化工原理例题
化工原理例题
柏努利方程应用例题：1、20℃的空气在直径为80mm 的水平管流过。
现于管路中接一文丘里管，如图：文丘里管的上游接一水银U 管压差计，在直径为20mm 的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。
空气流过文求里管的能量损失可忽略不计。
当U 管压差计读数R=25mm ，h=0.5m 时，试求此时空气的流量为若干m 3/h 。
当地大气压强为101.33kPa 。
文丘里管上游测压口处的表压强为p 1=ρHg g R =13600×9.81×0.025=3335Pa(表压)喉颈处的表压强为p 2=－ρgh =－1000×9.81×0.5=－4905Pa （表压） 空气流经截面1-1'与2-2'的压强变化为（绝对压强） ()()%20%9.7079.0333510133049051013303335101330121<==+--+=-p p p 故可按不可压缩流体来处理。
两截面间的空气平均密度为()300 1.20kg/m 10133029349053335211013302734.22294.22=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⨯===Tp p T M m m ρρ 在截面1-1'与2-2'之间列柏努利方程式，以管道中心线作基准水平面。
两截面间无外功加入，即W e =0；能量损失可忽略，即f h ∑=0。
据此，柏努利方程式可写为:ρρ2222121122p u gZ p u gZ ++=++式中 Z 1=Z 2=0所以 2.1490522.1333522221-=+u u简化得 137332122=-u u （a ）据连续性方程 u 1A 1=u 2A 2得 212211211202.008.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==u d d u A A u u u 2=16u 1 （b ）以式（b ）代入式（a ），即（16u 1）2－21u =13733 解得 u 1=7.34m/s空气的流量为/h m 8.13234.708.0436004360032121=⨯⨯⨯=⨯=ππu d Vs用泵将贮液池中常温下的水送至吸收塔顶部，贮液池水面维持恒定，各部分的相对位置如图所示。
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。
化工原理精选例题
1、用连续精馏方法分离乙烯、乙烷混合物。
已知进料中含乙烯0、88(摩尔分数,下同),流量为200kmol/h。
今要求馏出液中乙烯的回收率为99、5%,釜液中乙烷的回收率为99、4%,试求所得馏出液、釜液的流量与组成。
2、例题:设计一精馏塔,用以分离双组分混合物,已知原料液流量为100kmol/h,进料中含轻组分0、2(摩尔分数,下同),要求馏出液与釜液的组成分别为0、8与0、05。
泡点进料(饱与液体),物系的平均相对挥发度α=2、5,回流比R=2、7。
试求:1)精馏段与提馏段操作线方程;2)从塔顶数第二块板下降的液相组成。
3、例题用一常压精馏塔分离某二元理想溶液,进料中含轻组分0、4(摩尔分数,下同),进料量为200kmol/h饱与蒸汽进料,要求馏出液与釜液的组成分别为0、97与0、02。
已知操作回流比R=3、0,物系的平均相对挥发度α=2、4,塔釜当作一块理论板处理。
试求:(1)提馏段操作线方程;(2)塔釜以上第一块理论板下降的液相组成。
(从塔底向上计算)4、例题:常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔,进料中丙酮50%(摩尔分数,下同),其中气相占80%,要求馏出液与釜液中丙酮的组成分别为95%与5%,回流比R=2、0,若进料流量为100kmol/h,分别计算精馏段与提馏段的气相与液相流量,并写出相应的两段操作线方程与q 线方程。
5、在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液。
原料液组成为0、4(摩尔分数,下同),馏出液组成为0、95。
汽--液混合进料,其中汽相占1/3(摩尔数比),回流比为最小回流比的2倍,物系的平均相对挥发度为2、5,塔顶采用全凝器。
试求:(1)精馏段操作线方程;(2)从塔顶往下数第二层理论板的上升气相组成。
6、在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液,原料液流量为1000kmol/h,组成为含苯0、4(摩尔分数,下同),馏出液组成为含苯0、9,苯在塔顶的回收率为90%,泡点进料(q=1),操作回流比为最小回流比的1、5倍,物系的平均相对挥发度为2、5。
化工原理Ppt例题
xD
0.263
(2.61 1)
0.95
提馏段操作线与对角线交点坐标为
y x xw ，故 xw 0.0748
由两操作线交点 0.723x 0.263 1.25x
0.723x+0.263=1.25x-0.0187 解得 x 0.535
y 0.7230.535 0.263 0.65
因为露点下进料故 q 线为水平线，可得原料液组成 x F =y=0.65
4 80 1 (0.01415)2 d 29.81 d
hf
l d
u2 2g
d 5 2.041104
先假设摩擦系数λ，由试差方程求出d，然后计 算u、Re和λ ；若与原假设相符，则计算正确； 若不符，则需重新假设，直至查得的值与假设 值相符为止。
假设λ =0.023，由试差方程解得：
d 5 2.041104 来自Re 1.62105例：用某离心泵以40 m3/h的流量将贮 水池中65℃的热水输送到凉水塔顶， 并经喷头喷出而落入凉水池中，以达 到冷却的目的。已知水在进入喷头之 前需要维持49 kPa的表压强，喷头入 口较贮水池水面高8 m。吸入管路和 排出管路中压头损失分别为l m和5 m ，管路中的动压头可以忽略不计。试 选用合适的离心泵，并确定泵的安装
例
注意使用标 准单位
例题：某厂利用喷射泵输送氨。管中稀
氨水的质量流量为1×104kg/h，密度 为1000kg/m3，入口处的表压为147kPa 。管道的内径为53mm，喷嘴出口处内 径为13mm，喷嘴能量损失可忽略不计 ，试求喷嘴出口处的压力。
例题：用泵将水槽中水打到高位槽。泵入口处 真空表读数为31925Pa，管路阻力∑hf0-2=23u2， 管路阻力∑hf0-1=4u2 。 问题 （1）管内流速？
化工原理例题
【例1-1】用离心泵把20o C 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mm 5.276⨯Φ，在操作条件下，泵入口处真空度的读数为mmHg 185，水流经吸入管与排出管的能量损失可分别按212u h f =与12210-⋅=kg J u h f 计算，排出管口通大气，试求水泵的有效功率。
解题思路：这是利用柏努力方程的计算问题。
1、首先是截面的选取，这有三处截面可以选取：贮槽液面1-1、泵入口处2-2、出水口处3-3。
其他截面都不符合已知条件（位置、流速、压强）尽可能多的条件。
2、三个截面，有三种组合方式：1-1与2-2，1-1与3-3、2-2与3-3，这要靠练习者自己判断选择。
此题是要先求出泵提供的压头，进而求泵的有效功率，这样只有1-1与3-3，2-2与3-3截面的方程中包括了泵提供的压头。
练习者可以试着列出1-1与3-3和2-2与3-3的柏努力方程，发现流速是个未知数，如何求出流速？只好求助于列1-1与2-2的柏努力方程了。
3、截面选取确定后，再确定基准面，一般是取较低位置的截面为基准面，此处自然是1-1为基准面了。
4、代入柏努力方程时，压强单位要统一，或均用表压，或均用绝压，或均用真空度。
若截面通大气，一般用表压。
5、截面代号一般按流向标示，上游截面为1-1，下游截面为2-2，这样代入柏努力方程才不会出错。
6、敞口液面，流速u 取为0。
gug u g p Z H g u g p Z gu g u g p Z H g u g p Z e e 22333222222333211112221222+++=++++++=+++ρρρρ1 1 3 32 2求解过程：在贮槽液面1-1截面和泵入口处2-2截面，以1-1为基准面列柏努力方程。
(A) 22122221211⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++=++f h p u g z p u g z ρρ122211212121 222100024666-9.811.5000 A , 2 , u , 0 , 5.1z , 0 ( 2466101330760185, ( 0-⋅=∴+++⨯=++=====-=⨯-==s m u u uu h u u m z p p p f a ）得代入式（表压）表压）(B) 222132331211⋅⋅⋅⋅⋅⋅++++=+++f f e h h p u g z w p u g z ρρ在1-1截面和出水口出3-3截面列柏努力方程 Ww Q N kg J B u u h h s m u m z p p e e f f 148010001872)071.0(418725.12081.914 w , 12)202( , 2u , 0 , 14z , 0 , ( 0212e 22211313131=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=∴⋅=⨯++⨯==+=+⋅======--πρ）得代入式（表压）点评：此题重点是复习柏努利方程的截面选取问题。
化工原理例题与解题指导
例题与解题指导【例2-1】某离心泵的叶轮外径D2为218mm，叶轮出口宽度b2为12.5mm，叶片出口流动角β2为35°，泵的转速n 为2900 r/min，试推导出该离心泵的理论压头与理论流量之间的关系式。
解：将题给数据分别代入式2-11及式2-12，经整理可得式2-13所示的具体线性关系式，即该式表明，对于后弯叶片，离心泵的流量增加，其压头随之降低。
【例2-2】在实验装置上，用20℃的清水于98.1kPa的条件下测定离心泵的性能参数。
泵的吸入管内径为80mm，排出管内径为50mm。
实验测得数据为：泵入口处真空度为72.0kPa，泵出口处表压强为253kPa，两测压表之间的垂直距离为0.4m，流量为19.0m3/h，电动机功率为2.3kw，泵由电动机直接带动，电动机传动效率为93%,泵的转速为2900r/min。
试求该泵在操作条件下的压头、轴功率和效率，并列出泵的性能参数。
解：(1) 泵的压头 在泵入口的真空表和泵出口压强表两截面之间列柏努利方程式，在忽略两测压口之间流动阻力下，可得测量泵压头的一般表达式为2201221()/2H h H H u u g =+++- (a) 式中h 0--泵的两测压截面之间的垂直距离，m ；H 1--与泵入口真空度对应的静压头，m ；H 1＝p 1/(ρg) (p 1为真空度)H 2 --与泵出口表压对应的静压头，m ；H 2＝p 2/(ρg)u 1、u 2--泵的入口和出口液体的流速，m/s ；m/sm/s取水的密度ρ＝1000kg/m 3，将已知条件代入式a ，得m(2) 泵的轴功率0.93 2.3 2.139N =⨯= kW(3) 泵的效率η 泵的有效功率为31934.45109.8117843600Ne HQ g ρ==⨯⨯⨯= W 故 / 1.784/2.1390.834Ne N η=== 即83.4% 泵性能参数：转速n 为2900r/min ，流量Q 为19m 3/h ，压头H 为34.45m ，轴功率N 为2.139kw ，效率η为83.4%。
化工原理试题(含答案)
化工原理试题及答案（绝密请勿到处宣扬）12 月25 日一、填空题（共15 空，每空2 分，共30 分）1. 一容器真空表读数为10 kpa ，当地大气压强为100 kpa ，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa 计）分别为：（90kpa ）和（-10kpa ）。
2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。
3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。
（填大或小）4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。
5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。
6. 一容器压力表读数为10 kpa ，当地大气压强为100 kpa ，则此容器的绝对压强（以kpa 计）为：（90kpa ）。
7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。
（填大或小）8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。
（填大或小）9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。
10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。
二、选择题（共 5 题，每题 2 分，共10 分）1. 对吸收操作有利的条件是：（D ）A. 操作温度高、压强高；B. 操作温度高、压强低；C. 操作温度低、压强低；D. 操作温度低、压强高2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（）A. 高，低；B. 低，高；C. 高，高；D. 低，低3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。
A. 板式塔的传质意图；B. 板式塔的设计过程；C. 板式塔的恒摩尔流要求；D. 板式塔的设计意图4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C ）及与物料的接触方式都不变。
A. 温度、焓值、湿度；B. 流速、压强、湿度；C. 流速、温度、湿度；D. 温度、湿度、压强5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B）A. 平衡水一定是自由水；B. 平衡水一定是结合水；C. 自由水一定是结合水；D. 自由水一定是非结合水6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（C ）时，不能用普通精馏方法分离。
化工原理例题
例1-1 若某地大气压为100kPa ，（1）若真空度为30kPa ，表压、绝压为多少？（2）若表压为170kPa ，绝压、真空度为多少？（3）若绝压为200kPa ，表压、真空度为多少？（4）若绝压为50kPa ，表压、真空度为多少？例1-2 某台离心泵进口真空表读数为220mmHg(真空度) 、出口压力表读数为1.7kgf/cm2(表压)。
若当地大气压力为760mmHg ，试求： 它们的绝对压力各为若干，进出口压力差为多少？例1-3 如图所示，常温水在管道中流过。
为测定a 、b 两点的压力差，安装一U 型压差计，指示剂R 的读数为100mm 。
试计算a 、b 两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。
例1-4 直径为800mm 的流化床反应器底部装有分布板，其上开有640个直径为10mm 的小孔，空气从分布板下部送入。
反应器的流速为0.5m/s ，求空气通过分布板小孔的流速。
例1-5 水从高位槽通过出口管流出。
高位槽液面上的压力为大气压。
高位槽液面与出口管中心线间的垂直高度为4.2m ，管子规格为Φ114⨯4的无缝钢管，设水在管内能量损失为39.2 J/kg （不包括出口能量损失），试求管路中水的体积流量为多少m3/h ？例1-6如图所示一输水系统，管路尺寸为Φ57⨯3.5。
已知全部流动阻力为 (u 为管内流速）。
试求：水的流量为多少？例1-7 从高位槽向塔内加料，高位槽上方为大气压，塔内压力为0.2kgf/cm2（表压），要求料液在管内以0.5m/s 的速度流动，若料液在管内的总压头损失为1.2m 液柱（ρ=800kg/m3）试求：高位槽的液面应比塔入口处高出多少米？例1-8 如图所示，水流经由小至大的管段，小管尺寸为Φ38⨯2.5，大管尺寸为Φ54⨯3.5，水在小管内的流速为2.5 m/s ，从截面1到截面2的阻力损失为2 J/kg ，水的密度为1000 kg/m3，指示剂密度为1594 kg/m3，试求：压差计的读数。