SO
2
的回收率为95％。气，液逆流接触，在塔的操作条件下，
SO
2
在两相间的平衡关系近似为Y* = 26.7X，试求：
（1）若取用水量为最小用量的1.5倍，用水量应为多少？
（2）在上述条件下，用图解法求所需理论塔板数；
（3）如仍用（2）中求出的理论板数，而要求回收率从95％提高到98％，用水量应增加到多少？
解：（1）y
2 = y
1
（1-η）= 0.1×（1-0.95）= 0.005
Y
1
= 0.1/0.9 = 0.111 Y
2
= 0.005/（1-0.005）= 0.005
（L/V）
min
=（Y
1
-Y
2
）/X
1
* = （Y
1
-Y
2
）/（Y
1
/26.7）
= （0.111-0.005）×26.7/0.111
= 25.50
（L/V）=1.5（L/V）
min
= 38.25
惰性气体流量： V = 5000×0.9/22.4 = 200.89
用水量 L = 38.25×200.89 = 7684kmol/h
（2）吸收操作线方程 Y = （L/V）X + Y
2
代入已知数据
Y = 38.25X + 0.005
在坐标纸中画出操作线和平横线，得到理论板数N
T
= 5.5块
14．在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态烃中的H
2
S，进塔气相中
含H
2
S（体积）2.91％要求吸收率不低于99％，操作温度300Ｋ，压强101.33kPa，
平衡关系为Y*= 2X，进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H
2
S浓度为
0.013kmol(H
2
S)/kmol(溶剂)
已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/(m2·s)，气相体积吸收总系数为0.000395 kmol/(m3·s·kPa)。求所需填料蹭高度。
解：y
2 = y
1
（1-η）=0.0291×0.01 = 0.000291
Y
2
= y
2
= 0.000291 Y
1
= 0.0291/（1-0.0291）= 0.02997
ΔY
m
= [（Y
1
-Y
1
*）-Y
2
]/ln[（Y
1
-Y
1
*）/Y
2
]
= [（0.02997-0.013×2）-0.000291]/ln[（0.02997-0.013×2）
/0.000291]
= 0.0014
∴Ν
OG =（Y
1
-Y
2
）/ΔY
m
= （0.02997-0.000297）/0.0014 = 21.2
H
OG = V/(K
Y
aΩ) = 0.015/（0.000395×101.33）
= 0.375
H =Ν
OG × H
OG
= 21.2×0.375 = 7.9m
第3章干燥
1.已知湿空气的总压强为50kPa，温度为60℃相对湿度40％，试求：（1）湿空气中水气的分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度
解：（1）查得60℃时水的饱和蒸汽压P
S
= 19.932kPa
∴水气分压 P
水气 = P
S
ф= 19.932×0.4 = 7.973kPa
（2）H = 0.622 P
水气 / （P-P
水气
）=0.622×7.973/（50-7.973）
= 0.118 kg/kg绝干
（3）1kg绝干气中含0.118kg水气
x
绝干
= (1/29)/[(1/29)+(0.118/18)] = 0.84
x
水气
= (0.118/18)/[(1/29)+(0.118/18)] = 0.16
∴湿空气分子量M
0 = 18x
水气
+ 29x
绝干气
= 18×0.16 + 29×0.84
= 27.249 g/mol
∴湿空气密度ρ= MP/RT = （27.24×10-3×50×103）/（8.314×333）
= 0.493 kg/m3湿空气
2.利用湿空气的H-I图查出本题附表中空格内的数值，并给出序号4中各数值的
求解过程
序号干球温度湿球温度湿度相对湿度焓水气分
压露点
℃℃kg/kg绝干％kg/kg绝干
kPa ℃
1 60 35 0.03 2
2 140 5 30
2 40 27 0.02 40 90
3 25
3 20 18 0.013 75 50 2 15
4 30 28 0.02
5 85 95 4 25
3.干球温度为20℃，湿度为0.009 kg/kg绝干的湿空气通过预热器加热到50℃，
再送往常压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为80％。若空气在干燥器
中经历等焓干燥过程，试求：
（1）1m3原湿空气在预热器过程中焓的变化；（2）1m3原湿空气在干燥器中获得的水分量。
解：（1）原湿空气的焓： I
0 = (1.01 + 1.88H
)t + 2490 H
= (1.01 + 1.88×0.009)×20 + 2490×0.009 = 43 kJ/kg绝干
通过预热器后空气的焓 I
1
= (1.01 + 1.88×0.009)×50 + 2490 ×0.0009
= 73.756 kJ/kg绝干
焓变化ΔH = I
1 - I
= 30.756 kJ/kg绝干
空气的密度ρ= MP/RT = （29×10-3×101.33×103）/（8.314×293）
= 1.21 kg/m3
∴ 1m3原湿空气焓的变化为ΔH = 30.756×1.21/1.009 = 36.9 kJ/kg 湿气
（2）等焓干燥 I
1 = I
2
= 73.756 kJ/kg绝干
假设从干燥器中出来的空气湿度t = 26.8℃，查得此时水蒸汽的饱和蒸汽压
P
S
= 3.635 kPa
∴ H
2 = 0.622φ P
S
/ （P-фP
S
）
= 0.622×0.8×3.635/(101.33-0.8×3.635) = 0.0184 kJ/kg绝干
由 I
2 = 73.756 = （1.01 + 1.88H
2
）t
2
+ 2490 H
2
试差
假设成立
∴ H
2
= 0.0184 kJ/kg绝干
获得水分量：ΔH = H
2 - H
= 0.0184-0.009 = 0.0094 kJ/kg绝干
= 0.0094×1.21/1.009 = 0.011 kJ/kg湿气
4.将t
0= 25℃，ф
= 50％的常压新鲜空气，与干燥器排出的t
2
= 50℃，ф
2
= 80％
的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1：3。分别用计算法和做图法求混
合气体的湿度和焓。
解：（1）查得25℃时和50℃时水的饱和蒸汽压分别为3.291 kPa和12.34kPa
新鲜空气湿度 H
0 = 0.622φ
P
S
/ （P-ф
P
S
）
= 0.622×0.5×3.291/（101.33-0.5×3.291） = 0.01027 kg水/kg绝干
废气湿度 H
2 = 0.622φ
2
P
S
/ （P-ф
2
P
S
）
= 0.622×0.8×12.34/（101.33-0.8×12.34） = 0.20142 kg水/3kg绝干
混合气湿度 H
m
= （0.01027+0.06714×3）/（1+3）
= 0.0529 kg水/kg绝干
混合气温度 t
m
= （25+50×3）/（1+3）= 43.75℃
∴混合气焓：I
m =（ 1.01 + 1.88H
m
）t
m
+ 2490 H
m
=（1.01+1.88×0.0529）×43.75 + 2490×0.0529 = 180.26 kJ/kg绝干
（2）做图发略
5.干球温度t
0 = 26℃，湿球温度t
ｗ0
= 23℃的新鲜空气，预热到t
1
= 95℃后送
入连续逆流干燥器内，离开干燥器时温度为t
2
= 85℃。湿物料初始状况为：温度
θ
1= 25℃，含水量ω
1
= 1.5％
终了时状态为：温度θ
2 = 34.5℃，ω
2
= 0.2％。每小时有9200kg湿物料加
入干燥器内。绝干物料的比热容C
S
= 1.84 kJ/(kg绝干·℃)。干燥器内无输送装置，热损失为580kJ/kg汽化的水分。试求：
（1）单位时间内回的的产品质量；
（2）写出干燥过程的操作线方程；
（3）在H-I图上画出操作线；
（4）单位时间内消耗的新鲜空气质量。
解：（1）G = G
1（1-ω
1
）= 9200×（1-0.0015）= 9062kg/h
∴干燥产品质量 G
2 = G/（1-ω
2
）= 9080 kg/h
（2）X
1 = ω
1
/ （1-ω
1
）= 0.01523
X
2 = ω
2
/（1-ω
2
）= 0.002
当干球温度t
= 26℃，湿球温度为23℃时由图5-3查的空气的湿度
H
= 0.02 kg水/kg绝干
I 1 = (1.01 + 1.88H
1
)t
1
+ 2490 H
1
=（1.01+1.88×0.02）×95 + 2490×0.02
= 149.322 kJ/kg绝干
I 1' - I
2
' = C
S
（θ
1
-θ
2
）+ C
W
（X
1
θ
1
–X
2
θ
2
）
= 1.84×（25-34.5）+ 4.187×（0.01523×25-0.002×34.57）
= -16.17 kJ/kg绝干
围绕干燥器做物料衡算
L(I
1
- I
2
) + G(I
1
' - I
2
') = Q
L
代入已知条件
L(149.322 - I) –16.17×9062 = 580G（X
1
-X
2
）
L(149.322 - I) = 216068.74 ∵绝干气消耗量L=G(X
1
-X
2
)/(H
2
-H
1
)
∴ L = 119.89/（H
2
-0.02）
∴ 119.89（149.322-I）= 216068.74（H-0.02）
即 H + 0.000555I = 0.1
（3）略
（4）将I
2 = (1.01 + 1.88H
2
)t
2
+ 2490 H
2
代入
H + 0.000555I = 0.1 解得 H
2
= 0.0212
L= 119.89/（H
2
-0.02）= 99908.55 kg干气/h
L W = L（1+H
）= 99908.55×（1+0.02）= 101906.7 kg新鲜空气
/h
9.某湿物料经过5.5小时进行干燥操作。物料含水量由X
1
= 0.35 kg /kg绝干降至
X 2 = 0.1 kg /kg绝干。若在相同的条件下，要求将物料含水量由X
1
= 0.35 kg
/kg绝干降至X
2
' = 0.05 kg /kg绝干。试求新情况下的干燥时间。物料的临
界含水量X
C
= 0.15 kg /kg绝干，平衡含水量X* = 0.04 kg /kg绝干。假设在降速阶段中干燥速率与物料的自由含水量
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’～
化工原理课后题答案
化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯（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（℃） 85 90 95 100 105 x 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）/（）= 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 = 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 = 下该溶液的平衡数据。 温度 C 5H 12 K C 6H 14 饱和蒸汽压(kPa) 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 * = 查得P A *= 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 279 289
P A *(kPa) 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 *) =（）/（）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = ×1/ = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 279 289 x 1 0 y 1 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(℃) α - - - - - - - - 取275.1℃和279℃时的α值做平均α m = （+）/2 = ②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值 当x = 时， y = ×[1+×]= 同理得到其他y值列表如下 t(℃) 279 289 α
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
化工原理课后思考题参考答案
第二章流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体启动后，液体在泵内是怎样提高压力的泵入口的压力处于什么状体 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些其定义与单位是什么 1、流量q v: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。 2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m 3、功率与效率：
轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e = η 2-4 离心泵的特性曲线有几条其曲线的形状是什么样子离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵 的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、 2间列伯努利方程得：f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ
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
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
化工原理课后思考题参考答案
化工原理课后思考题参考答案
第二章流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。 2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，
J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？
化工原理课后习题解答
化工原理课后习题解答
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㎏／ｍ 3 ,998㎏／ｍ3,Ｕ管中油﹑水交接面高度差R = 300 ｍｍ，两扩大室的内径D 均为60 ｍｍ， 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
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，∑h f,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 ∴ w s=uAρ=7.9kg/s
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 ≈
天津大学化工原理上册课后习题答案
大学课后习题解答 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 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= 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 则
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
化工原理课后习题答案
1-1.容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B中的气体真空度为1.2×I04 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P A= 101.325 +60=161.325 kPa 容器B 的绝对压力P B=101.325-12=89.325 kPa [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P出=101.3+157 = 258.3 kPa 进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa [1-8] 如图所示，容器内贮有密度为1250kg/m的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m ，容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。试求: (1)压差计读数(指示 液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。 解：容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压) 液体密度，指示液密度 (1)压差计读数R=? 在等压面上 （2） [1-16]在图所示的水平管路中，水的流量为2.5L/s。已知管内径d1=5cm ,d2 =2.5cm ，液柱高度h=lm 。 若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。 解：水的体积流量 截面1处的流速 截面2 处的流速 在截面l 与2 之间列伯努利方程，忽略能量损失。 截面2 处的静压头水柱 负值表示该处表压为负值，处于真空状态。 [1-20] 如图所示.用离心泵输送水槽中的常温水。泵的吸入管为￠32mmX 2.5mm ，管的下端位于水面以下2m ，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为。若截面2-2'处的真空度为39.2kPa.由1- 1'截面至2-2'截面的压头损失为。试求：(1)吸入管中水的流量， ; (2) 吸入口1-1'截面的表压 解：管内径水密度 截面2-2'处的表压 =-39. 2kPa，水槽表面 (表压) (1)从0-0'至2--2' ， 0-0'为基准面， 压头损失