北京化工大学《化工传递过程导论》课程第十次作业参考答案
化工传递过程基础(第三版)习题答案详解_部分1
搅拌良好，任何 θ 瞬时
（1） （2）
（3） （4） （5）
aA2 = aA
试求放出 1m3 水所需的时间。又若槽中装满煤油，其他条件不变，放出 1 m3 煤油所需时间有 何变化？设水的密度为 1000 kg/m3；煤油的密度为 800 kg/m3。
解：设槽面积为 A，孔面积为 A0，原盛水的高度为 z0，放水后的高度为 z1
则
z0=3m
z1= 3 −1
( π ×12 ) = 1.727m 4
w1 = 100kg/min, aA1 = 0.002
θ = θ 瞬时：
w2 = 60kg/min, aA2 = aA
θ = θ2 时，
aA2 = 0.01 ，求θ2 。
对组分 A 进行总质量衡算：
w2 aA 2
−
w1aA1
+
d(MaA dθ
)
=
0
上式展开：
w2 aA 2
− w1aA1 + M
daA dθ
对组分 A 作质量衡算：
w2 aA 2
−
w1aA1
+
d(MaA ) dθ
=
0
w2 aA 2
+
M
d(aA ) dθ
=
0
∫ ∫ αA daA = − w2 10 dθ
0.05 aA
M0
ln aA = − 100 ×10 = −1 0.05 1000
aA = 0.05 × e−1 = 0.0184 = 1.84%
化工传递过程基础·习题详解
（第三版）
陈涛 张国亮 主编
目录
第一章 传递过程概论 ................................................................................................1 第二章 动量传递概论与动量传递微分方程........................................................... 11 第三章 动量传递方程的若干解 ..............................................................................19 第四章 边界层流动 ..................................................................................................37 第五章 湍流 ..............................................................................................................48 第六章 热量传递概论与能量方程 ..........................................................................64 第七章 热传导 ..........................................................................................................69 第八章 对流传热 ......................................................................................................81 第九章 质量传递概论与传质微分方程.................................................................105 第十章 分子传质（扩散） .................................................................................... 113 第十一章 对流传质 ................................................................................................122 第十二章 多种传递同时进行的过程 ....................................................................133
化工传递过程题库
1、在化工过程中，传热的主要方式不包括以下哪一种？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热蒸发（答案）D2、下列哪个参数是用来描述流体流动状态的？A. 密度B. 黏度C. 雷诺数D. 压力（答案）C3、在化工设备中，换热器的主要作用是？A. 增加流体压力B. 实现流体混合C. 进行热量交换D. 改变流体流向（答案）C4、下列哪种泵是依靠离心力来输送流体的？A. 往复泵B. 齿轮泵C. 离心泵D. 螺杆泵（答案）C5、化工过程中，塔设备的主要用途不包括以下哪一项？A. 精馏B. 吸收C. 萃取D. 粉碎固体（答案）D6、在管道输送中，为了减少流体与管壁之间的摩擦阻力，通常采取的措施是？A. 增加管道长度B. 减小管道直径C. 提高流体流速D. 对管道内壁进行光滑处理（答案）D7、下列哪种现象是流体流动中的湍流状态？A. 流体分层流动，互不混合B. 流体流动平稳，无波动C. 流体流动杂乱无章，伴有漩涡D. 流体完全静止不动（答案）C8、在化工传热过程中，热传导的速率主要取决于哪些因素？A. 流体的压力和温度B. 流体的黏度和密度C. 传热面积和温度梯度D. 流体的流量和流速（答案）C9、下列哪种设备是用来分离气体混合物中各组分的？A. 过滤器B. 精馏塔C. 吸收塔D. 分离器（针对气体）（答案）D10、在化工过程中，为了强化传热效果，通常可以采取的措施不包括以下哪一项？A. 增加传热面积B. 提高传热系数C. 增大流体流速D. 降低流体温度（答案）D。
北京化工大学《化工传递过程导论》课程第六次作业参考答案
61. 有一黏性流体沿一无限宽的垂直壁面下流，其运动黏度ν＝2⨯10-4m 2/s ，密度ρ=0.8×103kg/m 3，液膜厚度δ=2.5mm ，假如液膜内流体的流动为匀速定态，且流动仅受重力的影响，流动方向上无压强降，试计算此流体沿壁面垂直下流时，通道单位宽度液膜时的质量流率。
解：由题意可知，流体流动可看成平壁面上的降膜流动，故液膜内流体的主体流速223249.81(2.510)m 0.102s 333210b g g u v ρδδμ--⨯⨯====⨯⨯流体垂直下流，通过单位宽度液膜的质量流率为33kg (1)(0.810)0.102(2.510)10.204sb b w u A u ρρδ-===⨯⨯⨯⨯⨯=以上计算结果仅当液膜内流动为层流时才是正确的。
液膜雷诺数为3444(2.510)0.102Re 5.130210e bb d u u v ρδμ--⨯⨯⨯====<⨯，成立2. 直径为1.5mm ，质量为13.7mg 的钢珠在—个盛有油的直管中垂直等速下落。
测得在56s 内下落500mm ，油的密度为950kg/m 3，管子直径及长度足够大，可以忽略端部及壁面效应。
求油的黏度μ值，并验算Re 数，以验证计算过程所作的假定是否合理。
解：由题意，根据力的衡算可确定液体的黏度。
定态下，作用在小球上的重力与浮力之差必等于小球所受阻力，即006ball liquid ball m g u r gV πμρ=+ 得到油的黏度μ的计算式如下：006ball liquid ballm g gV u r ρμπ-=故，油的黏度计算如下：3333300(13.710)9.819509.81(1.510)60.935Pa s50010 1.51066562ball liquid ballm g gV u r πρμππ----⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-===⋅⨯⨯⨯⨯校验Re :33050010(1.510)95056Re 0.013610.935d u ρμ--⨯⨯⨯⨯===< 属于爬流，计算合理。
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，m3、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 gu u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ3、离⼼泵的流量、压头均与液体密度⽆关，效率也不随液体密度⽽改变，因⽽当被输送液体密度发⽣变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正⽐。
奥鹏西安交通大学课程考试《化工传递过程》参考资料答案.doc
西安交通大学课程考试复习资料单选题1.下面说法不正确的是( )。
A.热量传递的两种基本机制是传导和对流B.传导产生的原因是温度差，对流产生的原因是流体宏观流动C.上述说法都不对答案: C2.下面说法不正确的是( )。
A.流体流动分层流和湍流两种基本流型B.判别流型的无因次数为雷诺数C.上述说法都不对答案: C3.仅考虑摩擦曳力时,柯尔本J因子类似可以表示为( )。
A.jH=jD=f/4B.jH=jD=f/2C.jH=jD=f答案: B4.若流体普兰特数数值小于1,可依次判据流动中动量扩散系数数值( )热扩散系数。
A.大于B.等于C.小于答案: C5.计算细微颗粒在流体中所受外力的斯托克斯方程的应用前提是粒子处于( )沉降过程中。
A.加速B.匀速C.任意速度答案: B6.对流动流体中流体微元进行进行受力分析时,微元所受法向应力应该包括( )。
A.静压力和粘滞力B.静压力和体积力C.粘滞力和体积力答案: A7.下面关于欧拉观点和拉格朗日观点说法正确的是( )。
A.欧拉观点是选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数（如位移、速度等）与时间的关系。
整个流动为各质点运动的汇总。
B.拉格朗日观点是以流动的空间为观察对象，观察不同时刻各空间点上流体质点的运动参数，将各时刻的情况汇总可描述整个流动C.其他说法都不对答案: C8.下面关于流体可压缩性说法不正确的是( )。
A.流体在外力作用下，其体积发生变化而引起密度变化B.作用在流体上的外力增加时，其体积减小C.其他说法都不对答案: C9.按连续介质的概念,流体质点指的是( )。
A.流体分子B.流体内的颗粒C.几何的点D.宏观足够小，微观含有足够多分子的微元体答案: D10.流体流入溶解扩散管后形成稳定的湍流边界层,溶质溶解扩散进入流体,则沿管长方向对流传质系数的变化规律应是( )。
A.始终不变B.先下降，后上升，最终趋于稳定C.先上升，后下降，最终趋于稳定答案: B11.给出所有时刻物体端面处的导热通量的边界条件类型是( )。
化工原理课后答案(中国石化出版社) 第8章 传质过程导论
本文由tiger2100贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。
建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
第八章传质过程导论第八章传质过程导论1．含有 CCl 4 蒸汽的空气，由 101.3kPa(绝)、293K 压缩到 l013kPa(绝)后，进行冷却冷凝，测出 313K 下开始有 CCl 4 冷凝，混合气出冷凝器时的温度为 300K 求： (l)压缩前、压缩后开始冷凝前与出冷凝器时，CCl 4 蒸汽的质量分率、质量比和摩尔浓度。
(2)出冷凝器时 CCl 4 蒸汽冷凝的百分率。
四氯化碳的饱和蒸汽压数据如下： 273 283 288 T /K 293 89.8 300 123 313 210p / mmHg 33.7 注：1mmHg = 133.3 p a55.671.1解：(1)l013kPa(绝)，313K 下开始有 CCl 4 冷凝，则210 × 101.3 760 y= = 0.0276 1013 0.0276 × 154 压缩前： a = = 0.131 0.0276 ×154 + (1 0.0276) × 29 0.0276 × 154 a= = 0.15 (1 0.0276) × 29 yp 0.0276 × 101.3 C= = = 1.15 × 10 3 kmol / m 3 RT 8.314 × 293 压缩后开始冷凝前： a = 0.131 ， a = 0.15 yp 0.0276 × 1013 C= = = 1.07 × 10 2 kmol / m 3 RT 8.314 × 313 123 × 101.3 760 出冷凝器时： y ' = = 0.0162 1013 0.0162 × 154 a' = = 0.080 0.0162 × 154 + (1 0.0162) × 29 0.0162 × 154 a'= = 0.087 (1 0.0162) × 29第 1 页第八章传质过程导论yp 0.0162 × 1013 = = 6.58 × 10 3 kmol / m 3 RT 8.314 × 300 a a' 0.15 0.087 × 100% = 42% (2) × 100% = a 0.15 C=2．二氧化硫与水在 30℃下的平衡关系为： a (kgSO2 / 100kgH 2 O) 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 52 1.0 79 1.5 1254.7 11.8 19.5 36 试求总压为 101.3kPa(绝)下的 x y 关系，并作图。
R3-《化工传递过程导论》课程第三次作业参考答案
《传递过程原理》课程第三次作业参考答案1. 不可压缩流体绕一圆柱体作二维流动，其流场可用下式表示θθθsin ;cos 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=D r C u D r C u r其中C ，D 为常数，说明此时是否满足连续方程。
解：由题意，柱坐标下的连续性方程一般表达式为： ()()11()0r z u ru u t rrr zθρρρρθ∂∂∂∂+++=∂∂∂∂不可压缩流体：0tρ∂=∂且上式后三项可去除密度ρ二维流动：()0z u zρ∂=∂则连续性方程简化为：()110r u ru rrr θθ∂∂+=∂∂22()111(cos )cos r ru C C r D D rrr r r r r θθ∂∂⎛⎫⎛⎫=-=-- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭22111(sin )cos u C C D D r r r r r θθθθθ∂∂⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭故：22()()1111cos cos 0r u ru C C D D rrrr r r r θθθθ∂∂⎛⎫⎛⎫+=--++= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭由题意，显然此流动满足连续方程。
2. 判断以下流动是否可能是不可压缩流动(1)⎪⎩⎪⎨⎧-+=--=++=zx t u z y t u y x t u z y x 222 (2)()()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-==-=22221211ttz u xy u x y u z y x ρρρρ解：不可压缩流动满足如下条件：0y x z u u u xyz∂∂∂++=∂∂∂（1）2110y x z u u u x y z ∂∂∂++=--=∂∂∂故可能为不可压缩流动（2）122(222)0y x z u u u tx x t xyztρρ∂∂∂++=-+-=-=-≠∂∂∂2t ρ=且。
显然不可能是不可压缩流动。
3. 对于下述各种运动情况，试采用适当坐标系的一般化连续性方程描述，并结合下述具体条件将一般化连续性方程加以简化，指出简化过程的依据。
化工传递过程
相界面－－－－－－－－－－－
液相
NB 易挥发组分
10.2.2 等分子反方向稳态扩散
20:07:22
10.2.2 等分子反方向稳态扩散
扩散的数学模型
NA
D
AB
dcA dz
xA (N A
NB )
对于等分子反方向扩散
20:07:22
NA=－NB
NA
D
AB
dcA dz
B.C (1) z = z1, cA = cA1 (2) z = z2, cA = cA2
代入边界条件解得 指数型
C cA
(
C
cA2
)
z z1 z2 z1
C cA1 C cA1
P pA
(
P
pA2
)
z z1 z2 z1
P pA1 P pA1
浓度分 布方程
10.2.1 组分A通过停滞组分B的稳态扩散 20:07:22
压力P
pB1 pA1
P＝pA+pB
NB pB pA
pB2
P pA
气相 相界面 液相
NA
NB
NB＝0
NA ≠ 0
10.2.1 组分A通过停滞组分B的稳态扩散
Laboratory absorber 1a): CO2 inlet 1b): H2O inlet 2): outlet
3): absorption column
4): packing
Absorption, in chemistry, is a physical or chemical phenomenon or a process in which atoms, molecules, or ions enter some bulk phase - gas, liquid or solid material.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《化工传递过程导论》课程第十次作业解题参考
1. 流体在垂直壁面附近呈自然对流，已知局部传热系数hx＝cx-1/4，式中x为离平壁前缘
的距离，c为取决于流体物性的常量，试求局部传热系数与平均传热系数之比。
解：局部传热系数为当地的点值，平均传热系数为一段区间上的均值。对于长为L的平
板壁面，平均传热系数为面积加权平均或线平均值，也即
1
mx
A
hhdAA
1
4
0
1
(1)(1)LmhCxdxL
1
4
4
3
m
hCL
故局部传热系数与平均传热系数之比11441433()4443xmhCxxhLCL
2. 20℃的空气以均匀流速u=15m/s平行流过温度为100℃的壁面。已知临界雷诺数
Rexc=5×105，求平板上层流段的长度、临界长度处速度边界层和温度边界层的厚度、局
部对流传热系数和层流段的平均对流传热系数。
解：特征温度01()602owttttC
60oC
下，空气的物性常数为：-31.060kgm，-11.017kg/(kgK)pc
2-12.89610W/(mK)k，52.0110Pas
普朗特数：352(1.01710)(2.0110)Pr0.7062.89610pck
该取值满足课本中波尔豪森解的条件。因此，平板上层流段长度：
550Re(510)(2.0110)0.632m1.0615cxcxu
临界长度处速度边界层厚度：
5302.01100.6325.05.04.46910m1.06015cxu
临界长度处温度边界层厚度：3311334.469105.01910mPr0.706t
临界长度处局部对流传热系数：
11
11
22332252.896100.632151.0600.332RePr0.332()0.7069.58W/(mK)0.6322.0110xxkhx
临界段区间上的平均对流传热系数：
11
11
22332252.896100.632151.0600.664RePr0.664()0.70619.16W/(mK)0.6322.0110mLkhL
3. 空气以1.0m/s的流速在宽1m，长1.5m的薄平板上流动，主体温度是4℃，试计算为
了使平板保持在50℃的恒温必须供给平板的热量。
解：特征温度01()272owttttC
27oC
下，空气的物性常数为： -31.177kgm，-11.005kg/(kgK)pc
2-12.64810W/(mK)k，51.84510Pas
普朗特数：352(1.00510)(1.84510)Pr0.72.64810pck
平板边缘处雷诺数：4021.51.01.177Re9.57102.64810LLu
上述取值满足课本中波尔豪森解的条件。因此，平板平均对流传热系数：
11
11
24233222.648100.664RePr0.664(9.5710)0.73.22W/(mK)1.5mLkhL
保持平板恒温，传热量计算如下：
0()3.22(1.51)(504)222.18Wmm
QhAtt
4. 常压和394K的空气由光滑平板壁面流过。平面壁温TW=373K，空气流速u0=15m/s，
临界雷诺数Rexc=5×105。试求临界长度xc、该处的速度边界层厚度δ和温度边界层厚
度δt、局部对流传热系数hx、层流段的平均对流传热系数hm及该段的对流传热速率。
解：特征温度01()383.5K2wTTTT
383.5K
下，空气的物性常数为：-30.922kgm，-11.009kg/(kgK)pc
2-13.27110W/(mK)k，52.2410Pas
普朗特数：352(1.00910)(2.2410)Pr0.6913.27110pck
临界长度：550Re(510)(2.2410)0.810.92215cxcxmu
临界长度处速度边界层厚度：
5302.24100.814.644.645.315100.92215cxmu
临界长度处温度边界层厚度：3311335.315105.86101.026Pr1.0260.691tm
局部对流传热系数：
11
11
22332253.271100.81150.9220.332Re0.332()0.6918.382W/(mK)0.812.2410xxrkhpx
层流段平均对流传热系数：
11
11
22332253.271100.81150.9220.664Re0.664()0.69116.764W/(mK)0.812.2410mLrkhpL
该段的对流传热通量：20()16.764(394373)352.044W/mmwqhTTA
该段单位宽度的对流传热速率：352.0440.81285.156W/mQ
5. 某油类液体以1m/s的均匀流速沿一热平板壁面流过。油类液体的均匀温度为293K，平
板壁面维持353K。设临界雷诺数Rexc=5×105。已知在边界层的膜温度下，液体密度
ρ=750kg/m
3、动力黏度μ=3×10-3N·s/m2
、导热系数k=0.15W/(m·K)、比热容
cp=200J/(kg·K)。试求
（1）临界点处的局部对流传热系数hx及壁面处的温度梯度；
（2）由平板前缘至临界点这段平板壁面的对流传热通量。
解：（1）普朗特数：3200(310)Pr40.15pck
临界长度：530Re(510)(310)27501cxcxmu
临界点处的局部对流传热系数：
11
11
2
33
22
30.15217500.332RePr0.332()427.949W/(mK)2310cxcxckhx
003()2ywtTTTy
32xtk
h
00()xywhTTTyk
1
1
3
2
0010.332RePr()cyxwcTTTyx
1
1
4
3
2
031217500.332()4(293353)1.11810K/m2310yTy
（2）由题意，计算过程如下
11
11
2
33
22
30.15217500.664RePr0.664()455.899W/(mK)2310mLkhL
该段对流传热通量为：20()55.899(353293)3353.94W/mmwqhTT