化工原理下册(第三版-陈敏恒)习题解答
化工原理第三版（陈敏恒）上、下册课后思考题答案（精心整理版）
化⼯原理第三版（陈敏恒）上、下册课后思考题答案（精⼼整理版）第⼀章流体流动1、什么就是连续性假定?质点得含义就是什么?有什么条件?连续性假设：假定流体就是由⼤量质点组成得，彼此间没有间隙，完全充满所占空间得连续介质。
质点指得就是⼀个含有⼤量分⼦得流体微团，其尺⼨远⼩于设备尺⼨，但⽐分⼦⾃由程却要⼤得多。
2、描述流体运动得拉格朗⽇法与欧拉法有什么不同点?拉格朗⽇法描述得就是同⼀质点在不同时刻得状态；欧拉法描述得就是空间各点得状态及其与时间得关系。
3、粘性得物理本质就是什么?为什么温度上升,⽓体粘度上升,⽽液体粘度下降?粘性得物理本质就是分⼦间得引⼒与分⼦得运动与碰撞。
通常⽓体得粘度随温度上升⽽增⼤，因为⽓体分⼦间距离较⼤，以分⼦得热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体得粘度随温度增加⽽减⼩，因为液体分⼦间距离较⼩，以分⼦间得引⼒为主，温度上升，分⼦间得引⼒下降，粘度下降。
4、静压强有什么特性?①静⽌流体中，任意界⾯上只受到⼤⼩相等、⽅向相反、垂直于作⽤⾯得压⼒；②作⽤于某⼀点不同⽅向上得静压强在数值上就是相等得；③压强各向传递。
7、为什么⾼烟囱⽐低烟囱拔烟效果好?由静⼒学⽅程可以导出，所以H增加，压差增加，拔风量⼤。
8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?均匀分布指速度分布⼤⼩均匀；均匀流段指速度⽅向平⾏、⽆迁移加速度。
9、伯努利⽅程得应⽤条件有哪些?重⼒场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同⼀流线上得流体间能量得关系。
12、层流与湍流得本质区别就是什么?区别就是否存在流体速度u、压强p得脉动性，即就是否存在流体质点得脉动性。
13、雷诺数得物理意义就是什么?物理意义就是它表征了流动流体惯性⼒与粘性⼒之⽐。
14、何谓泊谡叶⽅程?其应⽤条件有哪些?应⽤条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时得阻⼒损失计算。
15、何谓⽔⼒光滑管?何谓完全湍流粗糙管?当壁⾯凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻⼒损失得影响时，称为⽔⼒光滑管。
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第一章流体流动1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?连续性假设：假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。
2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。
3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降? 粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
4、静压强有什么特性?①静止流体中，任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力； ②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；③压强各向传递。
7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?由静力学方程可以导出)g -H(p 热冷ρρ=∆，所以H 增加，压差增加，拔风量大。
8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。
9、伯努利方程的应用条件有哪些?重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
12、层流与湍流的本质区别是什么?区别是否存在流体速度u 、压强p 的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。
13、雷诺数的物理意义是什么?物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。
14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?232d lu μϕ=∆应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。
15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。
化工原理第三版陈敏恒课后习题答案全解清晰、可打印版
解题思路：1. 已知：p a =101.3kPa, ρ=1000kg/m 3, ρi =13600kg/m 3, R=120mm, H=1.2m 。
求：P A （绝）（Pa ），P A （表）（Pa ）解题思路：以1-2-3为等压面，列静力学方程：P A =P 1+ρg (H-R) P 1=P 2=P 3 P 3=Pa+ρi Rg∴ P A = Pa+ρi Rg+ρ(H-R)g P A （表）= P A （绝）- p a2. 已知：R=130mm, h=20cm, D=2m, ρ=980kg/m 3, ρi =13600kg/m 3。
管道中空气缓慢流动。
求：贮槽内液体的储存量W 。
解题思路：(1) 管道内空气缓慢鼓泡u=0，可用静力学原理求解。
(2) 空气的ρ很小，忽略空气柱的影响。
H ρg =R ρi gW=41πD 2·(H+h)ρ3. 已知：T=20℃（苯），ρ=880kg/m 3, H=9m, d=500mm,h=600mm 。
求：(1) 人孔盖受力F （N ） (2) 槽底压强P （Pa ）解题思路：(1) 由于人孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变化,所以可以孔盖中心处的压强对全面积求积得F 。
F=P ·A=ρg(H-h)·41πd 2(2) P=ρg H4. 已知：H S =500mm ，ρ油=780 kg/m 3, ρ水=1000 kg/m 3 求：H （m ）。
解题思路：假定：由于液体流动速度缓慢，可作静力学处理，H S ρ油g=H ρgρρ⋅=∴油S H H5. 已知：ρi =13600kg/m 3, ρ=1000 kg/m 3, h 1=1.2m ，h 2=0.3m ，h 3=1.3m ，h 4=0.25m 。
求： ΔP AB (Pa)解题思路：P A -P C =(h 1-h 2)(ρi –ρ)g P C -P B =(h 3-h 4)(ρi –ρ)g∴ P A -P B =(h 1-h 2+h 3-h 4) (ρi –ρ)g 又Z A =Z B∴ΔP AB =ΔP AB6. 已知：D=9m ，m=10t求： P,Δh 。
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P1
u 2 P u 2 P u 2 A1 + 1 = 2+ 2 = 2+ 1 ρ 2 ρ 2 ρ 2 A 2
P1 − P2
2
∴
ρ
u2 = 1 2
A 2 1 A − 1 2
2(P1 − P2 ) 2 ρ ( A1 − A2 2)
d2 D2
解题思路：作 1-1 等压面，由静力学方程得
Pa + hρ1g = PB + ∆hρ1g + hρ 2 g （1）
∵ ∆h ⋅
π
4
D2 = h ⋅
π
4
d2
∴ ∆h = h ⋅
d2 代入（1）式 D2 d2 ρ1g + hρ 2 g D2
得Pa + hρ1g = PB + h ⋅
10．已知：dp=ρ(Xdx+Ydy+Zdz), P h=0=Pa, T=const, 大气为理想气体。 求：大气压与海拔高度 h 之间的关系。 解：大气层仅考虑重力，所以 X=0，Y=0，Z=-g，dz=dh ∴dp=-ρgdh pM 又理想气体 ρ = RT 其中 M 为气体平均分子量，R 为气体通用常数。
解题思路：(1) 管道内空气缓慢鼓泡 u=0，可用静力学原理求解。 (2) 空气的ρ很小，忽略空气柱的影响。 Hρg =Rρi g 1 W= πD2・(H+h)ρ 4 3. 已知：T=20℃（苯） ，ρ=880kg/m3, H=9m, d=500mm,h=600mm。 求：(1) 人孔盖受力 F（N） (2) 槽底压强 P（Pa） 解题思路：(1) 由于人孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变 化, 所以可以孔盖中心处的压强对全面积求积得 F。
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化工原理第三版（陈敏恒）上、下册课后思考题答案（精心整理版）第一章流体流动1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?连续性假设：假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。
2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。
3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
4、静压强有什么特性?①静止流体中，任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；③压强各向传递。
7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?由静力学方程可以导出，所以H增加，压差增加，拔风量大。
8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。
9、伯努利方程的应用条件有哪些?重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
12、层流与湍流的本质区别是什么?区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。
13、雷诺数的物理意义是什么?物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。
14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。
15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。
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第八章气体吸收1.解：查引忙水的P£=4_24K：pa p=P-P3=lC1.3~4J4=97.0l5KPa 用十警=筮=歳riS笫xg®込解：査25兀，COa-HaO系统£ = 1,661x1"樹加i设当地大气压为I atm SP 1.033at,且不计S剂分压n巧=10+ 1.033= 11.033^2 =1.08^10^（绝）= 0.2+1.033= 1.23S3fi = 1.21xl0Wf^^ （绝）对稀濬痕其比质量分率代九.金1 0气址10今.'.X] = 44x ---------- =47弘訂艇禺。
187 >Cyin7& = 44K --------- = 1.73x10T辰Cq /炫禺018爪解1邓忙时，总二4.06x1^朋玖二406x1（/脸勺=1.38x10-^x32x10^ =4』27蛾£4> 解;筋0—Cb系统，2邙C时，^1 = 0.537xW^A?Pa = 0.537xl0W（2皆竺=竺沁竺曲"2仆计P101.3(q - jf) = 1.09x10'^ (y-儿)二0,005764UC, ^2 = 0 80x10^= 0.8x10^% _空-更迪込"如计PlOlJ兀-A =0.47x10"^ y-” = 0.003685、解：= fn^x= 50x2x10 "^= 0,01^-y^)j = 0.025-0.01 = 0.015(兀7)1 = (5-2)x10 Y= 3x10^丁 =坷乜=50 X— = 25P Q 2儿=??j2；c = 25x2x10 "=50x10**"話詈"2(y-儿L = 0 025-0.005 = 0,02(心-x)2 =(10-2)x10, = 8x10」说備2倍於=辟5& 解：査20忙水，Pa = 23346KPa, p& = 101.3-23346= 989654畑P 型=101.3-1・33 = 99・97级0OCQo = Q220xlL//s 辿工Q= O・252X1OY//S6K吸="F以呢0 =——=——91 D（严-仙W/6W =以羽=旳991 9 >9 0,孑叭刀% 诫弟宓"莎+而=百+-=^+T=〒⑴'鶴曲z/yifoixkt/ih< Z 、Z0lP8・[£x 01X89乙•0X81（昨丁皿回0恥他吨逊o心66二, 乙、/%用（迢严W）惫k, ■ or "d测0泌"e%J藍而"匕善5烽4宀1JV甲十I g=E^ = 3^N .*.BE 陀ef——W B W2护气兄 =-- =-= ---- 才=叫£H巾乙82£-09£^d-^d另肿域3乙厶= Z8T£-O9L = "d钟朋乙8 L£ W列L储吐觀°严/^匚966=旷$/严囚9?0=（7 5战S 常V吗6丁0 = $厶口乙=」7Vg L万=2厂険（吆-叱（〒）〒二可巩丁万/N9、解J (1) —=—+— T 疋=2.2x10*R«0"(s /) Ky 上y kxM =儿)=2・2xl0」x(0・05-2xa01) = 6・6"0"j^o/G ・M2) ⑵降螟培上回=0.0232〔空）0•气上_尸33d A pD・.・Q « P,D 8 —dkg g —斗y =上占与P 无关EP洛=—=M = —m = 1-25P p "F?+忌 nK 尸"281*1°厂 y ； = 0.05-1.25x0.01 "1 =疋；Cx-儿 riaxio"眄= 577%、〒" 1 1 W210、证明 5 '<* -- =—H -----Hy 上y &上占+竺心 C a 匕 a Lak,jf/HSP % =眩+ -% X而用=%叫=%叫 两式相除得%=轨闲Na=-MoG 证毕•J 411、证昵 由物料衡算得 "鬲十2®-儿）L底浓度吸收儿=mx ・》咛竽小2）G mG-L得3訂=寻訂=汕了 __________ 1 _________ / __________________ 变 _________如G-J-J”沁 严-」％加、丄严G 、y 八 歹-牴--0-乃） G--）歹十（可丁2 ■也巧）“pnG1（1-- ）M +J —In _______ ________ L ________空 乃-叨心L•••丄("一©) = GO,— ”)wzG mO一厂片_ 一匸儿+刑叫a 給（討款F1 _ wCJ _ ?w _ 1 A Z 剛旳的21=丄必1_715、解：(1)比=X (1-7)= 0・02X (1・0.95) = 0・001A = 1.50,-J 2)/(^-A2)= 1.5X (0.02-0.001)/(^^-0.0004) = 1.75 G广 jK] = ¥%-}^) + E = ；p^x(0.02-aCJ01)+00004 = 0.0113 (2) A/1 =yj-wx, = 0.02-12x0.0113= 6.44x10-3场=乃一加心=0 001-1-2x0.0004 = 5.2x10^咲。
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π 4
D2
(P
−
P0
)
=
mg
P
=
mg π D2
+
P0
4
P = P0 + ∆h ⋅ ρg
7. 已知：P(真)=82kPa，Pa=100kPa 求： P(绝)，H
解题思路：P(绝)=Pa-P(真) P(绝)+ρgH=Pa
8. 已知：ρA=ρB=ρ，指示剂密度为ρi 求：(1) R 与 H 之关系 (2)PA 与 PB 之关系
3
解题思路：(1)由静力学可知： PA-PB=R (ρi –ρ)g =H (ρi –ρ)g
(2)∵ρi >ρ ∴PA-PB=H(ρi –ρ)g>0 即 PA>PB PA+ZAρg> PB +ZBρg PA>PB+(ZB-ZA)ρg> PB
9. 已知：如图所示：
求证：
PB
=
Pa
−
hg( ρ 2
−
ρ1 )
∴ qV 1
=
qV 0
×
T1 T0
×
P0 P1
∴ u = qV 1 1 πd 2 4
(2) ρ = pM RT
∴G = u⋅ρ
(3)
ρ0
=
29 22.4
qm = ρ0 ⋅ qV 0
12．已知：qV=60m3/h，dA=100mm, dB=200mm, hAB=0.2m, ρi=1630 kg/m3, ρ=1000 kg/m3,
求：(1)指示剂哪侧高，R=？ (2)扩大管道改为水平放置，压差计的读数有何变化？
解题思路：(1) 取 A、B 两个管截面列柏努利方程
得 PA
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1 95x10-3二:.爲= 44x -------------- = 4 78x 10_3^CO 2 /kgH 2O1S■(章气体吸收L 解；查 刘叱水的 P s =4.24Kpa p=P-Ps=l01.3-4.24=37.06KPaE 厶江込二込二"06冥9严如―1沢9沏甩0 C, C,M K C S M 3 2.857X 1(FS<182、解;查25t CO 丁一巴0系统£ = 1.661x10^/^1设当地大气压为1包血即1.033at 且 不计溶剂分=10+1.033= 11.033a£ =1.08xl03jtW/m 1 (绝) p 2 = 0 2+1.033 = 1 23^ = 1.SlxlO^fcV/w?(绝) p = EX,p = FQy/>! _ 1.08X 103X 0.3~Y~1.661xlO r= 1.95xl0-s对稀溶液，其比质量分率X =1%"7 28 x 10弓X 2 = 44x- ------------- = 1.78X 10-3^(7O 2 IkgH^O3、解’ 2(PC 时，超= 406x10弓型玖二4 06x1炉防解得 w = 1.38xl0-3^Z⑴"亍^^ = 2停沪=密ws = 1.38 x 10^ x 32 x 105= 44.27 ffsg / w(2)漑-174、解：HiC-Cli系统，2WC 时，E x= 0.537 ^WMPa = 0.537xlOWa吨"金0需：黑爲W9X10-y 01X05n l s x OJ X S ZH X h H /T 2X F O I X Q I O H <—貯)M O O H S O l £O OO S £ g x :劉 Jz o J O x e x g H X r H f破/89E O O O L■S X 8O HJ.wx %「剤$5O X8O H Q CWCS X O8OH T 600寸9L O O O N (H I 5 V S X 601—•N (X I 貯)oL lx茗寸—T sl x g o /I sl xa s .oI 副2_=0：025 = 1 0xl0_3=?加2 25O 一兀)2 = 0 025 - 0.005= 0.02(x tf-x)2 = (10-2)X10-,= 8xl0-4・,匕空二匹= 1.33倍0-儿)1 0.015(x,-x)2 = 8.0x10^ = 26?倍(q-x)i 3.0X10-46、解：查20°C 水，去如二2.3346畑，去別=101.3-2.3346 = 98.9654畑= 101.3-1.33 = 99.97^QOCD O = 0.220xlO^w2/^ 20V D= 0.252xlQ-4w2/sN A-A^=^A 8M厂=2137s = 0.59 防7、解：查3(PC, _D= 0.26&//s,Q = 995.7畑/沪，饱和蒸汽压p kl = 31.22tn?nHgPn= 760-31.82 = 122>fntnHgp^7 =160fnfnHg轴羽4嗨,“0.01+为⑴齢3亦忖= 1.44x10% = 16/7 边K G a k G a k L a k y a k L a 64.6 16.6K y a = PK G a = 54.9 K泅心•心⑵K£a = HK^ = 4.62x0.542 = 2.5049、解：(1) — = —+ —^AT=2.2xlO^ Kmol f(s • tn )K y k y kxN A = K y (y-y e -) = 2.2X1Q-4 x(0.05- 2x0.01) = 6.6x10”幻沏(s /) ⑵降膜塔心= 0.023#(罟严(名严vpccP,Dcc-^=>Ar g 8 占=>匕=k g P =>k y 与P 无关 Ep淤=—=加=—fn= 1.25P P 11 — + — ^> AT 1 =2.81x10^k l y kx y尹一尹； = 0.05-1.25x0.01Kg -几)=1 05x10* -^-^ = 57.7%10、证明：*/ — ---- 1—匕K即 H 0G = kg^H L/C•.• y = tnx:. 2x = mKy而 H = H 0G W 0G = H Ql W Ql两式相除得 N OG = AN OL 即"。
化工原理 第三版 课后答案 陈敏恒
解题思路：PA-PC=(h1-h2)(ρi –ρ)g PC-PB=(h3-h4)(ρi –ρ)g ∴ PA-PB=(h1-h2+h3-h4) (ρi –ρ)g 又 ZA=ZB ∴ΔPAB=ΔPAB 6. 已知：D=9m，m=10t 求： P,Δh。
2
解题思路：设大气压为 P0，由题设条件知可用静力学求解。
P1
u 2 P u 2 P u 2 A1 + 1 = 2+ 2 = 2+ 1 ρ 2 ρ 2 ρ 2 A 2
P1 − P2
2
∴
ρ
u2 = 1 2
A 2 1 A − 1 2
2(P1 − P2 ) 2 ρ ( A1 − A2 2)
9
解题思路：(1) q v 2 = q vs + q vj （质量守恒）
π 2 (D − d 2 j ) 4 π q vj = u j ⋅ d 2 j 4
q vs = u s ⋅
∴ u2 =
qV 2 A2
(2) 由 1 截面至 2 截面列动量守恒方程, 则
(P1 − P2 )A = q v 2 ρu 2 − q vj ρu j − q vs ρu s
解题思路：以 1-2-3 为等压面，列静力学方程： PA=P1+ρg (H-R) P1=P2=P3 P3=Pa+ρiRg ∴ PA= Pa+ρiRg+ρ(H-R)g PA（表）= PA（绝）- pa 2. 已知：R=130mm, h=20cm, D=2m, ρ=980kg/m3, ρi=13600kg/m3。管道中 空气缓慢流动。 求：贮槽内液体的储存量 W。
∴ Px = [(gz 1 +
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+
u
2 2
2
P1=Pa，z1=z2，u1=0
∴ Pa
− P2
=
ρ 2
u
2 2
由 U 形压差计，Pa-P2 =Rg(ρi -ρ) (忽略空气柱)
∴ qV
=
u2
⋅
1 4
πd
2 2
14．已知：H=0.8m，h=0.6m，D=0.6m，d=10mm，CO=0.62，
求：液面下降 0.5m 所需的时间。
解题思路：列 1-2 截面伯努利方程，小孔中心处为基准面
hf
=
P1 − P2 ρ
+
u12
−
u
2 2
2
= u2 (u2
− u1) +
u12
−
u
2 2
2
=
(u1 − u2 )2 2
20．已知：dj=0.04m, uj=20m/s, us=0.5m/s, D=0.1m, 截面 1 各点 P1 相同，截面 2 处速度分布均匀，忽略 1，2 间管壁对流体的摩擦力
求：(1) u2 (2) U 形压差计读数 R
求：(1)指示剂哪侧高，R=？ (2)扩大管道改为水平放置，压差计的读数有何变化？
解题思路：(1) 取 A、B 两个管截面列柏努利方程
得 PA
+
u
2 A
=
PB
+
u
2 B
ρ2ρ2
∴ PAB
= PA
− PB
=
ρ 2
(u
2 B
−
u
2 A
)
ΔPBA=Rg (ρi -ρ)
(2) 若改为水平放置后，由于 uA、uB 不变，则