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化工原理完整答案
第一章 流体流动一、名词解释（每小题2分）31、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。
62、稳定流动：流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。
63、不稳定流动：流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。
64、流动边界层：流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。
35、边界层分离：流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。
66、速度梯度：dudy速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。
37、牛顿黏性定律：dyduμτ= 68、当量长度e l ：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为e l 的直管阻力。
所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。
69、因次分析法：用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。
310、相对粗糙度 ：ε /d—相对粗糙度。
611、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。
612、黏度：S yu F ∆∆=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力。
黏度，简称黏度。
312、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S 。
313、绝压：以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。
314、表压：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。
315、真空度：真空度等于大气压强减去绝对压强。
二、单选择题（每小题2分）1.B 2B ；D ；C ；A 3A 4 D 5A 6C 7 B 8C 9 D 10B 11 B ；G 12 C 13 C 14 B B 15 E ；A 16 B 17 B 18 C 19 A 20 C 21 B 22 C 23 A 24 A 25 A 26 C 27 B 28 A 29 D 30 A 31 B 32 A 33 B三、填空题（每小题2分）1 e/d2 τ=μdu/dy ；牛顿3 动静压头之和；静压头4 位置；时间 5连续；垂直流动方向或流体流线平行 6 2；1/4 7滞流边界层厚度；湍流边界层厚度；滞流内层；主流区流速 8 MT -2L -1；MT -3L 2 9 增大；降低 10 u 1A 1ρ1 = u 2A 2ρ2= 常数；u 1d 12 =u 2d 22= 常数 12 1m/s ；20Pa 13 大；2.84 m 3/h 14 ()21122u Rg ρρρζ-=15 Pa 1＝0；Pa 2＝ 100mmH 2O ；Pb 1＝300mmH 2O ；Pb 3=340mmH 2O16 Pa ⋅s 或N ⋅s/m 2；m 2/s 17 1.6m ；0.4m 18.1/1619∑+++=++hfu P gz u P gz 2222222111ρρ∑+++=++ρρρρρhf u P g Z u P g Z 2222222111 20 2)(2u gR i ρρρζ-=21 0.5；0.8 22 2.8m/s ；连续性23 下降无黏性25 10；126 相等；流量之和27 大；0.295～2.95 28 增加；不变 29. 2 30 绝对压强 四、问答题 （每小题2分）31、如何判断一流体的流动类型?答：Re≤2000的流动称为层流流动，Re ＞4000的流动称为湍流流动。
化工原理(下)参考卷及答案
A 卷一、单项选择题（每小题2分，共12分） 1、在）（*LG G Ap p K N -=中，*L p 代表的是( C )。
A 、界面处被吸收组分的分压力；B 、气相主体中被吸收组分的分压力；C 、与液相主体浓度相平衡的气相分压力。
2、 吸收操作的作用是分离( A ) 。
A 、气体混合物；B 、液体均相混合物；C 、气液混合物。
3、全回流时，y 一x 图上精馏段和提馏段两操作线的位置（ B ）。
A 、在对角线与平衡线之间；B 、与对角线重合；C 、在对角线之下。
4、精馏塔中由塔顶向下的第n-1，n ，n+1层塔板上的液相组成（摩尔分率）关系为（ C ） A 、x n+1 > x n > x n-1 ； B 、x n+1 = x n = x n-1 ； C 、x n+1 < x n < x n-1 。
5、对于不饱和的湿空气，其露点（ C ）湿球温度。
A 、大于； B 、等于； C 、小于。
6、恒速干燥阶段，物料表面的温度等于（ A ）。
A 、湿空气的湿球温度；B 、湿空气的干球温度；C 、湿空气的露点温度。
二、判断题（每小题2分，共12分）1、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低而其他条件不变时，相平衡常数m 变小。
（ √ ）2、吸收操作的最小液气比指的是使操作线上某一点与平衡线相遇的液气比。
（ √ ）3、当精馏操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小。
（ × ）4、精馏操作中过冷液体进料将使提馏段的汽流量和液流量都大于精馏段。
（ √ ）5、某种湿空气的温度t 越高，湿空气的相对湿度φ越低。
( √ )6、在气流干燥过程，热空气的焓值必定减小。
（ × ） 三、简答题（每小题4分，共16分）1、作示意图解释：吸收操作时，操作线愈靠近平衡线，是愈小。
答：如图所示：操作线为AB ，平衡线为OE 。
在操作线上任取一点P ，从图上可知PQ 、PR 动力y －y ×和x ×－x 。
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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 859095100105x0.9620.7480.5520.3860.2360.11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**，由P，PB A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（ C5 H12）和正己烷（ C6H14）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 H223.1233.0244.0251.0260.6275.1 512291.7309.3K C6H14248.2259.1276.9279.0289.0304.8 322.8341.9饱和蒸汽压 (kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.653.2101.3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*= 1.3kPa ℃时为例，当 t = 248.2 ℃时 P B*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( ℃) 248251 259.1 260.6 275.1 276.9 279289 291.7304.8 309.3*P A (kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300P 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*×1/13.3 = 1℃时 y = P A x/P = 13.3同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t( ℃ )260.6275.1 276.9 279289x10.38350.33080.02850y10.7670.7330.5240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。
(完整版)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：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φ57×3.5mm 。
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⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 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。
《化工原理》课本习题答案
《化工原理》课本习题答案第一章流体流动1 PA（绝）= 1.28×105 N/m2PA（表）= 2.66×104N/m22 W = 6.15吨3 F = 1.42×104NP = 7.77×104Pa4 H = 0.39m5 △P = 2041×105N/m26 P = 1.028×105Pa△h = 0.157m7 P（绝）= 18kPa H = 8.36m8 H = R PA> PB9 略10 P = Paexp[-Mgh/RT]11 u = 11.0m/s ; G = 266.7kg/m2sqm = 2.28kg/s12 R = 340mm13 qv = 2284m3/h14 τ= 1463s15 Hf = 0.26J/N16 会汽化1718 F = 4.02×103N19 略20 u2 = 3.62m/s ; R = 0.41m21 F = 151N22 v = 5.5×10-6m2/s23 =0.817 a = 1.0624 略25 P（真）= 95kPa ; P（真）变大26 Z = 12.4m27 P（表）= 3.00×105N/m228 qv = 3.39m3/h P1变小 P2变大29 qv = 1.81m3/h30 H = 43.8m31 τ= 2104s32 He = 38.1J/N33 qv =0.052m3/s=186m3/h34 qv1 = 9.7m3/h ; qv2 = 4.31m3/hqv3 = 5.39m3/h ; q,v3 = 5.39m3/h35 qvB/qvC = 1.31 ; qvB/qvC =1.05 ;能量损失36 P1（绝）=5.35×105Pa37 = 13.0m/s38 qv = 7.9m3/h39 qVCO2（上限）=3248l/h40 = 500 l/s ; τ=3×104PaF = 3×102N P = 150w41 he = 60.3J/kg42 τy = 18.84Pa μ∞ = 4.55Pa·s43 τy = 39.7Pa44 略第二章流体输送机械1 He = 15+4.5×105qV2He = 45.6J/N Pe = 4.5KW2 P = ρω2r2/2 ; Φ/ρg = u2/2g = 22.4J/N3 He = 34.6J/N ; η = 64％4 略5 qV = 0.035m3/s ; Pe = 11.5KW6 串联7 qV = 0.178m3/min ; qV, = 0.222m3/min8 会汽蚀9 安装不适宜，泵下移或设备上移10 IS80-65-160 或 IS100-65-31511 ηV = 96.6％12 不适用13 P = 33.6KW ; T2 = 101.0℃14 qV = 87.5m3/h ; 选W2第三章流体的搅拌1 略2 P = 38.7w ; P’ = 36.8w3 d/d1 = 4.64 ; n/n1 = 0.359 ; N/N1 = 100 第四章流体通过颗粒层的流动1 △φ = 222.7N/m22 △φ/L = 1084Pa/m3 V = 2.42m34 K = 5.26×10-4m2/s ; qe = 0.05m3/m25 A = 15.3m2 ; n = 2台6 略7 △V0 = 1.5L8 △V = 13L9 q = 58.4l/m2 ; τw = 6.4min10 τ = 166s ; τw = 124s11 K = 3.05×10-5m2/sVe = 5.06×10-2m3 ; V = 0.25m312 n’ = 4.5rpm ; L’/L = 2/3第五章颗粒的沉降和流态化1 ut = 7.86×10-4m/s ; ut’ = 0.07m/s2 dP = 88.8μm3 τ = 8.43×10-3s ; s = 6.75×10-5m4 dpmax = 3.6μm5 dpmin = 64.7μm ; ηP = 60％6 可完全分开7 ζRe2<488 η0 = 0.925 ; x出1 = 0.53x出2 = 0.27 ; x出3 = 0.20x出4 = 0 ; W出 = 59.9kg/day9 ε固 = 0.42 ; ε流 = 0.71 ; ΔФ = 3.14×104N/m210 略11 D扩 = 2.77m12 略第六章传热1 δ1 = 0.22m ; δ2 = 0.1m2 t1 = 800℃3 t1 = 405℃4 δ = 50mm5 (λ’-λ)/ λ = -19.7％6 略7 Q,/Q = 1.64 λ小的放内层8 a = 330W/m2*℃9 a = 252.5W/ m2*℃10 q = 3.69kw/m211 q1/q2 =112 w = 3.72×10-3kg/s ; w’=7.51×10-3kg/s13 Tg = 312℃14 Tw = 746K15 τ = 3.3hr16 ε A = 0.48 ; ε B = 0.4017 略18 热阻分率0.3％K’=49.0W/m2·℃ ; K,, = 82.1W/m2·℃19 w = 3.47×10-5kg/m·s ; tw = 38.7℃20 δ= 82mm21 a1 =1.29×104W/m2·℃ ; a,2 = 3.05×103W/m2·℃ ; R = 7.58*10-5m2·℃/W22 δ= 10mm ; Qmax = 11.3KW23 R = 6.3×10-3m2·℃/W24 n = 31 ; L = 1.65m25 L = 9.53m26 qm = 4.0kg/s ; A = 7.14m227 qm2 = 10.9kg/s ; n = 36 ; L = 2.06m ; q,m1 = 2.24kg/s28 qm = 0.048kg/s29 t2 = 76.5℃ ; t2 = 17.9℃30 t,2 = 98.2℃ ; 提高水蒸气压强T’=112.1℃31 qm1 = 1.24kg/s32 T,2 = 78.7℃ ; t,2 = 61.3℃33 T = 64.6℃ ; t2a = 123.1℃ ; t2b = 56.9℃34 t2 = 119℃35 τ = 5.58hr36 单壳层Δtm = 40.3℃ ; 双壳层Δtm’=43.9℃37 a = 781W/m2·℃38 L = 1.08m ; t2’=73.2℃39 NP = 2 ; NT = 114 ; L实 = 1.2L计 = 3.0m ; D = 460mm 第七章蒸发1 W = 1500kg/h ; w1 = 12.8％ ; w2 = 18.8％2 Δt = 12.0℃3 A = 64.7m2 ; W/D = 0.8394 W = 0.417kg/s ; K = 1.88×103W/m2·℃ ; w’= 2.4％5 t1 = 108.6℃ ; t2 = 90.9℃ ; t3 = 66℃6 A1 = A2 = 9.55m2第八章吸收1 E=188.1Mpa;偏差0.21%2 G=3.1×10-3kgCO2/kgH2O3 Cmin=44.16mg/m3水；Cmin=17.51mg/m3水4 （xe-x）=1.19×10-5；（y-ye）=5.76×10-3 ;(xe-x)=4.7×10-6 ;(y-ye)=3.68×10-35 (y-ye)2/(y-ye)1=1.33 ; (xe-x)2/(xe-x)1=2.676 τ=0.58hr7 τ=1.44×106s8 Kya=54.9kmol/m3·h ; H OG=0.291m ;液相阻力分率15.1%9 N A=6.66×10-6kmol/s·m2 ; N A’=1.05×10-5kmol/(s·m2)10 略11 略12 NOG=13 略14 略15 x1=0.0113; =2.35×10-3 ;H=62.2m16 (1)H=4.61m;(2)H=11.3m17 Gmin=0.489kmol/m2·h ; x2=5.43×10-618 HA=2.8m ; HB=2.8m19 (1)HOG=0.695m;Kya=168.6kmol/m3·h;(2)w=4.36kmol/h20 y2=0.00221 η’=0.87；x1’=0.0032522 y2’=0.000519第九章精馏1 （1）α1=2.370 ；α2=2.596 ；（2）αm=2.4842 t=65.35℃； xA=0.5123 t=81.36℃ ; yA=0.18724 (1)NT=7; (2)V=20.3kmol/h; (3)D=47.4kmol; W=52.6kmol25 t=60℃; xA=0.188; xB=0.361; xC=0.45126 x(A-D) :0.030;0.153;0.581;0.237 y(A-D) :0.141;0.306;0.465;0.08527 D/F=0.4975;W/F=0.5025; xD(A-D):0.402;0.591;0.007;9.7×10-5 ;xW(A-D):1.4×10-5;0.012;0.690;0.29828 N=14.1 ; N1=7.9第十章气液传质设备1 EmV=0.7582 ET=41%3 N实=104 D=1.2m5 HETP=0.356m6 D=0.6m; △P/H=235.44Pa/m第十一章萃取1 (1)E=64.1kg;R=25.9kg;x=0.06;y=0.046 (2)kA=0.767;β=14.62 (1)E=92.2kg;R=87.8kg;yA=0.13; xA=0.15(2)E°=21.31kg;R°=78.69kg;yA°=0.77;xA°=0.163 (1)R=88.6kg;E=130.5kg;yA=0.0854;yS=0.862;yB=0.0526;xS=0.0746;xB=0.82 5 (2)S=119.1kg4 xA2=0.225 E1=125kg;RN=75kg;yA1=0.148;yS1=0.763;yB1=0.089;xSN=0.0672;xBN=0.9136 (1)S/B=24.9;(2)S/B=5.137 (1)Smin=36.47kg/h (2)N=5.1第十二章其它传质分离方法1 m=47.7kg2 t1=44.9℃3 a=138.3m2/g4 τB=6.83hr5 W3=0.0825;qm2=5920.3kg/h; JV1=0.0406kg/m2·s;JV2=0.0141kg/m2·s 第十三章热质同时传递的过程1 略2 (1)θ1=20℃; (2)t2=40℃;H=0.0489kg水/kg干空气3 H=0.0423kgH2O/kg干H24 (1)W=0.0156kgH2O/kg干空气(2)tw3=18.1℃5 t2=45.2℃;H2=0.026kg水/kg干气6 W=2.25kg水/kg干气7 P2=320.4kN/m28 Z=2.53m第十四章固体干燥1 =74.2%; =5.6%2 W水=0.0174kg水/kg干气; Q=87.6kJ/kg干气3 略4 (1)ΔI=1.25kJ/kg干气;(2)t2=55.9℃;(3)t2=54.7℃5 (1)t2=17.5℃;H2=0.0125kg水/kg干气 (2) =10.0%6 自由含水量=0.243kg水/kg干料结合水量=0.02kg水/kg干料。
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化工原理——带答案(D O C)文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。
A. 表压＝绝对压-大气压B. 表压＝大气压-绝对压C. 表压＝绝对压+真空度2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（ B ）。
A. 绝对压B. 表压C. 真空度D. 大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（ B ）。
A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ B ）。
A. 愈大B. 愈小C. 愈接近大气压D. 无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（ B ）kPa。
A. 80B. －80C. 某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。
7.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（ B ）。
A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压D. 4个工程大气压8.某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa，（塔外大气压强为100kpa）。
那么塔顶处水的压强（A ）。
A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ）A. 均相等B. 不相等C. 不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据( C ).A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（ρ指-ρ）的值（B ）。
A. 偏大B. 偏小C. 越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。
化工原理下册答案
化工原理下册答案化工原理是化学工程专业的重要基础课程，它涉及到化工工程的基本原理和理论知识，对于学生来说是一门重要的课程。
下面是化工原理下册的答案，希望对大家的学习有所帮助。
第一章热力学基础。
1. 什么是热力学？热力学是研究能量转化和能量传递规律的科学，它是化工工程中不可或缺的基础理论。
2. 热力学第一定律的表达式是什么？热力学第一定律可以表达为ΔU = Q W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
3. 热力学第二定律的内容是什么？热力学第二定律可以表述为热不可能自发地从低温物体传向高温物体，也可以表述为熵增原理。
第二章物质平衡。
1. 什么是物质平衡？物质平衡是指在化工过程中，各种物质在系统内的输入、输出和积累之间的平衡关系。
2. 如何计算物质平衡？计算物质平衡时，需要根据系统的输入和输出物质量来进行计算，确保输入和输出物质量达到平衡。
3. 物质平衡的应用范围有哪些？物质平衡在化工工程中有着广泛的应用，包括化工反应、化工装置设计等方面。
第三章能量平衡。
1. 能量平衡的基本原理是什么？能量平衡的基本原理是能量守恒定律，即能量不能被创造或者消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 能量平衡的计算方法有哪些？能量平衡的计算方法包括热平衡法、热效率法、热损失法等多种方法。
3. 能量平衡在化工工程中的应用有哪些？能量平衡在化工工程中有着重要的应用，可以用于热力学系统的分析和设计。
第四章流体力学。
1. 流体力学的基本概念是什么？流体力学是研究流体静力学、流体动力学和流体力学性能的科学。
2. 流体的黏度是什么？流体的黏度是指流体内部分子间相互作用的阻力，它是流体运动阻力的重要参数。
3. 流体的雷诺数是什么？流体的雷诺数是描述流体流动状态的一个重要无量纲参数，它可以用来判断流体流动的稳定性和不稳定性。
第五章传质过程。
1. 传质过程的基本原理是什么？传质过程是指物质在不同相之间传递的过程，它包括质量传递、热量传递和动量传递。
化工原理下册课后答案
化工原理下册课后答案1. 简答题。
1.1 请简述化工原理中的物质平衡原理。
物质平衡原理是指在化工过程中，物质的输入量等于输出量，即输入物质的总量等于输出物质的总量。
这是化工过程中保持物质平衡的基本原理，也是保证化工过程正常运行的基础。
1.2 请解释化工原理中的能量平衡原理。
能量平衡原理是指在化工过程中，输入的能量等于输出的能量，即输入的能量总量等于输出的能量总量。
能量平衡原理是保证化工过程能够正常进行的重要原则，也是保证化工过程能够高效运行的基础。
1.3 请说明化工原理中的动量平衡原理。
动量平衡原理是指在化工过程中，输入的动量等于输出的动量，即输入的动量总量等于输出的动量总量。
动量平衡原理是化工过程中保持物质流动平衡的基本原理，也是保证化工设备运行稳定的基础。
2. 计算题。
2.1 在化工反应器中，若反应物A和B按化学方程式A + B → C反应，已知反应物A和B的摩尔质量分别为10g/mol和20g/mol，反应生成物C的摩尔质量为30g/mol，求当A和B的摩尔比为2:1时，生成物C的摩尔质量为多少？解，根据化学方程式A + B → C，可知A和B的摩尔比为2:1，因此A的摩尔质量为10g/mol，B的摩尔质量为20g/mol。
根据摩尔比的定义，可得A的质量为20g，B的质量为10g。
生成物C的摩尔质量为30g/mol，因此生成物C的质量为30g。
因此当A和B的摩尔比为2:1时，生成物C的摩尔质量为30g/mol。
2.2 在化工装置中，液体A和液体B按体积比1:2混合，已知液体A的密度为1g/cm³，液体B的密度为2g/cm³，求混合液体的密度为多少？解，液体A和液体B按体积比1:2混合，因此混合液体的总体积为3。
液体A的密度为1g/cm³，液体B的密度为2g/cm³，根据密度的定义可得混合液体的质量为11g+22g=5g，总体积为3cm³，因此混合液体的密度为5g/3cm³=1.67g/cm³。
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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 = 98.7 ×103 Pa -13.3 × 103 Pa绝=8.54 × 103 Pa设备内的表压强P 表 = - 真空度 = - 13.3 × 103 Pa2．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 = ρ gh× A = 960 ×9.81 × (9.6-0.8) × 3.14 × 0.76 2150.307 × 103 Nσ螺 = 39.03 × 10 3× 3.14 × 0.014 2× nP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 R = 400 mm ，R2 = 50 mm ，指示液为水1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 + ρ g gh 1 = ρ 水gR 3 +ρ 水银 ɡR 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A× 10 3× 9.81 × 0.05 + 13.63× 0.05 即： P = 1.0 × 10 × 9.81= 7.16× 103 Pab-b′处 PB + ρ gh = P A+ ρ gh + ρgRg3g2水银1PB= 13.6 × 103×9.81 ×0.4 + 7.16 × 103=6.05× 10 3Pa4. 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h在 1－ 1′与2－ 2′截面之间P 1 = P 2 + ρ水银 gR∵ P = P4， P = P312且 P 3 = ρ 煤油 gh ， P 4 = ρ 水 g （ H-h ） + ρ 煤油 g （h + h ）联立这几个方程得到ρ 水银 gR =ρ 水g （ H-h ） +ρ 煤油 g （h + h） - ρ煤油gh 即ρ 水银 gR = ρ水 gH + ρ 煤油 gh -ρ 水 gh带入数据1.0 3× 103× 1 - 13.6 × 103× 0.068 = h(1.0 × 103-0.82 ×103)ｈ = 0.418 ｍ5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。
以知水银面与基准面的垂直距离分别为：ｈ1﹦2.3m ，ｈ 2=1.2m, ｈ 3=2.5m, ｈ 4=1.4m 。
锅中水面与基准面之间的垂直距离ｈ5=3m 。
大气压强ｐ a =99.3 × 103ｐａ 。
试求锅炉上方水蒸气的压强Ｐ。
分析：首先选取合适的截面用以连接两个Ｕ管，本题 应选取如图所示的 1－ 1截面，再选取等压面， 最后根据静力学基本原理列出方程，求解解：设 1－ 1截面处的压强为Ｐ1对左边的Ｕ管取ａ - ａ等压面， 由静力学基本方程Ｐ 0 + ρ 水g(h 5-h 4) = Ｐ 1 + ρ 水银 g(h 3-h 4)代入数据Ｐ 0 + 1.0 × 103× 9.81 × (3-1.4)= Ｐ 1 + 13.6 × 103× 9.81 × (2.5-1.4)对右边的Ｕ管取ｂ - ｂ等压面，由静力学基本方程Ｐ1+ ρg(h -h ) = ρ水银g(h -h ) + ｐ水3212ａ代入数据Ｐ 1 + 1.0 × 103× 9.81 ×﹙ 2.5-1.2 ﹚= 13.6 ×103× 9.81 ×﹙ 2.3-1.2 ﹚ + 99.3 × 103解着两个方程 得Ｐ 0 = 3.64 × 105Pa6. 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㎏／ｍ3,998 ㎏／ｍ3, Ｕ管中油﹑水交接面高度差R = 300ｍｍ，两扩大室的内径D 均为 60ｍｍ，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) =Ｐ 1对于Ｕ管右边Ｐ 2 =ρ 水gR+ρ 油 gh 2ｐ表= ρ 水 gR +ρ 油gh 2 -ρ油 g(h 1+R)=ρ 水 gR - ρ 油gR + ρ 油g （ h 2-h 1）当ｐ= 0 时，扩大室液面平齐 22表即 π （D/2 ） （ h -h ）= π（ d/2） R21h2-h 1 = 3 mm27. 列管换热气 的管束由 121根φ× 2.5mm 的钢管组成。
空气以 9m/s 速度在列管内流动。
空气在管内的平均温度为 50℃﹑压强为 196× 103Pa( 表压 ) ，当地大气压为 98.7 × 103Pa试求：⑴ 空气的质量流量；⑵ 操作条件下，空气的体积流量；⑶ 将⑵的计算结果换算成标准状况下空气的体积流量。
解：空气的体积流量Ｖ S = uA = 9 ×π /4 × 0.02 2 × 121 = 0.342 m 3/s质量流量 ws = Ｖ ρ =Ｖ S × (MP)/(RT)S= 0.342 × [29 × (98.7+196)]/[8.315× 323]=1.09 ㎏/s换算成标准状况 V 1P 1/V 2P 2 =T 1/T 2Ｖ S2 = P 1T 2/P 2T 1 ×Ｖ S1 = (294.7× 273)/(101× 323) × 0.342= 0.843 m3/s8 .高位槽内的水面高于地面8m ，水从φ108× 4mm 的管道中流出，管路出口高于地面2m 。
在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按∑ｈf= 6.5 u2计算，其中u 为水在管道的流速。
试计算：⑴ A — A '截面处水的流速；⑵ 水的流量，以m 3/h计。
分析： 此题涉及的是流体动力学，有关流体动力学主要是能量恒算问题，一般运用的是柏努力方程式。
运用柏努力方程式解题的关键是找准截面和基准面，对于本题来说， 合适的截面是高位槽1— 1, 和出管口2 — 2, ,如图所示，选取地面为基准面。
解：设水在水管中的流速为u ，在如图所示的1— 1, ， 2— 2, 处列柏努力方程Z 1ｇ+ 0 +Ｐ 1/ ρ = Z 2ｇ +ｕ 2／2 +Ｐ 2/ ρ+∑ｈ f（ Z 1- Z2）g = u2/2 + 6.5u2代入数据2(8-2) × 9.81 = 7u , u = 2.9m/s换算成体积流量V S = uA= 2.9×π /4× 0.12× 36003= 82 m/h9. 20 ℃水以 2.5m/s 的流速流经φ 38× 2.5mm的水平管，此管以锥形管和另一φ53× 3m的水平管相连。
如本题附图所示，在锥形管两侧 A 、 B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。
若水流经 A ﹑ B两截面的能量损失为 1.5J/ ㎏，求两玻璃管的水面差（以ｍｍ计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。
分析 : 根据水流过 A、B两截面的体积流量相同和此两截面处的伯努利方程列等式求解解：设水流经Ａ﹑Ｂ两截面处的流速分别为u A、 u Bu A A A = u B A B∴ u = （ A /A 2 B ）u = （ 33/47 ）× 2.5 = 1.23m/sAB A在Ａ﹑Ｂ两截面处列柏努力方程2／ 2 + 2／ 2 + Ｐ 2/ρ+Z1ｇ + ｕ 1 Ｐ 1/ρ= Z 2ｇ+ｕ 2 ∑ｈ f∵ Z 1 = Z 22 2∴（Ｐ 1-Ｐ 2）/ρ=∑ｈ f +（ｕ 1 -ｕ 2 ）／2g1-h2） = 1.5 + (1.232 2 （ h -2.5 ) /2h 1-h 2 = 0.0882 m = 88.2 mm即两玻璃管的水面差为88.2mm10.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。