化工原理第三版课后习题答案(王志魁编)全
化工原理课后思考题答案 王志魁
化工原理课后思考题答案王志魁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 qv: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Pe：效率：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、与 qv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。
与 qv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：3、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。
化工原理第一章思考题王智魁
化工原理第一章思考题王智魁一、引言化工原理是化学工程专业的基础课程之一，它涉及了化工工艺、化学反应、流体力学等多个领域。
本文将以“化工原理第一章思考题王智魁”为标题，围绕该主题展开探讨。
二、思考题2.1问题一描述：在化工原理第一章中，我们学习了化学反应平衡的相关知识，请解释平衡常数的含义以及如何计算平衡常数。
解答：平衡常数是指在化学反应达到平衡时，反应物与生成物之间的浓度或压力之比的平方根的常数。
根据化学反应方程式，我们可以列出每个化学物质的浓度或压力表达式，然后将这些表达式代入反应方程式中，得到平衡常数表达式。
平衡常数的计算需要考虑温度的影响，通常需要通过实验测定或使用热力学数据手册中给出的数值。
2.2问题二描述：在化工过程中，流体的性质对系统的运行起着重要作用，请说明流体的四个基本性质以及它们对系统的影响。
解答：流体的四个基本性质分别是密度、黏度、表面张力和压力。
密度是指单位体积内流体的质量，它影响流体在系统中的质量传递及浮力的大小。
黏度是指流体的内摩擦阻力，它影响流体在系统中的能量传递和阻力损失。
表面张力是指液体表面上的分子间引力，它影响液体界面的稳定性和溶液中的物质传递。
压力是指单位面积上施加的力，它影响液体的压缩性和气体的体积变化。
2.3问题三描述：在化工过程中，物质的质量守恒律是一个重要的基本原理，请解释质量守恒律的内涵和应用。
解答：物质的质量守恒律是指在任何封闭系统中，物质的质量不能被创建或毁灭，只能通过物质的转化、传输或相互作用而改变分布。
化工过程中，质量守恒律是一个基本原理，用于分析和设计化工过程中物质的流动和转化。
根据质量守恒律，我们可以建立质量守恒方程，并通过质量守恒方程解决物料平衡问题，获得物料流动的信息，指导化工过程的操作和优化。
2.4问题四描述：在化工过程中，能量守恒律同样是一个重要的基本原理，请说明能量守恒律的内涵和应用。
解答：能量守恒律是指在任何封闭系统中，能量的总量保持不变。
化工原理第三版习题答案
化工原理第三版习题答案化工原理第三版习题答案化工原理是化工专业的基础课程之一，它主要涉及到化学反应工程、传递过程以及化工设备等方面的知识。
化工原理第三版是该课程的教材，它系统地介绍了化工原理的基本概念、原理和应用。
本文将为大家提供一些化工原理第三版习题的答案，希望能帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
第一章：化工原理概述1. 什么是化工原理？化工原理是研究化学反应工程、传递过程以及化工设备等方面的基本原理和规律的学科。
2. 化工原理的主要内容包括哪些方面？化工原理的主要内容包括物质的性质与结构、物质的平衡、能量的平衡、物质的传递与反应、化工设备等方面的内容。
第二章：物质的性质与结构1. 什么是物质的性质？物质的性质是指物质所具有的各种物理和化学特性，如密度、粘度、熔点、沸点、溶解度等。
2. 物质的结构对其性质有何影响？物质的结构对其性质有着重要的影响。
例如，分子的大小和形状会影响物质的溶解度和扩散速率；分子中的化学键类型和强度会影响物质的热稳定性和反应活性等。
第三章：物质的平衡1. 什么是物质的平衡？物质的平衡是指在一定条件下，物质的输入和输出之间达到动态平衡的状态。
2. 物质的平衡方程如何表示？物质的平衡方程可以通过质量守恒或物质守恒来表示。
质量守恒方程可表示为输入质量=输出质量+积累质量，物质守恒方程可表示为输入物质的流量=输出物质的流量+积累物质的流量。
第四章：能量的平衡1. 什么是能量的平衡？能量的平衡是指在一定条件下，能量的输入和输出之间达到动态平衡的状态。
2. 能量的平衡方程如何表示？能量的平衡方程可以通过热量守恒或能量守恒来表示。
热量守恒方程可表示为输入热量=输出热量+积累热量，能量守恒方程可表示为输入能量=输出能量+积累能量。
第五章：物质的传递与反应1. 什么是物质的传递？物质的传递是指物质在不同相之间或相同相中的传递过程，如质量传递和热量传递等。
2. 什么是物质的反应？物质的反应是指物质之间发生化学反应的过程，如酸碱中和反应、氧化还原反应等。
王志魁 化工原理 第三版 第2章.
解： 以真空表和压力表两测
点为1，2截面，对单位重量流 体列柏努力方程
压力表
z2
真空表
z1
H
z2 z1
p2 p1 g
u
2 2
u12
2g
H
f 12
把数据代入，得
H
z2
z1
p2 p1
g
0.5
0.28 0.025106
1000 9.81
2 2 在图所示的管路系统中，被输送的 液体要求离心泵供给的压头H可由 1-1与2-2两截面间的柏努力方程求 得，即：
1
1
H z p u2
g 2g
Hf
（2-6）
对于特定管路系统，z 无关。 u2 0
pg为固定值，与管路中的液体流量qv
2g
令
p H0 z g
当叶轮中心的液体被甩出后，泵壳的吸入口就形成了一定 真空，外面的大气压力迫使液体经底阀、吸入管进入泵 内，填补了液体排出后的空间。因此，只要叶轮不断旋 转，液体便连续地被吸入和排出。
可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转 的叶轮，液体在惯性离心力的作用下获得了能量，提高 了压强。
注意
（1）离心泵在启动前需先向壳内充满被输送的液体—— 称为灌泵。 因为离心泵启动时，若是泵内存有空气，由于空气密度很 低，旋转后产生的离心力小，使叶轮中心区所形成的低压 不足以将贮槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输 送液体。这种现象称为气缚。表示离心泵无自吸能力，所 以在启动前必须向壳内灌满液体。 （2）在吸入管路底部装单向底阀是防止水的倒流及防止启 动前灌入的液体从泵内流出。
天大化工原理第3版课后习题答案1-3章
第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n mkg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．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。
王志魁 化工原理 第三版 第一章5
此式称为泊稷叶方程。 此式称为泊稷叶方程。
2、计算圆形直管阻力的通式 、
对于层流流动，流体的剪应力服从牛顿黏性定律， 对于层流流动，流体的剪应力服从牛顿黏性定律，可通过理论推 导导出其在直管中的阻力损失；但流体在湍流状况下， 导导出其在直管中的阻力损失；但流体在湍流状况下，由于存在不规 则的脉动，不断产生漩涡，情况复杂， 则的脉动，不断产生漩涡，情况复杂，还不能从理论上推导其阻力损 对于这样复杂的问题工程上常采用实验的方法建立经验关系式。 失。对于这样复杂的问题工程上常采用实验的方法建立经验关系式。
③建立无因次数群的关联式。 建立无因次数群的关联式。
一般采用幂函数形式，通过大量的实验，回归求取关联式中的待定系数。 一般采用幂函数形式，通过大量的实验，回归求取关联式中的待定系数。
（2）因次分析法的依据： ）因次分析法的依据：
因次一致性原则： ① 因次一致性原则 ： 凡是根据基本的物理规律导出的物理量方 程式，其中各项的因次必然相同， 程式 ， 其中各项的因次必然相同 ， 即物理量方程左边的因次与 右边的因次相同； 右边的因次相同； 白金汉（ 定理： ②白金汉（Buckinham）提出的 定理：任何因次一致的物理方 ）提出的π定理 程都可以表示为一组无因次数群的幂函数， 程都可以表示为一组无因次数群的幂函数 ， 组成的无因次数群 的数目等于影响该过程的物理量的数目减去用以表示这些物理 量的基本因次的数目。 量的基本因次的数目。
二、流体在直管中的流动阻力
1、层流时直管阻力损失——泊稷叶方程 、层流时直管阻力损失 泊稷叶方程
流体在直管中作层流流动时，由前面推导知： 流体在直管中作层流流动时，由前面推导知：
u= P P2 2 P P2 2 1 u max = 1 R = 1 d 2 8 l 32 l 32lu
王志魁 化工原理 第三版 第一章1
选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数（位移、 选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数（位移、速度 与时间的关系。可见， 等）与时间的关系。可见，拉格朗日法描述的是同一质点在不同时 刻的状态。 刻的状态。
轨线——某一流体质点的运动轨迹 ； 是采用拉格朗日法考 某一流体质点的运动轨迹； 轨线 某一流体质点的运动轨迹 察流体运动的结果。 察流体运动的结果。
图1-1 煤气洗涤装置
一、 流体的分类和特性
气体和液体统称流体 气体和液体统称流体。
1、流体有多种分类方法： 流体有多种分类方法： （1） 按状态分为气体、液体和超临界流体等； ） 按状态分为气体、液体和超临界流体等； （2）按流变特性可分为牛顿型和非牛顿型流体； ）按流变特性可分为牛顿型和非牛顿型流体； （3） 按是否可忽略分子之间作用力分为理想流体与黏性 ） 流体（或实际流体） 流体（或实际流体）； （4）按可压缩性分为不可压流体和可压缩流体； ）按可压缩性分为不可压流体和可压缩流体；
天大化工原理第3版课后习题答案1-3章
第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n mkg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．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。