化工原理课后练习题
化工原理(第二版)国防工业出版社课后习题及答案【完整版】
式中Z1=0m，p1=0（表压），u1≈0，Z2=1.5m，p2=-24.66103Pa（表压），
将数值代入，并简化得:
解得u2=2m/s
在贮槽液面（1-1截面）及排出管与喷头相连接处（3-3截面）列柏努利方程，贮槽液面为基准面
=PMm/(RT)
=101.3328.26/(8.314773)
=0.455kg/m3
1-2在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？
解塔内绝对压强维持相同，则可列如下等式
（2）槽底面所受的压强是多少？
解人孔盖以中心水平线上下对称，而静压强随深度做线性变化
因此可以孔中心处的压强计算人孔盖所受压力
P=g(H–h)=8809.81(9–0.6)=72515.52Pa
F=PA=72515.520.52/4=1.42104N
1-6为了放大所测气体压差的读数，采用如本题附图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。
pB+1gh +2gh =1gh +pa
pB= pa+(1-2)gh -1gh
由hD2/4=hd2/4
可得h=h(d/D)2
所以
1-11列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm的钢管组成，空气以9m/s的速度在列管内流动。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：
化工原理课后习题答案
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绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=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 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉4. 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Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ6. 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。
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传热1、对流传热系数关联式中普兰特准数是表示（A ）的准数。
A、物性影响B、流动状态C、对流传热D、自然对流影响2、实际生产中沸腾传热过程应维持在（D ）区操作。
A、自然对流B、强制对流C、膜状沸腾D、泡核沸腾3、傅立叶定律是（B ）的基本定律。
A、对流传热B、热传导C、总传热D、冷凝4、一定流量的液体在一0）25X2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数 a i=1000W/m2«°C ；如流量与物性都不变，改用一①19X 2mm的直管，则其a将变为（D ）。
A、1259B、1496C、1585D、16785、在蒸气一空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的（B ）在工程上可行。
A、提高蒸气流速B、提高空气流速C、采用过热蒸气以提高蒸气温度D、在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积6、已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（D ）耐火砖的黑度。
A、大于B、等于C、不能确定D、小于7、穿过2层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为刀"=40°C, At2=15°C,则第一、二层的热阻Rl、R2的关系为（D ）«A.无法确定B.R1<R2C.R1=R2D.R1>R28、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20°C升至80°C,现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热系数应为原来的（B ）倍。
A、1.149B、1.74C、2D、不定1、水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的20.8倍:管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的1/2L8 倍。
（设条件改变后仍在湍流范围）2、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数, 而壁温接近于水蒸汽侧流体的温度值。
《化工原理》习题集精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《化工原理》习题集第二章气体吸收1、当总压为101.3 kPa，温度为25℃时，100克水中含氨1克，该溶液上方氨的平衡分压为0.933 kPa；若在此浓度范围内亨利定律适用，试求溶解度系数H和相平衡常数m（溶液密度近似取为1000kg/m3）。
2、含有4%（体积）氨气的混合气体，逆流通过水喷淋的填料塔，试求氨溶液的最大浓度，分别以摩尔分率，质量分率，比摩尔分率，比质量分率表示。
塔内绝对压强为2.03×105 Pa, 在操作条件下，气液平衡关系为p* = 2000x(式中p的单位为mmHg, x为摩尔分率)。
3、已知NO2水溶液的亨利系数如下：指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少？并在x - y图上表示。
（1）含NO20.003(摩尔分率)的水溶液和含0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3 kPa，T=35℃；（2）气液组成及总压同（1），T=15℃；（3）气液组成及温度同（1），总压达200kPa（绝对压强）。
4、已知某吸收系统中，平衡关系为y = 0.3x ，气膜吸收分系数k y = 1.815×10-4 kmol / (m2.s)，液膜吸收分系数k x = 2.08×10-5 kmol / (m2.s)，并由实验测得某截面上气液相浓度分别为y = 0.014，x = 0.02，试求：（1）界面浓度y i、x i分别为多少？（2）液膜阻力在总阻力中所占的百分数，并指出控制因素；（3）气相推动力在总推动力中所占的百分数。
4、在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27℃，压力为101.3kPa（绝对压力）。
稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07 kPa，液相中甲醇浓度为2mol / m3。
甲醇在水中的溶解度系数H = 1.995 kmol / (m3.kpa.)，液膜吸收分系数k L = 2.08×10-5 m / s，气膜吸收分系数k G = 1.55×10-5 kmol / (m2.s.kpa.)。
化工原理课后习题答案
1.1 解：混合气体的平均分子量Mn 为Mn=M y + M y + M y + M y=44×0.085+32×0.075+28×0.76+18×0.08=28.86kg/kmol该混合气体在500℃，1atm 时的密度为ρ==×=0.455kg/m ³ 1.2 解：设备上真空表的绝对压强为绝对压强=大气压―真空度=740―100=640mmHg=640×=8.53×10N/m ²设备内的表压强为 表压强=―真空度=―100mmHg=―（100×）=―1.33×10N/m ² 或表压强=―（100×1.33×10）=―1.33×10N/m ²1.3 解：设通过孔盖中心的0—0水平面上液体的静压强为p ，则p 便是罐内液体作用于孔盖上的平均压强。
根据流体静力学基本方程知p=p +ρg h作用在孔盖外侧的是大气压强p ，故孔盖内外两侧所受压强差为Δp =p ―p = p +ρgh ―ρghΔp=960×9.81(9.6―0.8)=8.29×10N/m²作用在孔盖上的静压力为 Δp ×=8.29×10N每个螺钉能承受的力为螺钉的个数=3.76×10=6.23个1.4 解：U 管压差计连接管中是气体。
若以分别表示气体，水和水银的密度，因为《，故由气体高度所产生 的压强差可以忽略。
由此可认为由静力学基本方程式知 = =1000×9.81×0.05+13600×9.81×0.05=7161N/m ²=7161+13600×9.81×0.4=6.05×10N/m(表压)1.5 解：1）1，2，3三处压强不相等，因为这三处虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体。
《化工原理》课后习题答案
第一章绪论习题1.热空气与冷水间的总传热系数K值约为42.99k c a l/（m2・h・℃），试从基本单位换算开始，将K值的单位改为W/（m2・℃）。
[答案:K＝50M（m2・C）]。
解：从附录查出：1k c a l＝1.1622×10-3K W·h=1.1622W·h所以：K=42.99K c a l/（m2·h·℃）＝42.99K c a l/（m2·h·℃）×（1.1622W·h/1k c a l）＝50w/（m2·℃）。
2.密度ρ是单位体积物质具有的质量。
在以下两种单位制中，物质密度的单位分别为:S I k g/m2；米制重力单位为：k g f.s2/m4;常温下水的密度为1000k g/m3，试从基本单位换算开始，将该值换算为米制重力单位的数值。
〔答案:p＝101.9k g f/s2/m4〕解：从附录查出：1k g f＝9.80665k g·m/s2，所以1000k g/m3＝1000k g/m3×[1k g f/(9.80665k g·m/s2)]=101.9k g f·s2/m4.3.甲烷的饱和蒸气压与温度的关系符合下列经验公式：今需将式中p的单位改为P a，温度单位改为K，试对该式加以变换。
〔答案:〕从附录查出：1m m H g=133.32P a，1℃＝K－273.3。
则新旧单位的关系为：P＝P’/133.32;t＝T－273.3。
代入原式得：l g（P’/133.32）＝6.421-352/（T－273.3+261）；化简得l g P=8.546－3.52/(T-12.3).4.将A、B、C、D四种组分各为0.25（摩尔分数，下同）的某混合溶液，以1000m o l/h 的流量送入精馏塔内分离，得到塔顶与塔釜两股产品，进料中全部A组分、96％B组分及4％C组分存于塔顶产品中，全部D组分存于塔釜产品中。
化工原理课后习题答案上下册（钟理版）
化⼯原理课后习题答案上下册（钟理版）第⼀章流体流动习题解答1－1 已知甲城市的⼤⽓压为760mmHg ，⼄城市的⼤⽓压为750mmHg 。
某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在⼄地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别⽤mmHg 和Pa 表⽰。
[590mmHg, 7.86×104Pa]解：P （甲绝对）=760-600=160mmHg 750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2⽤⽔银压强计如图测量容器内⽔⾯上⽅压⼒P 0，测压点位于⽔⾯以下0.2m 处，测压点与U 形管内⽔银界⾯的垂直距离为0.3m ，⽔银压强计的读数R ＝300mm ，试求（1）容器内压强P 0为多少？（2）若容器内表压增加⼀倍，压差计的读数R 为多少？[(1) 3.51×104N ?m －2 (表压)； (2)0.554m] 解：1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρHP B ＝ρ，gR因等⾼⾯就是等压⾯，故P A ＝ P BP 0＝ρ，gR －ρgH ＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡ (表压) 2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ，＝R ＋△R ，容器内⽔⾯与⽔银分界⾯的垂直距离相应增为H ，＝H ＋2R。
同理， ''''''02Rp gR gH gR g R gH gρρρρρρ?=-=+?--000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ，，，4，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－220.30.2540.554m R R R ?，＝＋＝＋＝1－3单杯式⽔银压强计如图的液杯直径D ＝100mm ，细管直径d ＝8mm 。
化工原理习题(含答案)
·流体流动部分1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此)（个）695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力 ()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ习题2附图习题1附图3、如本题附图所示，水在管道内流动。
为测量流体压力，在管道某截面处连接U 管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm 。
为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。
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第一章 流体力学基础
课后练习题
一、填空与选择
1）、在流体流动阻力测定实验中用水求得λ～Ｒe 曲线，对其它流体是否适用？
2）、同样流量，如果把管径放大一倍（物性不变），则雷诺数变为原来的＿＿倍。
3）、用Ｕ型管压力计测反应器内压力。
如图，由Ｕ型管液柱高度差直接可测得反应器内压力为＿＿【毫米汞柱】。
若当地大气压为1atm ，则反应器内绝对压为＿＿【毫米汞柱】。
4）、设流体在一定水平直管内呈层流状态连续流动。
问：
Ａ 管径不变，流量增加一倍时，如何变化
Ｂ 流量不变，管径增大一倍时，如何变化
5）、流体流动时，产生阻力的根本原因是＿＿＿＿＿＿＿，而摩擦系数与＿＿＿＿＿＿＿＿＿等因素有关，在层流时则只与＿＿＿＿＿有关。
6)、局部阻力是由于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等原因造成的，计算时应用当量长度法就是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
7)、应用孔板流量计时，对每一个Ａ0／Ａ1 相对应的Re c ，必须使＿＿＿＿＿＿＿＿，因为这时Ｃ0是＿＿＿＿＿＿＿，它只与 ＿＿＿＿＿＿＿有关，而与＿＿＿＿＿＿无关。
二、计算题
1、已知， ，H=15m 的水，判断阀门打开时液体流向。
2、如图，当阀门A 关闭时，水银压力计读数为370mm ，求，当阀A 打开后，压力计读数为多少（忽略管内阻力）
2221/2,/1cm kgf p cm kgf
p ==
已知：R=370mm, h=0.5m, d1=50mm, d2=20mm
求：打开A后的R’
3、黏度为10CP的油，ρ= 800kg /m3，在内径为20mm的管道中以1 m/s 的速度流过，如流量不变，而管径和管长均增大一倍，则阻力损失为原来的多少倍?
4、同一平面两并联管路，l1=l2，d2=2d1两管绝对粗糙度ε相同，且流动均处于阻力平方区，判断两管的流速哪个大？
第一章课后练习题答案
一、填空与选择
1）、适用2）、1/2 3）、P（真）=100；660
4）、可能为层流、湍流或过渡流；仍为层流。
5）、流体具有黏性；Re，ε/d；Re
6）、流速、流向的改变和漩涡的产生；用一定长度的同一直径的直管阻力来等效某局部阻力的方法。
7）、Re> Rec；常数；A0/A1；Re
二、计算题
1、解：（1）用各液面总能量来判断
2
最后求R’，但此时h变成了h’，U型管右端下降多少左端上升多少，设右端下降△R：
3、解：先判断Re
4、解：
第二章流体输送机械
课后练习
一、填空
1、离心泵的工作点是_____________曲线与_____________曲线的交点。
2、用离心泵在两敞口容器间输液, 在同一管路中，若用离心泵输送ρ＝1200kg/m3的某液体(该溶液的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量____________，扬程____________，泵出口压力____________，轴功率____________。
(变大,变小,不变,不确定)
3、离心泵输送的液体黏度越大，其扬程___，流量_______,轴功率_____，效率________。
4、离心泵采用并联操作的目的是_______，串联操作的目的是_____________。
5、离心泵的扬程含义是____________。
6、齿轮泵适用于扬程_____和流量_____的场合，可以用来输送__________，但不能用来输送_____________。
二、简答题
1、何谓离心泵的“气缚”和“汽蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防
止？
2、离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？
三、计算题
1、一泵送液能力为300L/min，扬程为40m，用来输送ρ=1000kg/m3，μ=2cP的液体，从敞口液池到高度为22m的设备中，设备内表压强为1kgf/cm2，要求流量为16m3/h，管道为Ф66×3mm，管路全部长度（包括所有局部当量长度）为120m，泵效率为0.6。
问：1）此泵是否可用？
2）如可用，轴功率N为多少？设λ=4.3×10-7Re
2、将20℃的清水从贮水池送至水塔，已知塔内水面高于贮水池水面13m。
水塔及贮水池水面恒定不变，且均与大气相通。
输水管为Ф140×4.5mm的钢管，总长为200m（包括局部阻力的当量长度）。
现拟选用4B20型水泵，当转速为2900r/min时，其特性曲线见附图，试分别求泵在运转时的流量、轴功率及效率。
摩擦系数λ可按0.02计算。
3、两敞开水池用Ф45×2.5mm钢管相连，两水池垂直距离为10m，管路流量为
3.8×10-3m3/s，总管长为50m（包括所有局部阻力当量长度）λ=0.03，求泵的有效功率Ne？该泵的特性曲线可用H=A-B Q2表示（Q单位为m3/s），当出口阀关闭时，吸入口真空表读数为200mmHg，出口压力表读数为3.2kgf/cm2，表间距可忽略，求当出口阀部分开启使流量为3×10-3m3/s时，泵的有效功率？。