化工容器部分答案复习课程
化工容器设计参考答案
化工容器设计参考答案化工容器设计参考答案化工容器设计是化工工程中的重要环节之一，它直接关系到化工过程的安全性、效率和可持续发展。
本文将从容器材料的选择、结构设计、安全防护等方面，探讨化工容器设计的参考答案。
一、容器材料的选择化工容器的材料选择是容器设计的基础，直接关系到容器的耐腐蚀性、耐压性和耐热性等性能。
常见的容器材料包括不锈钢、碳钢、玻璃钢、聚乙烯等。
在选择材料时，需要考虑介质的性质、工作温度、工作压力等因素。
一般来说，对于酸碱性介质，不锈钢是较好的选择；对于高温高压的介质，碳钢或合金钢是更合适的选择。
此外，还需要考虑材料的成本、可用性和环境友好性等因素，综合考虑选择最合适的材料。
二、结构设计化工容器的结构设计是为了满足容器的功能需求和安全要求。
在结构设计中，需要考虑容器的形状、容量、进出料口的位置、排气装置、搅拌装置等因素。
对于液体容器，一般采用圆柱形状，以提高容器的强度和稳定性。
对于气体容器，一般采用球形或圆柱形状，以减少内部压力对容器的影响。
此外，还需要考虑容器的支撑方式、密封方式和排放装置等，以确保容器的安全运行。
三、安全防护化工容器设计中的安全防护是非常重要的，它直接关系到化工过程的安全性和人员的生命安全。
在安全防护方面，需要考虑以下几个方面：1. 防爆设计：对于易燃易爆的介质，需要采取防爆措施，如安装爆炸防护装置、设置爆炸隔离区等，以防止爆炸事故的发生。
2. 防腐设计：对于腐蚀性介质，需要选择耐腐蚀的材料，并采取防腐措施，如涂层、衬里等，以延长容器的使用寿命。
3. 泄漏防护：对于有毒有害的介质，需要采取泄漏防护措施，如设置泄漏报警装置、密封装置等，以防止泄漏事故的发生。
4. 压力保护：对于高压容器，需要设置安全阀、爆破片等装置，以保证容器内部压力不超过设计压力，确保容器的安全运行。
5. 温度控制：对于高温容器，需要采取隔热措施，如设置保温层、冷却装置等，以控制容器的工作温度，防止温度过高引发事故。
化工原理复习选择及计算题答案
第一章流体流动与输送机械一、填空或选择1．牛顿粘性定律的表达式为dudyτμ=,该式应用条件为牛顿型流体作_层流流动;在SI制中,粘度的单位是流体的物性,在cgs制中,粘度的单位是泊; 2．某设备的表压强为100kPa,则它的绝对压强为kPa；另一设备的真空度为400mmHg,则它的绝对压强为_360mmHg ;当地大气压为kPa3．流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布侧形是_抛物线型曲线;其管中心最大流速为平均流速的_2 倍,摩擦系数λ与Re关系为64Reλ=;层流区又称为阻力的一次方;4．流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数λ与_Re_和_ε/d 有关；若其作完全湍流,则λ仅与_ε/d 有关;完全湍流又称为阻力的平方区;5．流体作湍流流动时,邻近管壁处存在一_层流底层_,雷诺数愈大,湍流程度愈剧烈,则该层厚度_越薄；流动阻力越大;6．因次分析的依据是_因次一致性原则;7．从液面恒定的高位槽向常压容器加水,若将放水管路上的阀门开度关小,则管内水流量将_减小,管路的局部阻力将_增大,直管阻力将_减小,管路总阻力将_恒定;设动能项可忽略;8．根据流体力学原理设计的流量流速计中,用于测定大直径气体管路截面上速度分布的是测速管皮托管；恒压差流流量计有转子流量计；恒截面差压流量计有孔板流量计和文丘里流量计；能量损失最大的是孔板流量计；对流量变化反映最灵敏的是孔板流量计;A．孔板流量计B．文丘里流量计C．皮托管D．转子流量计9．当量直径的定义式为4⨯流通截面积润湿周边,水力半径为_1/4_倍当量直径;10．直管阻力的计算式22fl updρλ∆=；局部阻力的计算式有22fupρξ∆=和22efl updρλ∆=;11．水流经图示的管路系统从细管喷出;已知d1管段的压头损失H f1=1m包括局部阻力d2管段的压头损失H f,2=2m不包括出口损失;则管口喷出时水的速度u3=s,d1管段的速度u1=s,水的流量V=h;12．LZB-40转子流量计,出厂时用20℃空气标定流量范围为5m3/h~50m3/h,现拟用以测定40℃的空气,则空气流量值比刻度值_大_,校正系数为,实际流量范围为~ m3/h;13．一转子流量计,当通过水流量为1m3/h时,测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到h时,相应的压强降_20Pa ;14．水从内径为d1的管段流向内径为d2的管段,已知d2=,d1管段流体流动的速度头为,h1=1忽略流经AB段的能量损失,则h2= m,h3= m;2若流经AB段的能量损失为,则h2= m,h3= m;15．一敞口容器底部连接等径的进水管和出水管,容器内水面维持恒定,管内水的动压头均为,则进水管的点A、容器内的点C、出水管的点B的静压头分别为p A= m,p B= m,p C= m;16．在SI单位制中,通用气体常数R的单位为B ;A．atm·cm3/mol·K B．Pa·m3/mol·K C．kgf·kmol·K D．Ibf·ft/Ibmol·K 17．通常流体粘度μ随温度t的变化规律为C ;A．t升高、μ减小B．t升高、μ增大C．对液体粘度t升高μ减小,对气体则相反. D．对液体t升高μ增大,对气体则相反18．流体在圆形直管中湍流时,则摩擦系数λ随雷诺数Re的增大减小；若已进入阻力平方区,随雷诺数Re增大,摩擦系数λ基本不变;19．滞流和湍流的本质区别是D ;A．湍流流速大于滞流流速B．滞流时Re数小于湍流时Re数C．流道截面大时为湍流,截面小的为滞流D．滞流无径向脉动,而湍流有径向脉动20．因次方析的目的在于B ;A．得到各变量间的确切定量关系；B．用无因次数群代替变量,使实验与关联简化；C．得到无因次数群间定量关系；D．无需进行实验,即可得到关联式21．滞流内层越薄,则以下结论是正确的DA．近壁面处速度梯度越小B．流体湍动程度越低C．流动阻力越小D．流动阻力越大22．在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映 AA．A、B两截面间的压强差B．A、B两截面间的流动阻力C．A、B两截面间动压头变化D．突然扩大或缩小的局部阻力23．在一定管路中,当孔板流量计的孔径和文丘里流量计的喉径相同时,相同流动条件下,文丘里流量计的孔流系数C V和孔板流量系数C0的大小为C;A．C0=C V B．C0>C V C．C0<C V D．不确定24．流体流过两个并联管路管1和2,两管内均呈滞流;两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2,则体积流量V2/V1为D;A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/161．离心泵的泵壳制成蜗壳状,其作用是集液与转能 ;2．离心泵的主要特性曲线包括H~Q 、N~Q和η~Q三条曲线;3．离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体,否则将可能发生气缚现象;而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生气蚀现象;4．若离心泵入口真空表读数为700mmHg,当地大气压为,则输送42℃水时饱和蒸汽压为泵内将发生气蚀现象;5．离心泵安装在一定管路上,其工作点是指管路特性曲线与泵特性曲线的交点 ;用离心泵将储槽A内的液体送到一常压设备B,若B变为高压设备,则输液量减小 ,泵的压头增大 ,轴功率减小 ;6．离心泵通常采用改变出口阀的开度调节流量；往复泵采用旁路调节流量;某离心泵在Q=s时H=20m,管路性能Qe=s时需要的He=16 m,泵安在此输水管路,中调节流量为s,因调节阀门的压头损失为 4m ,消耗的功率 485W ; 7．离心泵在一管路系统中工作,管路要求流量为Q e,管路所需压头为H e,而与相对应的泵所提供的压头为H m,则阀门关小压头损失百分数为H m-H e/ H m ％;8．往复泵的往复次数增加时,流量增大 ,扬程不变 ;9．离心泵的效率η和流量Q的关系为 B增大,η增大增大,η先增大后减小增大,η减小增大,η先减小后增大10．离心泵的轴功率N和流量Q的关系为A增大,N增大增大,N先增大后减小增大,N减小增大,N先减小后增大11．离心泵停止操作时宜AA.先关出口阀后停电B.先停电后关阀C.先关出口阀或先停电均可D.单级泵先停电,多级泵先关出口阀12．往复泵适用于 CA.大流量且要求流量特别均匀的场合B.介质腐蚀性特别强的场合C.流量较小,压头较高的场合D.投资较小的场合13．在测定离心泵性能时,若将压力表装在调节阀以后,则压力表读数p2将B ,而当压力表装在调节阀以前,则压力表读数p1将A ,A.随流量增大而减小B.随流量增大而增大C.随流量增大而基本不变D.随真空表读数的增大而减小14．离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是A ;A.最高效率点对应值B.操作点对应值C.最大流量下对应值D.计算数据15．离心泵的气蚀余量越小,则其抗气蚀能力越好 ;16．离心泵在一定管路系统下工作时,压头与被输送液体密度无关的条件是 D ;=0 B.ΣHf =0 C.Δu2/2g=0 D.p2-p1/ρg=017．往复泵具有正位移特性特性,有自吸能力,安装过高会发生气蚀现象;第二章非均相物系分离一．填空或选择1．固体粒子的沉降过程分__加速__阶段和__恒速__阶段;沉降速度是指__恒速__阶段颗粒相对于__流体__的速度;2．在重力场中,固粒的自由沉降速度与下列因素无关DA粒子几何形状B粒子几何尺寸C粒子及流体密度D流体的流速3．在降尘室中除去某粒径的颗粒时,若降尘室高度增加一倍,则颗粒的沉降时间__加长一倍,气流速度__为原来的1/2 ,生产能力不变;4．在斯托克斯区,颗粒的沉降速度与其直径的_2_次方成正比,而在牛顿区,与其直径的1/2 次方成正比;5．沉降雷诺准数Ret越大,流体粘性对沉降速度的影响__越小__;6．一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降;若空气温度由20℃提高至50℃,则其沉降速度将__减小__;7．降尘室操作时,气体的流动应控制在__层流__区;8．含尘气体通过长4m 、宽3m 、高1m 的降尘室,颗粒的沉降速度为s,则降尘室的最大生产能力为 __m 3/s;9．降尘室内,颗粒可被分离的条件是气体在降尘室的停留时间大于颗粒的沉降时间;10．理论上降尘室的生产能力与__底面积__和__沉降速度__有关,而与__高度__无关;11．在降尘室内,粒径为60μm 的颗粒理论上能全部除去,则粒径为42μm 的颗粒能被除去的分率为__49%__;沉降在滞流区12．在离心分离操作中,分离因数是指__ u T 2/Rg __;某颗粒所在旋风分离器位置上的旋转半径R ＝,切向速度u T =20m/s,则分离因数为;13．旋风分离器的分离效率随器身__直径 __的增大而减小;14．工业上应用最广泛的间歇压滤机有__板框过滤机__和__叶滤机__,连续吸滤型过滤机为__转筒真空过滤机__;15．用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液,其过滤方程式为q 2+=5×10-5θ,式中q 的单位为m 3/m 2,θ的单位为s,则过滤常数值及其单位为：K ＝_5×10-5___,qe ＝,θe ＝ __; 若该过滤机由635×635×2mm 的10个框组成,则其过滤面积A ＝,介质的虚拟滤液体积Ve ＝;16．根据过滤基本方程式210()sdV A p d r V Ve θμν-∆=+说明提高过滤机生产能力的措施 是最少写出三条增大压差；提高温度；使用阻力小的滤布；s<1时在允许时使用助滤剂；清洗滤布等;17．在板框压滤机中,若过滤压力差增加一倍,则过滤速率变为原来的B 倍;过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩A21/2 B2 C1 D418．板框压滤机中横穿洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为A ；叶滤机置换洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为D ;Δp 、μ在过滤最终与洗涤相同 A1/4 B1/2 C4 D119．恒压过滤某种悬浮液介质阻力可忽略,滤饼不可压缩,已知10min 单位过滤面积上得滤液;若1h 得滤液2m 3,则所需过滤面积为 __m 2;20．叶滤机过滤某种悬浮液,介质阻力可忽略,滤饼不可压缩,K ＝×10-3m 2/s;若过滤终了时,q ＝m 2,每m 2过滤面积上用清水洗涤Δp 、μ与过滤终了相同,则所需过滤时间θ＝__2500__s,洗涤时间θw =__1000__s;第三章 传热一、填空或选择1. 多层壁稳定导热中,若某层的热阻最大,则该层两侧的温差 最大;2. 一定质量的流体在φ25×的直管内,作强制的湍流流动,其对流传热系数αi =1000W/m 2·℃,如果流量和物性不变,改在φ19×2mm 的直管内流动,其αi 为 D W/m 2·℃;A ．1259；B ．1496；C ．1585；D ．1678;3. 水与苯通过间壁换热器进行换热;水从20℃升至30℃,苯由80℃降至40℃,则热容流量小的流体为 苯 ,此换热器的传热效率ε= ;4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_提高壳程流体对流传热系数_ ;5. 有一套管换热器,在内管中空气从46℃被加热到50℃,环隙内有℃的水蒸气冷凝,管壁温度接近_ B _ ℃;A．35； B．℃ ； C． ;6. 对膜状冷凝传热,冷凝液膜两侧温差愈大,冷凝传热系数愈_愈小;7. 在列管换热器中饱和蒸气加热空气,有：甲传热管的壁温接近加热蒸气温度；乙换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数;则：AA．甲乙均合理； B．甲乙均无理； C．甲合理,乙无理； D．甲无理,乙合理;8. 在蒸气冷凝传热中,不凝气体的存在对α的影响是__ A ____ ;A．不凝气体的存在会使α大大降低； B．不凝气体的存在会使α升高；C．不凝气体的存在对α无影响;9. 对在蒸气-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中在工程上可行的是__A__ ;A．提高空气流速； B．提高蒸气流速； C．采用过热蒸气以提高蒸气流速；D．在蒸气一侧管壁上装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液;10. 在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差50℃,现因某种原因,两者的温度各升高100℃,则此时的辐射传热量与原来的相比,应该_A__ ;A．增大； B．变小； C．不变； D．不确定;11. 在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油,则原油宜在_管程__流动,总传热系数接近原油的对流传热系数值,传热壁面的温度接近于__水蒸气_温度;12．进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热,规定冷流体出口温度不超过40℃,则必须采用并流操作;13．冷热两流体的对流传热系数相差较大时,提高总传热系数K值的措施是 A A. 提高小的h值； B. 提高大的h值；C. 两个都同等程度提高；D. 提高大的h值,同时降低小的h值; 14．蒸汽冷凝时的热阻 B ;A. 决定于汽膜厚度；B. 决定于液膜厚度；C. 决定于汽膜和液膜厚度；D. 主要决定于液膜厚度,但汽膜厚度也有影响;15、在一列管式换热器中用水来冷却某有机溶液;现希望有机溶液的出口温度降低一些溶液的流量、进口温度不变,可采取的措施有增加冷却水的流量或降低冷却水的进口温度 ;16、一台新换热器正常运转半年后,若冷热流体的流量和进口温度不变,但冷流体的出口温度下降了,你认为是下列 A 原因;A 运行时间长后,换热器内产生了污垢；B 换热器内压力升高；C 换热器内压力降低；D 换热器所在环境温度降低;17、为了减少室外设备的热损失,保温层外包的一层金属皮应采用 A ;A表面光滑,色泽较浅； B表面粗糙,色泽较深；C 表面粗糙,色泽较浅；D 表面光滑,色泽较深18、某一套管换热器,用管间饱和蒸汽加热管内空气,设饱和蒸汽温度为100℃,空气进口温度20℃,出口温度为80℃,此时套管换热器内壁温度应是 C ;A 接近空气的平均温度；B 接近饱和蒸汽与空气的平均温度；C 接近饱和蒸汽的温度;19、在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上,应该将__导热系数小的_材料包在内层,其原因是___减少热损失__,___降低壁面温度__;20、热传递的三种基本方式是： 传导、对流与热辐射 ;第六章 蒸馏一、选择与填空1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 ;实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 ;2、汽液两相呈平衡状态时,汽液两相温度_相同_,但液相组成_小于_汽相组成;3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x y xαα=+-;根据α的大小,可用来 判定用蒸馏方法分离的难易程度 ,若α=1则表示 不能用普通的蒸馏方法分离该混合液 ;4、在精馏操作中,若降低操作压强,则溶液的相对挥发度 增加 ,塔顶温度 降低 ,塔釜温度 降低 ,从平衡角度分析对该分离过程 有利 ;5、某二元物系,相对挥发度α=3,在全回流条件下进行精馏操作,对第n 、n+1两层理论板,已知 y n =,则 y n+1=;全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 ;6、精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 ;7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 ;8、在总压为、温度为85℃下,苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A 0=,p B 0=46 kPa,则相对挥发度α= ,平衡时液相组成x A = ,气相组成y A = ;9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=+,则该精馏塔的操作回流比为,馏出液组成为;10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ,适宜回流比通常取 ~ R min11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况,当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时,则进料热状况q 值为 ; 注：23()550.6V V L VF V L V LI I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =、x 2=、x 3=均为摩尔分率,已知R=3 ,α=,则第三层塔板的气相默弗里效率 %_;注：1*1n n MV n n y y E y y ++-=- 13、在精馏塔设计中,若F 、x F 、q 、D 保持不变,若增加回流比R,则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 ;14、在精馏塔设计中,若F 、x F 、x D 、x W 及R 一定,进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体,则所需理论板数N T 减小 ;精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ；提馏段上升蒸气量V ’ 增加 、下降液体量L ’ 增加 ;15、操作中的精馏塔,增大回流比,其他操作条件不变,则精馏段液气比L/V 增大 ,提馏段液气比L’/V’减小 ,xD 增加 , xW减小 ;16、操作中的精馏塔,保持F、xF 、q、V不变,增加W,则xD增加 , xW增加,L/V_增加_;17、在连续精馏塔中,若xF 、xD、R、q、D/F相同,塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热,则所需的理论板数NT 减小 ,xW增加;18、恒沸精馏与萃取精馏的共同点是都需要加入某种添加剂 ;两者的主要区别是恒沸精馏时添加剂需与被分离组分形成恒沸物和恒沸精馏的添加剂气化后由塔顶排出,耗能大 ;19、某二元混合物,若液相组成xA 为,相应的泡点温度为t1；汽相组成yA为,露点温度为t2,则 A ;A．t1< t2B．t1=t2C．t1>t2D．不能判断20、两组分物系的相对挥发度越小,则表示分离该物系 B ; A．容易 B．困难 C．完全D．不完全21、精馏塔的操作线为直线,其原因是 DA．理论板假定 B．理想物系C．塔顶泡点回流 D．恒摩尔流假定22、分离某两组分物系,进料量为10kmol/h,组成xF 为,若要求馏出液组成xD不小于,则最大馏出液量为 AA．h B．6 kmol/h C．9 kmol/h D．不确定23、精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n、n+1层塔板,其汽相组成关系为_B_;A. yn+1>yn>yn-1； B. yn+1<yn<yn-1； C. yn+1=yn=yn-1； D. 不确定;24、在原料量和组成相同的条件下,用简单蒸馏得的气相总组成为xD1,用平衡蒸馏得的气相总组成为xD2,若两种蒸馏方法所得的气相量相同,则 AA. xD1> xD2； B. xD1= xD2； C. xD1<xD2； D. 不能判断25、在精馏塔的图解计算中,若进料热状态变化,将使 B A．平衡线发生变化 B．操作线与q线发生变化C．平衡线与q线变化 D．平衡线与操作线变化26、操作中的精馏塔,若选用的回流比小于最小回流比,则 DA．不能操作 B．xD , xW均增加 C．xD, xW均不变 D．xD减小, xW增加27、操作中的精馏塔,若保持F、q、xD 、xW、V’不变,减小xF,则 CA．D增大、R减小 B．D减小、R不变C．D减小、R增大 D．D不变、R增大28、用某精馏塔分离两组分溶液,规定产品组成xD 、xW,当进料组成为xF1时,相应的回流比为R1；进料组成为xF2时,相应的回流比为R2;若xF1< xF2,进料热状况不变,则 CA．R1< R2B．R1=R2C．R1> R2D．无法判断29、用精馏塔完成分离任务所需理论板数NT 为8包括再沸器若全塔效率ET为50%,则实际板数为 CA．16 B．12 C．14 D．无法确定30、在常压下苯的沸点为℃,环己烷的沸点为℃,欲使该两组分混合物得到分离宜采用 CA．恒沸精馏 B．普通精馏 C．萃取精馏 D．水蒸汽精馏计算题的范围：第一章：计算题14、17、20、36、43第二章：计算题4、6、7、8第三章：计算题20、21、25、28 本章例题3-2和例题3-10 第六章：计算题6、7、8、14、23。
化工原理课后习题答案第一章流体流动答案
第一章 流体流动习题解答1.解：（1） 1atm=101325 Pa=760 mmHg真空度=大气压力—绝对压力，表压=绝对压力—大气压力 所以出口压差为p =461097.8)10082.0(10132576.00⨯=⨯--⨯N/m 2（2）由真空度、表压、大气压、绝对压之间的关系可知，进出口压差与当地大气压无关，所以出口压力仍为41097.8⨯Pa 2.解： T=470+273=703K ，p=2200kPa混合气体的摩尔质量Mm=28×0.77+32×0.065+28×0.038+44×0.071+18×0.056=28.84 g/mol混合气体在该条件下的密度为：ρm=ρm0×T0T×pp0=28.8422.4×273703×2200101.3=10.858 kg/m33.解：由题意，设高度为H 处的大气压为p ，根据流体静力学基本方程，得 dp=-ρgdH大气的密度根据气体状态方程，得 ρ=pMRT根据题意得，温度随海拔的变化关系为 T=293.15+4.81000H代入上式得ρ=pMR （293.15-4.8×10-3H ）=-dpgdh移项整理得dpp=-MgdHR293.15-4.8×10-3H对以上等式两边积分，101325pdpp=-0HMgdHR293.15-4.8×10-3H所以大气压与海拔高度的关系式为 lnp101325=7.13×ln293.15-4.8×10-3H293.15即：lnp=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526（2）已知地平面处的压力为101325 Pa ，则高山顶处的压力为 p 山顶=101325×330763=45431 Pa将p 山顶代入上式ln 45431=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526 解得H =6500 m ，所以此山海拔为6500 m 。
化工容器部分答案
1、已知DN2000的内压薄壁圆筒，壁厚S n=22mm 壁厚附加量为 C=2mm ，承受的最大气体压力 P=2MPa ， 焊接接头系数©=0.85,试求筒体的最大应力。
解：已知 D i =2000mm n =22mm , C=2mm ,则估计 S n=8-25mm 。
查表 10-10，取 C1=0.8mm 。
则 S n ' =S d+C 1=12.18+0.8=12.98mm ，圆整后取 S n=13mm 3.材料为20的无缝钢管，规格为© 57X 3.5，求在室温和400C 时，各能耐多大的压力，按不考虑壁厚附 加量和C=1.5mm 两种情况计算。
解：已知 D 0=57mm ，S n=3.5mm,贝U Di=D0- 2 S n=57-2 X.5=50mm 。
查附表 7, 20 钢管在室温时 [(y]=130MPa, 在400 C 时的[a ]400=86MPa 无缝钢管 © =1(1) 室温时400 C 时P=2MPa ，© =0.85，S e =22-2=20mm 。
P D 2 e 所以筒体的最大应力为 118.82M pa 。
2 2000 20118.82M Pa2 0.85 20提示：此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出，此时[P w ]=2 MPatPw D i22000 20118.82M Pa2 0.85 202.某化工厂反应釜，内径为1600mm 。
工作温度为 采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体壁厚。
5C 〜105C ，工作压力为1.6MPa ，釜体材料用0Crl8Ni9。
解：已知 Di=1600mm查附表6，0Crl8Ni9在105C 时的，其许用应力[a ]105=137MPa 。
查表10-9,采用双面对接焊缝，局部无损探伤，故取© 介质对不锈钢腐蚀极微，取C2=0。
因装安全阀， 取设计压力 P=1.1 X 1.6=1.76MPa 。
化工原理(1-5)章复习题及答案
化工原理(1-5)章复习题及答案绪论1、单元操作的定义？答：艺过程中遵循相同的基本原理，只改变物料状态或物理性质，不改变物料化学性质的过程。
2、列举化工生产中常见的单元操作（至少3个），并说明各自的过程原理与目的？答：流体输送：输入机械能将一定量流体由一处送到另一处。
沉降：利用密度差，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。
过滤：根据尺寸不同的截留，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。
换热：利用温度差输入或移出热量，使物料升温、降温或改变相态。
蒸馏：利用各组分间挥发度不同，使液体或汽液混合物分离。
吸收：利用各组分在溶剂中的溶解度不同，分离气体混合物。
萃取：利用各组分在萃取剂中的溶解度不同，分离液体混合物。
干燥：加热湿固体物料，使之干燥。
3、研究单元操作的基本工具？（不考）答：①物料衡算：质量守恒定律—在一个单元过程中，进入的物料量等于排出的物料量与积累的物料量之和。
②能量衡算：能量守恒定律。
③物系的平衡关系—指物系的传热或传质过程进行的方向和达到的极限。
④过程速率—过程由不平衡状态向平衡状态进行的快慢。
⑤经济核算：化工过程进行的根本依据。
第一章流体流动一、填空及选择题1、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为（560）mmHg。
当地大气压为101.3×103Pa。
2、孔板流量计均属于（节流）式流量计，是用（压差）来反映流量的。
转子流量计属于（定压）式流量计，是通过（环隙面积的变化）来反映流量的。
3、根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测量大直径气体管路上速度分布的是（C）；能量损失最大的是（A）；对流量变化反映最灵敏的是（A）。
A、孔板流量计；B、文丘里流量计；C、测速管；D、转子流量计4、测量管内流体流动参数（如流速、流量、压力等）时，测量点一般应选在管路的（A）。
A、稳定段长度之后；B、稳定段长度之前；C、流量调节阀之后；D、流量调节阀之前5、测流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压差值（不变）；孔板流量计两端压差值（增大）。
化工原理(少学时)和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案1.1概述课件
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流量：单位时间内流体在管路中流过的数量 ➢ 体积流量
以体积表示 qv——m3/s或m3/h ➢ 质量流量
以质量表示 qm——kg/s或kg/h。
二者关系： qm qv
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流速 （平均流速）
单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。
u qv
m/s
A
质量流速
单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。
尺寸、远大于分子自由程。 工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究
流体。
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自由程 (free path)
在热动平衡态下，一个气 体分子在任意连续两次碰 撞之间所经过的直线路程。 由于分子运动的无序性， 分子各段自由程长度不同。
平均自由程（mean free path）
在一定的条件下，一个气 体分子在连续两次碰撞之 间可能通过的各段自由程 的平均值。
dy
μ——比例系数，称为流体的粘度，Pa·s 。
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牛顿型流体：剪应力与速度梯度的关系符合牛顿 粘性定律的流体；
非牛顿型流体：不符合牛顿粘性定律的流体。 粘度的物理意义 :
流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生单
位速度梯度所需的剪应力。μ又称为动力粘度。
运动粘度
粘度μ与密度ρ的之比。 m2/s
流体压力与作用面垂直，并指向该作用面； 任意界面两侧所受压力，大小相等、方向相反； 作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同。 压力的单位
SI制：N/m2或Pa；
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或以流体柱高度表示 ： p gh
注意：用液柱高度表示压力时，必须指明流体的种类， 如600mmHg，10mH2O等。
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？习题1－2 附图[(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， ''''''02R p 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 。
化工基础课后习题答案(高教版)学习课件
化工基础课后习题答案(高教版)学习课件流体流动和输送1、液体高度：,器底所受的力：压强：指示液为 CCl4,其读数：2、人孔面积：压力：槽壁面积：槽壁所受压力：3、4、6、（1）求空气的体积流量流通截面：体积流量：（2）求质量流量表压：绝压：空气的平均分子量：当时温度：空气密度：there4;质量流量：7**、对容器 A孔口流速：体积流量：流出的总体积：液体降至 0.5m 处所需时间：剩余部分为非稳定流动，所需时间：对于容B由于 B 下端有短管，管内流体在流动中有下拉液体的作用，故需时间短。
8、以水平管中心线为基准面，在 1－1，，2－2，间列柏式，在操作条件下，甲烷的密度：水柱压差计读数：9、10、对孔板流量计：流量与流速度关系：，即， (1)当读数为 80mmHg 时，，即误差＝1.2%(2)读数为 20mmHg 时，，即误差＝4.9% (3)指示液为四氯化碳时， there4;流量的相对误差与以上相同。
11、体积流量：质量流量：导管中苯的流速：12、忽略阻力，，，，将数据代入，得体积流量：13、，， , , there4; ＝，空气流量：质量流量：，∵，，，解得，，体积流量：14、当量直径：流速：湍流15、相对粗糙度：，查图得16、，，查图得H1=0，H2=10，v1=0，v2=2.2，P2=0，17、用试差法求流量，∵ lambda;＝f(Re),Re=f(v),难以直接求解。
由 Re～ lambda; 图可见，对 epsilon;＝0.001 的无缝钢管而言，Re 在 2x104～1x107 之间， lambda; 值在0.02～0.028 之间，设 lambda;＝0.025，H1=5，H2=0，P1=P2=0（表压），v1=0，查图得 lambda;＝0.0235，苯的体积流量：qv=1.47x0.785x0.0282=0.91L/S（若设 lambda;＝0.024，qv=0.92L/S）校核：基本相符。
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化工容器部分答案1、已知DN2000的内压薄壁圆筒，壁厚δn=22mm ，壁厚附加量为C=2mm ，承受的最大气体压力P=2MPa ，焊接接头系数φ=0.85，试求筒体的最大应力。
解：已知D i =2000mm ，δn =22mm ，C=2mm ，P=2MPa ，φ=0.85，δe =22-2=20mm 。
则所以筒体的最大应力为118.82Mpa 。
提示：此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出，此时[P w ]=2MPa2. 某化工厂反应釜，内径为1600mm 。
工作温度为5℃～105℃，工作压力为1.6MPa ，釜体材料用0Crl8Ni9。
采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体壁厚。
解：已知Di=1600mm 。
查附表6，0Crl8Ni9在105℃时的，其许用应力[σ]105=137MPa 。
查表10-9，采用双面对接焊缝，局部无损探伤，故取φ=0.85。
介质对不锈钢腐蚀极微，取C2=0。
因装安全阀，取设计压力P=1.1×1.6=1.76MPa 。
根据式（10-12）估计δn=8-25mm 。
查表10-10，取C1=0.8mm 。
则 δn ’=δd+C 1=12.18+0.8=12.98mm ，圆整后取δn=13mm3. 材料为20的无缝钢管，规格为φ57×3.5，求在室温和400℃时，各能耐多大的压力，按不考虑壁厚附加量和C=1.5mm 两种情况计算。
解：已知D 0=57mm ，δn=3.5mm ，则Di=D0-2δn=57-2×3.5=50mm 。
查附表7，20钢管在室温时[σ]=130MPa,在400℃时的[σ]400=86MPa 。
无缝钢管φ=1（1） 不考虑壁厚附加量室温时a MP D P e i e w 175.539105.3505.311302][2][==+⨯⨯⨯=+=δφδσ 400℃时a MP D P e i e w 2.115.536025.3505.31862][2][400==+⨯⨯⨯=+=δφδσ （2） 考虑壁厚附加量室温时[][]()()MPa D P e e i w t 82.1182085.022*******=⨯⨯+⨯=+==φδδσσ()()MPa D P e e i 82.1182085.022*******=⨯⨯+⨯=+=φδδσmm C p D p ct i c d 18.12076.185.01372160076.1][22=+-⨯⨯⨯=+-=φσδa MP D P e i e w 1052520250211302][2][==+⨯⨯⨯=+=δφδσ 400℃时a MP D P e i e w 6.65234425021862][2][400==+⨯⨯⨯=+=δφδσ4. 今欲设计一台反应器，直径为3000mm ，采用双面对接焊缝，100％探伤。
工作压力为1．8MPa ，工作温度450℃，试用20R 和16MnR 两种材料分别设计反应器的厚度，并作分析比较。
解：已知D i =3000mm ， t=450℃， P c =1.1×1.8=1.98MPa ，φ=1，C 2=2mm （腐蚀很小，取1，腐蚀较严重，取2mm ，一般单面腐蚀）（1）采用20R[σ] 450℃=61MPa ，代入公式得（5分） 钢板负偏差取C 1=1.2mm ，圆整后δn =50mm（2）采用16MnR[σ] 450℃=66MPa ，代入公式得钢板负偏差取C 1=1.2mm ，圆整后δn =46mm比较两种材料设计反应器厚度可知，16MnR 比20R 节省材料。
5. 乙烯贮罐，内径1600mm ，壁厚16mm ，设计压力为2．5MPa ，工作温度-35℃，材料为16MnR 。
采用双面对接焊，局部无损探伤，壁厚附加量C ＝1.5mm ，试校核强度。
解：已知内径Di=1600mm ，δn=16mm 。
δe=δn-C=16-1.5=14.5mm 。
P=2.5MPa 。
16MnR 在20℃时的许用应力[σ] 20℃=170MPa 。
取φ=0.85。
则设计温度下筒体的计算应力为： MPa D P e e c t 2.1392925.40365.142)5.141600(5.22)(==⨯+⨯=+=δδσi φ[σ] 20=0.85×170=144.5MPa因σt ＜φ[σ] 20所以，容器的强度是足够的。
6. 设计容器筒体和封头壁厚。
已知内径1200mm ，设计压力1.8MPa ，设计温度40℃，材质为20R ，介质无大腐蚀性。
双面对接焊缝，100％探伤。
讨论所选封头的形式。
解：已知D i =1200mm ，P=1.8MPa ，20R 在40℃时的许用应力[σ]40=133MPa 。
C 2=1mm 。
φ=1.0（1） 设计筒体壁厚[]mm C P D P c t i c d 93.4628.1161230008.122=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ[]mm C P D P c t i c d 47.4328.1166230008.122=+-⨯⨯⨯=+-=φσδmm C p D p ct i c d 18.918.11133212008.1][22=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ取C 1=0.8mm 。
则 δn ’=δd +C 1=9.18+0.8=9.98mm ，圆整取δn =10mm（2）设计封头壁厚选择椭圆形封头，材料与操作条件均与筒体相同。
取C 1=0.8mm （估计壁厚10mm ），圆整后取δn =10mm ，与筒体同。
--------------------------- 设计容器筒体和封头壁厚。
已知内径1200mm ，设计压力1.8MPa ，设计温度40℃，材质为20R ，介质无大腐蚀性，双面对接焊缝，100%探伤。
讨论所选封头形式。
（15分）（20R 在40℃下[σ]=133MPa ） 解：已知D i =1200mm ， t=40℃， P c =1.8MPa ， [σ] 40℃=133MPa ，φ=1，C 2=1mm 。
（2分）（1）设计容器筒体壁厚（4分）钢板负偏差取C 1=0.8mm ，圆整后δn =10mm （2）设计容器封头壁厚从工艺操作要求考虑，对封头形状无特殊要求。
球冠形封头、平板封头都存在较大的边缘应力，且采用平板封头厚度较大，故不宜采用。
理论上应对各种凸形封头进行计算、比较后，再确定封头型式。
但由定性分析可知：半球形封头受力最好，壁厚最薄、重量轻，但深度大，制造较难，中、低压小设备不宜采用；碟形封头的深度可通过过渡半径r 加以调节，适合于加工，但由于碟形封头母线曲率不连续，存在局部应力，故受力不如椭圆形封头；标准椭圆形封头制造比较容易，受力状况比碟形封头好，故可采用标准椭圆形封头。
（3分）根据标准椭圆形封头壁厚公式：（4分）把数据代入公式，得（2分）考虑钢板厚度负偏差，取C 1=0.8mm ，圆整后用δn =10mm-----------------------------7. 某工厂脱水塔塔体内径为D i ＝700mm 。
壁厚为δn ＝12mm ，工作温度为180℃。
压力为2MPa 。
材质为20R 。
塔体采用手工电弧焊，局部探伤，壁厚附加量为C ＝2mm ，试校核塔体工作与水压试验强度。
解：已知D i ＝700mm ，δn ＝12mm ，C=2mm 。
δe=δn －C ＝10mm ，P=2MPa ，20R 在180℃时的许用应力[σ]180=126.6Mpa ，φ=0.8（塔体内径小，只能单面焊），设计温度下塔体的计算应力为：MPa D P e e c t 71201420102)10700(22)(==⨯+⨯=+=δδσi φ[σ] 180=0.8×126.6=101.3MPamm C p D p ct i c d 15.918.15.01133212008.15.0][22=+⨯-⨯⨯⨯=+-=φσδ[]mm C P D P c t i c d 18.918.11133212008.122=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ[]2d 5.02C p D p c t i c +-=φσδmm d 15.90.18.15.01133212008.1=+⨯-⨯⨯⨯=δ因σt＜φ[σ] 180所以，塔体的强度是足够的。
水压试验时的试验压力 a MP P P T 63.26.126133225.1][][25.1180=⨯⨯==σσ 水压试验时的应力为MPa D P e e T T 4.93102)10700(63.22)(=⨯+⨯=+=δδσi 20R 的σs=245MPa ， 0.9φσs=0.9×0.8×245=176.4MPa ，因σT ＜0.9φσs故水压试验强度足够。
——————————————————————————————————复习内插法：6.1266.09132150200150180)132123(132150200150180)][]([][][150200150180=⨯+=--⨯-+=--⨯-+=σσσσ——————————————————————————————————【参考题】某化工厂脱水塔塔体内径为D i =700mm ，壁厚为δn=12mm ，工作温度为t=180℃，工作压力为Pw=2MPa ，材料为0Cr18Ni9，塔体采用手工电弧焊，局部探伤，试校核塔体水压试验强度。
（0Cr18Ni9在≤150℃以下 [σ]=137MPa ，在200℃下[σ]=130MPa ，常温下σs=240MPa ）解：已知D i =700mm ，设计温度t=180℃，设计压力P c =1.1×2=2.2MPa ，壁厚δn =12mm ，材料许用应力[σ] 180℃=132.8MPa ，焊接接头系数φ=0.8，钢板负偏差C 1=0.8mm ，腐蚀裕量C 2=0mm 。
根据水压试验应力公式δe=δn-C 1-C 2=12-0.8-0=11.2mm代入得()MPa 9.882.1122.117008.2T =⨯+⨯=σ 0.9φσs=0.9×0.8×240=172.8MPaσT ＜0.9φσs水压试验时满足强度要求。
[][]()e e i T t T D p p δδσσσ2 25.1p T +==MPa p T 8.28.1321372.225.1=⨯⨯=8. 有一长期不用的反应釜，经实测内径为1200mm ，最小壁厚为10mm ，材质为Q235-A ，纵向焊缝为双面对接焊，是否曾作探伤不清楚，今欲利用该釜承受1MPa 的内压力，工作温度为200℃，介质无腐蚀性，装设安全阀，试判断该釜能否在此条件下使用。