化工原理习题解答(华南理工大学化工原理教研组
华南理工化工原理真题06(完美版)
一、 选择填空题（50分）1、流体在等径管中作稳定水平流动，流体由于流动而有摩擦损失，流体的压强沿管长（ ），流速（ ）。
A ）增加B ）减少C ）不变D ）不定2、孔板流量计的孔流系数Co ，当Re 数增大时，其值（ ）。
A ）总在增大，B ）先减小，当Re 数增大到一定值时，Co 保持为某定值；C ）总是减小；D ）不定。
3、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（ ）。
A ）气缚现象B ）汽蚀现象C ）汽化现象D ）冷凝现象4、有一套管换热器，在内管中空气从20被加热到50，环隙内有119.6的C ︒C ︒C ︒水蒸汽冷凝，管壁温度接近（）。
C ︒A ）35 B ）119.6 C ）77.3 D) 无法判断5、提高进入干燥器空气的温度，空气的湿含量H （ ），相对湿度（ ），焓（ ）。
A ）不变B ）变小C ）变大D ）不确定6、 干燥器进口温度计最小分度是0.1O C ，下面是同一温度时的几种记录，哪一种是正确的（）。
A ） 75 o CB ）75.0 oC C ）75.014 o CD ） 75.97o C7、某低浓度逆流吸收塔在正常操作一段时间后，发现气体出口含量y 2增大，原因可能是（ ）。
A ）气体进口含量y 1下降B ）吸收剂温度降低C ）入塔的吸收剂量减少D ）前述三个原因都有8、某精馏塔设计时，进料量q n,F 、进料浓度x F 、进料热状况q 、塔顶产品q n,D 、塔顶产品浓度x D 以及回流比R 一定，若将塔釜间接蒸气加热改为直接蒸气加热，则（ ）。
A ）塔底产品减少B ）塔底产品浓度降低C ）塔板数量减少D ）提馏段液气比增加。
9、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂用量增加而其他条件不变时，试判断下列参数的变化：吸收推动力Δy （ ），回收率η（ ）；当温度下降而其他条件不变时，吸收推动力Δy （ ），回收率η（ ）。
A ）增大B ） 减小C ） 不变D ） 不确定 10、在房间中利用火炉取暖时，其传热方式为：（ ）A ）传导和对流B ）传导和辐射C ）对流和辐射D 传导、对流和辐射11、某液体在内径为的水平管路中稳定层流流动，其平均流速为 ，当它以0d 0u 相同的体积流量通过等长的内径为的管子时，则其流速为原来的)2/(022d d d （ ）倍，压降△P 是原来的( )倍。
华南理工大学化工原理计算题汇总
四、计算题（共45分，每小题15分）1、 如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽， 两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ， 泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真 空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表 安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。
当输水量为 36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ， 出水管道全部阻力损失为 4.9J/kg ，压力表读数为2.452×105Pa ，泵的效率为70%，水的密度ρ为1000kg/m 3， 试求：（1）两槽液面的高度差H 为多少？ （2）泵所需的实际功率为多少kW ？（3）真空表的读数为多少kgf/cm 2？ 1、解：（1）两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程， ∑-+++=++32,323222222f h p u gH p u gH ρρ 其中，∑=-kg J hf /9.432,, u 3=0, p 3=0,p 2=2.452×105Pa, H 2=5m, u 2=Vs/A=2.205m/s代入上式得： m H 74.2981.99.481.9100010452.281.92205.2552=-⨯⨯+⨯+= （2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：∑-+++=+++30,323020022f e h p u gH W p u gH ρρ 其中，∑=-kg J hf /9.864.630,, u 2= u 3=0, p 2= p 3=0, H 0=0， H=29.4m代入方程求得： W e =298.64J/kg ， s kg V W s s /101000360036=⨯==ρ故 w W W N e s e 4.2986=⨯=， η=70%， kw N N e 27.4==η（3）真空表的读数在贮槽液面0-0´与真空表截面1-1´间列柏努利方程，有：∑-+++=+++10,1211020022f h p u gH p u gH ρρ 其中， ∑=-kg J hf /96.110,, H 0=0， u 0=0, p 0=0, H 1=4.8m, u 1=2.205m/s代入上式得，2421/525.01015.5)96.12205.28.481.9(1000cm kgf Pa p -=⨯-=++⨯-=2．在由118根25 2.5，长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。
华南理工大学851化工原理计算题汇总.
热损失和污垢热阻可以忽略。试求：
(1)
冷却水用量；
(2)
基于内管外侧面积的总传热系数；
Байду номын сангаас(3)
对数平均温差；
(4)
内管外侧传热面积。
3、某板框压滤机共有 10 个框, 框空长、宽各为 500 mm, 在一定压力下恒压
过滤 30min 后, 获得滤液 5m3, 假设滤布阻力可以忽略不计, 试求: (1) 过
1、解：（1）两槽液面的高度差 H
在压力表所在截面 2-2´与高位槽液面 3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得：
gH 2
u
2 2
2
p2
gH u32 2
p3
h f ,23
其中，
hf ,23 4.9J / kg , u3=0, p3=0,
p2=2.452×105Pa, H2=5m, u2=Vs/A=2.205m/s
为 8000 W/(m2℃)，假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求：
（1）加热空气需要的热量 Q 为多少？
（2）以管子外表面为基准的总传热系数 K 为多少？
（3）此换热器能否完成生产任务？
2、解：（1） Q w2c p2 t2 t1 7200 / 3600 1.005 60 20 80.4 kJ/s
滤常数 K; (2) 如果再过滤 30min, 还能获得多少 m3 滤液?
四、计算题（共 45 分）
解：
(1) 由题意知 900 kg/m3， Pv 26.66 kPa， H 0.2 m，
gh 49 kPa， Pa 101300 48000 53300 Pa
Hg
1 53300 26660 49000 0.2
华南理工大学851化工原理计算题汇总.
热损失和污垢热阻可以忽略。试求：
(1)
冷却水用量；
(2)
基于内管外侧面积的总传热系数；
(3)
对数平均温差；
(4)
内管外侧传热面积。
3、某板框压滤机共有 10 个框, 框空长、宽各为 500 mm, 在一定压力下恒压
过滤 30min 后, 获得滤液 5m3, 假设滤布阻力可以忽略不计, 试求: (1) 过
其中，
hf ,03 6.864.9J / kg , u2= u3=0, p2= p3=0, H0=0， H=29.4m
代入方程求得： We=298.64J/kg，
故
Ne Ws We 2986 .4w ， η=70%， N Ne 4.27kw
（3）真空表的读数
在贮槽液面 0-0´与真空表截面 1-1´间列柏努利方程，有：
吸入管道因阻力损失的压头为 0.20［米液柱］，试决定泵的安装位置。若泵入口
端容器改为敞口，该泵又应如何安装？
2、在一内钢管为18010mm 的套管换热器中，将流量为 3500kg/h 的某液态烃
从 100C 冷却到 60C，其平均比热为 2380J/(kgK)。环隙逆流走冷却水，其进出
口温度分别为 40C 和 50C，平均比热为 4174 J/(kgK)。内管内外侧对流传热系 数分别为 2000W/(m2K)和 3000W/(m2K)，钢的导热系数可取为 45 W/(mK)。假定
1、解：（1）两槽液面的高度差 H
在压力表所在截面 2-2´与高位槽液面 3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得：
gH 2
u
2 2
2
p2
gH u32 2
p3
h f ,23
化工原理习题解答(华南理工大学化工原理教研组
第五章蒸发5-1、在单效蒸发器内，将10%NaOH水溶液浓缩到25%，分离室绝对压强为15kPa，求溶液的沸点和溶质引起的沸点升高值。
解：查附录：15kPa的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg(1)查附录5，常压下25%NaOH溶液的沸点为113℃所以，Δa= 113-100=13℃所以沸点升高值为Δ=fΔa=0.729×13=9.5℃操作条件下的沸点：t=9.5+53.5=63℃(2)用杜林直线求解蒸发室压力为15kPa时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为Δ=63-53.5=9.5℃5-2、习题1中，若NaOH水溶液的液层高度为2m，操作条件下溶液的密度为1230kg•m-3。
计算因液柱引起的溶液沸点变化。
解：液面下的平均压力pm=24.65kPa时，查得水的饱和蒸气温度为：63℃所以液柱高度是沸点增加值为：Δ=63-53.5=9.5℃所以，由于浓度变化和液柱高度变化使得溶液的沸点提高了Δ=9.5+9.5=19℃因此，操作条件下溶液的沸点为：t=53.5+19=72.5℃5-3、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg•h-1，加热水蒸气的温度为120ºC，其汽化热为2205kJ•kg-1。
已知蒸发器内二次蒸气温度为81ºC，由于溶质和液柱引起的沸点升高值为9ºC，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W•m-2k-1，沸腾溶液的传热膜系数为3500 W•m-2k-1。
求蒸发器的传热面积。
忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。
解：热负荷Q=2100×2205×103/3600=1.286×106W溶液温度计t=81+9=90℃蒸汽温度T=120 ℃∵1/K=1/h1+1/h2=1/8000+1/3500∴K=2435W/m2K∴S=Q/[K(T-t)]=1.286×106/[2435×(120-90)]=17.6 m25-4、某效蒸发器每小时将1000kg的25%（质量百分数，下同）NaOH水溶液浓缩到50%。
化工原理习题解答(华南理工大学化工原理教研组编).doc
化工原理习题及解答（华南理工大学化工原理教研组编）2004年6月流体力学与传热第一章 流体流动1.1 解：混合气体的平均分子量Mn 为Mn=M 2co y 2co + M 2o y 2o + M 2N y 2N + M O H 2y O H 2=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=po T p To Mm **4.22**=4.2286.28×273273=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=640×760100133.15⨯=8.53×104N/m²设备内的表压强为 表压强=―真空度=―100mmHg =―（100×760100133.15⨯）=―1.33×104N/m² 或表压强=―（100×1.33×102）=―1.33×104N/m²1.3 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 a +ρg h作用在孔盖外侧的是大气压强p a ，故孔盖内外两侧所受压强差为Δp =p ―p a = p a +ρgh ―=a p ρghΔp=960×9.81(9.6―0.8)=8.29×104N/m²作用在孔盖上的静压力为 =p Δp ×24d π=8.29×104241076.376.04⨯=⨯⨯πN每个螺钉能承受的力为N 321004.6014.04807.9400⨯=⨯⨯⨯π螺钉的个数=3.76×10341004.6⨯=6.23个1.4 解：U 管压差计连接管中是气体。
化工原理(第二版 华南理工大) 习题
(2) 水在管路B中的流速uB 据连续性方程 2
所以
u B d B uc d c2
d c2 1 u B u c 2 4.232 ( ) 2 1.058m / s 2 dB
(3) 管段B末端内侧的压强 在水箱1-1面及管B出口内侧面3-3间列柏努利方程，以水平管中心线 2 为基准面： p3 u 3 p1 u12 gz1 gz3 h f ,13
分析题给数据应取截面a及b作衡算范围因二者间的垂直距离为已知压强差可由压差计算出速度相等且无外功加入故可算出作衡算范围因二者间的垂直距离为已知压强差可由压差计算出速度相等且无外功加入故可算出hfab然后由式1计算1出管路中的流速
第一章 流体力学及应用
静力学方程式：
p2 p1 gz1 z 2
（ 2） 或 （ 3）
其中 ZA-ZB=0-6= -6m
uA2-uB2 =0 （对不可压缩流体uA=uB ）
将以上诸值代入式（3）：
上式中∑hf,AB即式（1）中的∑hf，故：
解得管路中流速 u＝2.029 m/s
2.截面A上的压强 前项已算出PA-PB的值，此处再利用右边压差计的数据算 出截面B上的压强PB后，即可算出PA。在右边压差计上作等压参口面T及S， PT=PS,参考图知：
2 2 u P u 解： （zg ） （zg ） 1 We 2 h f ,1 2 2 2
P
式中 z1=0 P1=0(表压) u1≈0
z2=20m P2=0.2×105Pa（表压） u2≈0
h f ,12 h f ,12 直管 h f ,12管件 h f ,12 l le u2 ( e c ) d 2
华工化工原理真题答案化原复试大题分类化工原理真题2000年攻读硕士学位研究生入学试题03到13年化工原理真题
468华南理工大学2003年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：制糖工程、制浆造纸工程、环境工程5m 7m450华南理工大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：化学工程、化学工艺、生物化工、工业催化、制糖工程、制浆造纸工程、环境工程451华南理工大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：环境工程化学工程化学工艺工业催化能源环境材料及技术制糖工程制浆造纸工程451华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：环境工程化学工程化学工艺生物化工应用化学工业催化能源环境材料及技术制糖工程食品科学粮食、油脂及植物蛋白工程农产品加工及贮藏工程水产品加工与贮藏工程制浆造纸工程451华南理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：环境工程化学工程化学工艺应用化学工业催化能源环境材料及技术制药工程制糖工程淀粉资源科学与工程食品科学粮食、油脂及植物蛋白工程农产品加工及贮藏工程水产品加工及贮藏工程食品质量与安全制浆造纸工程851华南理工大学2009年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程共页一、填空、选择题（50分）1、某设备内真空表的读数为375mmHg，其绝压等于MPa，(设当地的大气压为1.013×105Pa)。
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5-1、在单效蒸发器内，将10%NaOH水溶液浓缩到25%，分离室绝对压强为15kPa，求溶液的：15kPa的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg
(1)查附录5，常压下25%NaOH溶液的沸点为113℃
所以，Δa= 113-100=13℃
已知：8%NaOH的沸点在55.6Kpa时为88ºC，88ºC时水的汽化潜热为2298.6kJ•kg-1。
8%NaOH的比热容为3.85kJ•kg-1oC-1，110ºC水蒸气的汽化潜热为2234.4kJ•kg-1。
解：
qmw=4540(1－8/18)=2522kJ/h
t=T－t=109.2－88=21.2℃
5-3、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg•h-1，加热水蒸气的温度为120ºC，其汽化热为2205kJ•kg-1。已知蒸发器内二次蒸气温度为81ºC，由于溶质和液柱引起的沸点升高值为9ºC，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W•m-2k-1，沸腾溶液的传热膜系数为3500W•m-2k-1。
5-4、某效蒸发器每小时将1000kg的25%（质量百分数，下同）NaOH水溶液浓缩到50%。已知：加热蒸气温度为120ºC，进入冷凝器的二次蒸气温度为60ºC，溶质和液柱引起的沸点升高值为45ºC，蒸发器的总传热系数为1000W•m-2k-1。溶液被预热到沸点后进入蒸发器，蒸发器的热损失和稀释热可以忽略，认为加热蒸气与二次蒸气的汽化潜热相等，均为2205kJ•kg-1。
解：
（1）初步估算各效的温差
设Δt1=19˚C
Δt2=21˚C
Δt3=40˚C
因为忽略各种温差损失，故各效的加热蒸汽温度及沸点为
T1=120˚C r1=2205kJ/kg
T2=t1=T1-Δt1=120-19=101˚C r2=r΄1=2257kJ/kg
T3=t2=T2-Δt2=101-21=80˚C r3=r΄2=2307kJ/kg
求蒸发器的传热面积。
忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。
解：
热负荷Q=2100×2205×103/3600=1.286×106W
溶液温度计t=81+9=90℃
蒸汽温度T=120℃
∵1/K=1/h1+1/h2=1/8000+1/3500
∴K=2435W/m2K
∴S=Q/[K(T-t)]=1.286×106/[2435×(120-90)]=17.6 m2
1230kg•m-3。计算因液柱引起的溶液沸点变化。
解：
液面下的平均压力
pm=24.65kPa时，查得水的饱和蒸气温度为：63℃
所以液柱高度是沸点增加值为：
Δ=63-53.5=9.5℃
所以，由于浓度变化和液柱高度变化使得溶液的沸点提高了
Δ=9.5+9.5=19℃
因此，操作条件下溶液的沸点为：
t=53.5+19=72.5℃
解：
两效并流蒸发的流程见图
自蒸发水分量为:
其中t1=108˚C，t2=95˚C，
x1<20%，近似地cp1=cpw（1-x1）=4.187(1-0.15)=3.56kJ/(kg˚C)
95˚C时r΄2=2270.9kJ/kg
所以自蒸发量为
自蒸发量占第二效总蒸发量的百分数为
5-8、在三效蒸发系统中将某水溶液从5%连续浓缩到40%。进料温度为90ºC。用120ºC的饱和水蒸气加热。末效二次蒸气的温度为40ºC。各效的传热面积均为140m2。各效的总传热系数分别为：K1=2950W•m-2•ºC-1,K2=2670W•m-2•ºC-1,K1=2900W•m-2•ºC-1。若忽略溶液中溶质和液柱高度引起的沸点升高和蒸发器的热损失。求：原料液的流量和加热蒸气消耗量。
所以沸点升高值为
Δ=fΔa=0.729×13=9.5℃
操作条件下的沸点：
t=9.5+53.5=63℃
(2)用杜林直线求解
蒸发室压力为15kPa时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃
因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为
Δ=63-53.5=9.5℃
5-2、习题1中，若NaOH水溶液的液层高度为2m，操作条件下溶液的密度为
TK=t3=40˚C r΄3=2401kJ/kg
(2)总蒸发量
(3)估算各效蒸发量及料液量
因为各效溶液的比热熔均相同，故
传热速率：
Q=qmFCpo(t1－t0)+qmwr＇
=4540/3600×3.85×103×(88－21)+2522/3600×2298.6×103=1936×103W
qmD=Q/r＇=1936×103/(2234.4×103)=0.87kg/s=3130kg/h
5-6、在一中央循环管式蒸发器内将浓度为10%（质量百分率，下同）的NaOH水溶液浓缩到40%，二次蒸气压强为40kPa，二次蒸气的饱和温度为75ºC。已知在操作压强下蒸发纯水时，其沸点为80ºC。求溶液的沸点和由于溶液的静压强引起的温度升高的值。
10%及40%NaOH水溶液杜林线的斜率及截距如下：
浓度（%）
斜率
截距
10
40
1.02
1.11
4.5
3.4
解：溶液沸点用40%NaOH水溶液杜林线的数据计算：
t1＝３４+1.11t
＝３４+1.11×80
＝１２２.８℃
由溶液静压强引起的温度差损失：
＝80-75＝5℃
5-7、双效并流蒸发系统的进料速率为1t•h-1，原液浓度为10%，第一效和第二效完成液浓度分别为15%和30%。两效溶液的沸点分别为108ºC和95ºC。当溶液从第一效进入第二效由于温度降产生自蒸发，求自蒸发量和自蒸发量占第二效总蒸发量的百分数。
求：蒸发器的传热面积和加热蒸气消耗量。
解：
蒸发水份量:qmW=qmF(1-x0/x1)=1000×(1-25/50)=500Kg/h=0.139Kg/s
加热蒸汽消耗量:
∵t1=t0
∴ =0.139kg/s
传热面积:
∵Q=KS(T-t)蒸发器中溶液的沸点温度：t=60+45=105℃
∴
5-5、将8%的NaOH水溶液浓缩到18%，进料量为4540kg进料温度为21ºC，蒸发器的传热系数为2349W•m-2k-1，蒸发器内的压强为55.6Kpa，加热蒸汽温度为110ºC，求理论上需要加热蒸气量和蒸发器的传热面积。