化工原理课后答案
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：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+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)5068(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’～2-2’间列柏努力方程:简化: g W u H f /)21(22∑+=1-14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。
丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为（表压），精馏塔内操作压力为（表压）。
塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ，管内径为140mm ，丙烯密度为600kg/m 3。
化工原理课后习题解答
化工原理课后习题解答1. 习题一：物质平衡问题问题描述：一个化工过程中，有两个进料流A和B，分别进料流A中含有20%的物质X，进料流B中含有30%的物质X。
流出的产物中，物质X的浓度为50%。
求进料流A和B的流量比。
解答：首先，我们可以用公式表示物质的平衡关系：(物质X进料流A的质量流量 × 物质X进料流A的浓度) + (物质X进料流B的质量流量 × 物质X进料流B的浓度) = (物质X产物流的质量流量 × 物质X产物流的浓度)根据题目中的数据，我们可以得到以下等式：(20% × Qa) + (30% × Qb) = (50% × (Qa + Qb))其中，Qa和Qb分别表示进料流A和B的质量流量。
我们要求的是进料流A和B的流量比，可以假设进料流A的流量为1，即Qa = 1。
然后将上述等式进行变换得到：0.2 + 0.3Qb = 0.5(1 + Qb)通过解这个一元一次方程，可以得到 Qb = 1。
进料流A和B的流量比为1:1。
2. 习题二：能量平衡问题问题描述：一个化工过程中，进料流的温度为100℃，流出的产物温度为50℃。
进料流的流量为10 kg/min，产物的流量为8 kg/min。
进料流的焓为2000 kJ/kg，产物的焓为2400 kJ/kg/m。
求该过程的热效率。
解答：首先，我们可以用公式表示能量的平衡关系：(进料流的质量流量 × 进料流的焓) = (产物流的质量流量 × 产物流的焓)根据题目中的数据，我们可以得到以下等式：(10 kg/min × 2000 kJ/kg) = (8 kg/min × 2400 kJ/kg)通过解这个一元一次方程，可以得到8000 kJ/min = 19200 kJ/min。
我们可以计算出能量平衡的结果为：进料流的质量流量 × 进料流的焓 = 8000 kJ/min 产物流的质量流量 × 产物流的焓 = 19200 kJ/min根据热效率的定义，热效率 = (产物流的质量流量 × 产物流的焓) / (进料流的质量流量 × 进料流的焓)。
化工原理(郝晓刚、樊彩梅)课后答案
第一章 流体流动1-1在大气压强为98.7×103Pa 的地区，某真空精馏塔塔顶真空表的读数为13.3×103Pa ，试计算精馏塔塔顶内的绝对压强与表压强。
[绝对压强：8.54×103Pa ；表压强：-13.3×103Pa] 【解】由 绝对压强 = 大气压强–真空度 得到：精馏塔塔顶的绝对压强P 绝= 98.7×103Pa - 13.3×103Pa= 8.54×103Pa 精馏塔塔顶的表压强 P 表= -真空度= - 13.3×103Pa1-2某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，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，如本题附图所示。
测得R 1=400 mm, R 2=50 mm ，R 3=50 mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
[A ：7.16×103Pa ；B ：6.05×103Pa]【解】设空气的密度为ρg ，其他数据如图所示a –a′处：P A + ρg gh 1= ρ水gR 3+ ρ水银gR 2由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A =1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 =7.16×103Pab-b′处：P B + ρg gh 3= P A + ρg gh 2 + ρ水银gR 1即：P B =13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103=6.05×103Pa1-3用一复式Ｕ形管压差计测定水流过管道上A 、B 两点的压差，压差计的指示液为水银，两段水银之间是水，今若测得h 1=1.2 m ，h 2=1.3 m ， R 1=0.9 m ，R 2=0.95 m ，试求管道中A 、B 两点间的压差ΔP AB 为多少mmHg ？（先推导关系式，再进行数字运算）[1716 mmHg]【解】 如附图所示，取水平面1-1'、2-2'和3-3'，则其均为等压面，即'11p p =，'22p p =，'33p p =根据静力学方程，有112p gh p O H A =+ρ '112p gR p Hg =+ρ因为'11p p =，故由上两式可得1212gR p gh p Hg O H A ρρ+=+即1122gR gh p p Hg O H A ρρ-+= (a)设2'与3之间的高度差为h ，再根据静力学方程，有322'p gh p O H =+ρ')(32222p gR R h g p Hg O H B =+-+ρρ32因为'33p p =，故由上两式可得2222)('22gR R h g p gh p Hg O H B O H ρρρ+-+=+ (b)其中 112R h h h +-= (c)将式(c)代入式(b)整理得2112)()('22gR R h g p p O H Hg O H B ρρρ-+-+= (d)因为'22p p =，故由式(a)和式(d)得21111)()(222gR R h g p gR gh p O H Hg O H B Hg O H A ρρρρρ-+-+=-+即 )()(212R R g p p p O H Hg B A AB+-=-=∆ρρ=(13600-1000)×9.81×(0.9+0.95)=228.7kPa 或1716mmHg1-4 测量气罐中的压强可用附图所示的微差压差计。
化工原理课后习题(参考答案)
解
x
1 / 17 0.0105 1 / 17 100 / 18
p* 798 E＝ 76 kPa x 0.0105 1 / 17 c 0.584 kmol / m3 (100 1) / 998 .2
0.584 H c / p 0.73kmol /(m3 kPa) 0.798 y * 798 / 100 10 3 7.98 10 3
1 1 m K Y k Y kY
1 m 比较 与 kY kX
（2）
N A KY Y Y *
5-15Байду номын сангаас在一吸收塔中，用清水在总压为0.1MPa、温度20oC条件下吸收混合 气体中的CO2，将其组成从2%降至0.1%（摩尔分数）。20oC时CO2水溶 液的亨利系数为E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求（1） 液-气比L/G及溶液出口组成X1；（2）总压改为1MPa时的L/G及溶液出口 组成X1 解：（1）
qm qm1 qm 2 20 10 30t / h 30000 kg / h
qv qm / 30000 / 998 .2 30.05m3 / h 流速为 v 1.0m / s
d
4qv 4 30.05 0.103 m 103 mm v 3600 1.0
G(Y1 Y2 ) L( X 1 X 2 )
Y1 Y2 L G min X 1,max X 2
通过
算出最小液气比：（L/G）min
（2）解题过程类似于（1）小题
0.01 1.8 10 4 解 x1 0.01 1 997 / 18
p1 1.662 10 5 1.8 10 4 29.92 kPa
化工原理课后习题答案
化工原理课后习题答案1. 请计算下列物质的摩尔质量，(1) H2O (2) CO2 (3) NaCl。
(1) H2O的摩尔质量 = 21 + 16 = 18 g/mol。
(2) CO2的摩尔质量 = 12 + 216 = 44 g/mol。
(3) NaCl的摩尔质量 = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol。
2. 一种化合物的分子式为C6H12O6，其摩尔质量为180 g/mol，请问这种化合物的分子量是多少？这种化合物的分子量就是其摩尔质量，即180 g/mol。
3. 在一次化学反应中，反应物A和B按化学方程式2A + 3B → C + D 反应，如果A的摩尔质量为20 g/mol，B的摩尔质量为30 g/mol，C的摩尔质量为40 g/mol，D的摩尔质量为50 g/mol。
请问，如果A和B分别以40 g和90 g的质量参与反应，求反应后C和D的质量各是多少？根据化学方程式2A + 3B → C + D，A和B的物质的摩尔比为2:3，因此A和B的摩尔数分别为40 g / 20 g/mol = 2 mol和90 g / 30 g/mol = 3 mol。
根据摩尔数的比例，C和D的摩尔数分别为21 = 2 mol和31 = 3 mol，所以C和D的质量分别为240 g/mol = 80 g和350 g/mol = 150 g。
4. 请问在下列反应中，哪些是氧化还原反应？(1) 2Mg + O2 → 2MgO。
(2) 2Na + Cl2 → 2NaCl。
(3) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2。
(4) Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag。
(3) 和(4)是氧化还原反应。
在(3)中，Zn被HCl氧化生成ZnCl2，同时HCl被还原生成H2。
在(4)中，Cu被AgNO3氧化生成Cu(NO3)2，同时AgNO3被还原生成Ag。
5. 请问下列哪些是双原子分子？H2、Cl2、O2、N2、HCl、CO2。
化工原理习题答案
化工原理习题答案问题一：质量守恒及干燥问题问题描述：一种含有30%水分的湿煤经过加热后，其水分含量降低到15%。
问：为了使1000kg湿煤的水分含量降到15%，需要排除多少千克水分？解答：根据质量守恒原则，该问题可以通过计算质量的变化来求解。
设湿煤的初始质量为m1，水分含量为w1，加热后的质量为m2，水分含量为w2。
根据题意可得到以下关系：m1 = m2 + m水分 w1 = (m水分 / m1) × 100% w2 = (m水分 / m2) × 100%根据题意可得到以下关系： w2 = 15% = 0.15 w1 = 30% = 0.30将以上关系代入计算，可得到： 0.15 = (m水分 / m2) × 100% 0.30 = (m水分 / m1) × 100%解得：m水分 = 0.15 × m2 = 0.30 × m1代入具体数值进行计算： m水分 = 0.15 × 1000kg = 150kg因此，需要排除150千克水分。
问题二：能量守恒问题问题描述：一个装有100升水的水箱，水温为20°C。
向该水箱中加热10000千卡的热量，水温升高到40°C。
问：热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了多少度？解答：根据能量守恒原理，可以通过计算热量的变化来求解。
热量的变化可表示为：Q = mcΔT其中，Q为热量的变化量，m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度的变化。
根据题意可得到以下关系： Q = 10000千卡 = 10000 × 1000卡 m = 100升 = 100升 × 1千克/升 = 100 × 1千克 c = 1千卡/升·°C 代入公式计算温度的变化ΔT：10000 × 1000 = (100 × 1) × (ΔT) ΔT = (10000 × 1000) / (100 × 1) = 1000000 / 100 = 10000°C 因此，热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了10000度。
化工原理课后答案
化工原理课后答案
1. 甲烷的氧化反应方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O。
2. 水的沸腾是因为液态水的分子具有一定的热运动能量，在特定的温度和压力下，水中的分子能克服水的表面张力，从而从液相转变为气相。
3. 化学反应速率可以通过测量反应物浓度的变化来确定。
一般情况下，反应速率与反应物浓度之间存在正比关系，即反应速率随着反应物浓度的增加而增加。
4. 标准气体体积的计量单位是摩尔，即每个摩尔的气体占据的体积为标准状况下的体积。
5. 配比是指化学反应中不同反应物之间的摩尔比例关系。
化学方程式中的系数即为反应物的配比关系。
6. 溶液的浓度可以通过溶质的质量或体积与溶液总质量或总体积的比例来计算得到。
常见的浓度单位包括摩尔浓度、质量浓度和体积浓度等。
7. 反应的热力学变化可以通过反应物和产物之间的化学键的形成和断裂来解释。
在化学反应中，反应物中的化学键断裂需要吸收能量，而产物中的化学键形成释放能量。
8. 氧化还原反应是指化学反应中电子的转移。
氧化剂接收电子，被还原；还原剂失去电子，被氧化。
9. 反应热是指在恒定压力下，化学反应发生时放出或吸收的能量。
反应热可通过测量反应物和产物的焓变来确定。
10. 反应平衡是指在特定的温度和压力下，反应物和产物之间的浓度或压力保持不变。
在平衡态下，反应物和产物之间的反应速率相等，且不再出现净反应。
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。
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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)=228.4kPa7.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/m3q 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/su2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s(3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2·sG2 = 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 Pap 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 Pap 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13.已知q v=0.04m3/s 处于湍流状态，则Re>4000 所以d<0.039m14.答案：16倍17. 答案：第一种：(1)选ε = 0.2mm，ε/d = 0.002 Re= 99.5 × 103查Moody图，得λ = 0.025Δp f = 49.64 kPa H f = 4.60 m(2) ε增大10倍ε′= = 2mm，ε′=/d = 0.02 Re不变，查Moody图，得λ′= = 0.048Δp f ′= 95.31 kPa （Δp f′ -Δp f）/Δp f =92% 压力损失增加了92%第二种：(1)选ε = 0.046mm，ε/d = 0.00046 Re= 99.5 × 103查Moody图，得λ = 0.021Δp f = 41.6 kPa H f = 3.86 m(2) ε增大10倍ε = 0.46mm，ε/d = 0.0046 Re不变，查Moody图，得λ = 0.031Δp f =62.8 kPa 增加了51%错误：计算λ用柏拉休斯公式，计算λ′利用Moody图，这样相互之间的偏差比较大18.答案图略取储槽液面为1-1液面，反应器入口管为2-2截面，以储槽面为基准水平面已知：在1-1面和2-2面之间立柏努利方程式H = Δz +Δ(u2)/(2g) +Δp/(ρg) + ΣH f =15.86m其中ΣH f= （λl/d + Σζ）u2/ 2g =(0.035 ×45/0.081 + 0.5 +1 + 8.25 + 2 ×0.17 + 3 ×0.75) 0.0542/(2 × 9.8) ---计入了管路入口的突然缩小以及出口突然放大的阻力损失P=Pe/η = Hq m g/0.65 = 79.62 W备注; 如取ε=0.046mm P= 79.5 W20题图略答案：（1）C阀门打开，D阀门关闭取H面为1-1面，C面为2-2面，并取C面为基准水平面u AB/u2= d BC2/ d AB2=0.372 (1)ΣH f =ΣH f，AB+ΣH BC (2)其中ΣH f，AB = [λAB (l AB +Σl e, AB )/d AB +0.5] u AB2/ 2g ---ζ=0.5：从水槽进入管入口（突然缩小）的局部阻力系数ΣH f，BC = [λBC (l BC +Σl e, BC )/d BC +1.0] u 2 2/ 2g ---ζ=1.0：管出口（突然放大）的局部阻力系数由方程（1）（2）联立，得ΣH f =0.953 u22在1-1面和2-2面之间立柏努利方程10 = u22/(2g) + ΣH f = u22/(2g) +0.953 u22得出：u2= 3.16m/su AB= 1.17m/s 流量q V =1.55× 10-3 m3/s（2）C,D阀门全开在H面和B面之间立柏努利方程10 = 6 + u B2/2g +p B/ρg +ΣH f ,HB =6 + u B2/2g +p B/ρg + (0.5 +λl AB/d AB ) u AB2/ 2g ---ζ=0.5：从水槽进入管入口（突然缩小）的局部阻力系数4= 5.89 u B2/2g + p B/ρg (1)在B面和C面之间立柏努利方程H B = H C +ΣH f ,BC6 + u B2/2g +p B/ρg = u C2/2g + (1.0 +λl BC/d BC ) u C2/ 2g ---ζ=1.0：管出口（突然放大）的局部阻力系数(2)在B面和D面之间立柏努利方程H B = H D +ΣH f ,BD6 + u B2/2g +p B/ρg = u D2/2g + (1.0 +λl BD/d BD ) u D2/ 2g ---ζ=1.0：管出口（突然放大）的局部阻力系数(3)另外，q vB = q Vc + q vDu B = 0.372 (u C + u D) (4)方程(1) (2) (3) (4)联立，解得u B =2.03 m/su C =3.04 m/s q Vc =1.49× 10-3 m3/su D =2.43 m/s q VD =1.19× 10-3 m3/s总流量q V =2.68× 10-3 m3/s常见错误:（1）AB和BC段按照同一个流量计算；（2）C和D总流量加和为B流量；22．图略答案：已知q V= 0.00417 m3/s d=0.05m ε = 0.3mm u =2.12m/s（1）求H取高位槽液面为1-1面，出口C面为2-2面，并取为水平基准面，之间立柏努利方程H = u22/2g + [0.5 +Σζ + λΣ l/d ] u2/ 2g=7.95m ---ζ=0.5：从水槽进入管入口（突然缩小）的局部阻力系数求p A在高位槽液面（1-1）面和A面之间立柏努利方程，并取A面为基准水平面7.95 = u A2/2g + [0.5 +ζ + λ l/d ] u A2/ 2g +p A/ρgp A =28.27 kPa （表压）求p B在高位槽液面（1-1）面和B面之间立柏努利方程，并取B面为基准水平面7.95 = u B2/2g + [0.5 +Σζ + λ l/d ] u B2/ 2g +p B/ρg ---ζ=0.5：从水槽进入管入口（突然缩小）的局部阻力系数p B =14.85 kPa （表压）（1）阀门关小求u C在高位槽液面（1-1面）和C面之间立柏努利方程7.95=u C2/2g + [0.5+1.0 +Σζ + λΣl/d ] u C2/ 2g （1）用试差法，得λ = 0.033与假设接近，所以取u C = 1.79 m/s求p A在A面和C面之间立柏努利方程u A2/2g +p A/ρg = u C2/2g + [1.0 +ζ + λl/d ] u C2/ 2g得p A = 42.53 kPa求p B在B面和C面之间立柏努利方程ζ=0 l =10m λ = 0.033u B2/2g +p B/ρg = u C2/2g + [1.0 +ζ + λl/d ] u C2/ 2g得p B = 10.55kPa（3）从计算结果可以看出，阀门关小后，p A上升，p B下降26题答案：转子的形状和大小不变，所以体积和截面积V f 、A f不变，排出因子C R不变刻度最大处对应的流量为流量计的最大流量原最大流量为2500L/h由转子流量计体积计算式可得由此得q v液=3325L/h第二章1. 答案解：管路特性曲线H = Δz + Δp/ρg + Δ (u2)/2g + ΣHf = 11.12 + 2.8 × 104 q V2由离心泵特性曲线数据作图（略），与管路特性曲线交点为工作点H=33.1mq v=0.028 m3/sPe = 9092W3. 答案：（1）取u=2.0m/s d=0.0665m, 取73×3mm管实际d=0.068m，实际u=1.97m/s(2) Re = 1.3×105ε/d= 0.001 查Moody图得λ = 0.021H=Δz + Δp/ρg + Δ (u2)/2g + ΣH f =23.1m根据最大流量和压头H，选IS80-50-315型离心泵转速1450r/min 提供流量为30m3/h，压头为31.5，m效率为56% 满足要求。
(NPSH）r = 3.0m（3）H g，允= p0/ρg - p v/ρg -（NPSH）r -ΣH f =6.93m。