化工原理标准答案样本
（完整版）《化工原理》试题库答案
（完整版）《化⼯原理》试题库答案《化⼯原理》试题库答案⼀、选择题1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截⾯不变的物理量是（A）。
A.质量流量B.体积流量C.流速D.静压能2. 孔板流量计是( C )。
A. 变压差流量计，垂直安装。
B. 变截⾯流量计，垂直安装。
C. 变压差流量计，⽔平安装。
D. 变截⾯流量计，⽔平安装。
3. 下列⼏种流体输送机械中，宜采⽤改变出⼝阀门的开度调节流量的是（C）。
A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离⼼泵 D. 往复泵4．下列操作中，容易使离⼼泵产⽣⽓蚀现象的是（B）。
A．增加离⼼泵的排液⾼度。
B. 增加离⼼泵的吸液⾼度。
C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。
D. 启动前，没有关闭出⼝阀门。
5．⽔在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知⽔的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。
A.层流B. 湍流C. 可能是层流也可能是湍流D. 既不是层流也不是湍流6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。
A. 位能B. 动能C. 静压能D. 热能7．在相同进、出⼝温度条件下，换热器采⽤（A）操作，其对数平均温度差最⼤。
A. 逆流B. 并流C. 错流A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。
A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器10. 流体将热量传递给固体壁⾯或者由壁⾯将热量传递给流体的过程称为（D）。
A. 热传导B. 对流C. 热辐射D.对流传热11.流体在管内呈湍流流动时B。
A.Re≥2000B. Re>4000C. 2000D. Re<200012.离⼼泵最常⽤的调节⽅法是（B）A 改变吸⼊管路中阀门开度B 改变压出管路中阀门的开度C 安置回流⽀路，改变循环量的⼤⼩D 车削离⼼泵的叶轮13.U型管压差计指⽰液的密度（A）被测流体的密度。
化工原理完整答案
第一章 流体流动一、名词解释（每小题2分）31、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。
62、稳定流动：流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。
63、不稳定流动：流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。
64、流动边界层：流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。
35、边界层分离：流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。
66、速度梯度：dudy速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。
37、牛顿黏性定律：dyduμτ= 68、当量长度e l ：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为e l 的直管阻力。
所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。
69、因次分析法：用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。
310、相对粗糙度 ：ε /d—相对粗糙度。
611、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。
612、黏度：S yu F ∆∆=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力。
黏度，简称黏度。
312、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S 。
313、绝压：以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。
314、表压：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。
315、真空度：真空度等于大气压强减去绝对压强。
二、单选择题（每小题2分）1.B 2B ；D ；C ；A 3A 4 D 5A 6C 7 B 8C 9 D 10B 11 B ；G 12 C 13 C 14 B B 15 E ；A 16 B 17 B 18 C 19 A 20 C 21 B 22 C 23 A 24 A 25 A 26 C 27 B 28 A 29 D 30 A 31 B 32 A 33 B三、填空题（每小题2分）1 e/d2 τ=μdu/dy ；牛顿3 动静压头之和；静压头4 位置；时间 5连续；垂直流动方向或流体流线平行 6 2；1/4 7滞流边界层厚度；湍流边界层厚度；滞流内层；主流区流速 8 MT -2L -1；MT -3L 2 9 增大；降低 10 u 1A 1ρ1 = u 2A 2ρ2= 常数；u 1d 12 =u 2d 22= 常数 12 1m/s ；20Pa 13 大；2.84 m 3/h 14 ()21122u Rg ρρρζ-=15 Pa 1＝0；Pa 2＝ 100mmH 2O ；Pb 1＝300mmH 2O ；Pb 3=340mmH 2O16 Pa ⋅s 或N ⋅s/m 2；m 2/s 17 1.6m ；0.4m 18.1/1619∑+++=++hfu P gz u P gz 2222222111ρρ∑+++=++ρρρρρhf u P g Z u P g Z 2222222111 20 2)(2u gR i ρρρζ-=21 0.5；0.8 22 2.8m/s ；连续性23 下降无黏性25 10；126 相等；流量之和27 大；0.295～2.95 28 增加；不变 29. 2 30 绝对压强 四、问答题 （每小题2分）31、如何判断一流体的流动类型?答：Re≤2000的流动称为层流流动，Re ＞4000的流动称为湍流流动。
(完整版)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=160mmHg750-160=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 ρH P 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＝＝＝＝－－－22 0.30.2540.554m 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》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。
化工原理答案版
8-1吸收的目的和基本依据是什么?吸收的主要操作费用花费在哪？目的：1.吸收和捕获混合气体中的有用物质，以制取产品；2.除去工艺气体中的有害成分，使气体净化依据：混合物中某种物理和化学性质的差异进行的操作费用：1气液两相流经吸收设备的能耗2溶剂的挥发损失和变质损失3溶剂的再生8-2选择吸收溶剂的主要依据是什么?什么是溶剂的选择性?1溶剂应对溶质有较大的溶解度 2溶剂应对混合气体中其他组分有较小的溶解度（选择性）3溶质应对溶剂的溶解度的温度变化较为敏感 4溶剂的蒸气压要低 5溶剂的黏度要低，并且吸收过程中不产生气泡 6溶剂的化学稳定性好 7溶剂的应易得、价廉、无毒、不燃烧等经济和安全条件8-3E,m，H三者各自与温度、总压有何关系?m=E/P=HCM/P，m、E、H均随温度上升而增大，E、H基本上与总压无关，m反比于总压。
8-4工业吸收过程气液接触的方式有哪两种?级式接触和微分接触8-7气体分子扩散系数与温度、压力有何关系?液体分子扩散系数与温度、黏度有何关系?温度升高，分子动能增大，压力降低，分子间距扩大，使气体分子扩散系数增加。
温度升高，黏度降低，使液体分子扩散系数增加。
8-9传质理论中，有效膜理论与表面更新理论有何主要区别?有效膜理论预示的传质系数与扩散系数的1次方成正比；表面更新理论预示的kl与扩散系数的0.5次方成正比。
8-10传质过程中，什么时候气相阻力控制?什么时候液相阻力控制?传质阻力主要集中在气相，叫气相阻力控制；传质阻力主要集中在液相，叫液相阻力控制。
8-18 HOG 的物理含义是什么?常用吸收设备的HOG约为多少?长度量纲，单位m，称传质单元高度，约0.15~1.5m8-15何谓最小液气比?操作型计算中有无此类问题?完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。
无9-1蒸馏的目的是什么?蒸馏操作的基本依据是什么?提纯和回收组分的目的。
依据在一定温度下，液体具有挥发而成为蒸汽的能力，但各种液体的挥发性不同。
(完整版)化工原理课后答案
3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。
若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？解：KPa.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。
已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。
试计算容器中液面上方的表压。
解：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。
已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h ,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。
解: (1) 大管: mm 476⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。
现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。
《化工原理》课本习题答案
《化工原理》课本习题答案第一章流体流动1 PA（绝）= 1.28×105 N/m2PA（表）= 2.66×104N/m22 W = 6.15吨3 F = 1.42×104NP = 7.77×104Pa4 H = 0.39m5 △P = 2041×105N/m26 P = 1.028×105Pa△h = 0.157m7 P（绝）= 18kPa H = 8.36m8 H = R PA> PB9 略10 P = Paexp[-Mgh/RT]11 u = 11.0m/s ; G = 266.7kg/m2sqm = 2.28kg/s12 R = 340mm13 qv = 2284m3/h14 τ= 1463s15 Hf = 0.26J/N16 会汽化1718 F = 4.02×103N19 略20 u2 = 3.62m/s ; R = 0.41m21 F = 151N22 v = 5.5×10-6m2/s23 =0.817 a = 1.0624 略25 P（真）= 95kPa ; P（真）变大26 Z = 12.4m27 P（表）= 3.00×105N/m228 qv = 3.39m3/h P1变小 P2变大29 qv = 1.81m3/h30 H = 43.8m31 τ= 2104s32 He = 38.1J/N33 qv =0.052m3/s=186m3/h34 qv1 = 9.7m3/h ; qv2 = 4.31m3/hqv3 = 5.39m3/h ; q,v3 = 5.39m3/h35 qvB/qvC = 1.31 ; qvB/qvC =1.05 ;能量损失36 P1（绝）=5.35×105Pa37 = 13.0m/s38 qv = 7.9m3/h39 qVCO2（上限）=3248l/h40 = 500 l/s ; τ=3×104PaF = 3×102N P = 150w41 he = 60.3J/kg42 τy = 18.84Pa μ∞ = 4.55Pa·s43 τy = 39.7Pa44 略第二章流体输送机械1 He = 15+4.5×105qV2He = 45.6J/N Pe = 4.5KW2 P = ρω2r2/2 ; Φ/ρg = u2/2g = 22.4J/N3 He = 34.6J/N ; η = 64％4 略5 qV = 0.035m3/s ; Pe = 11.5KW6 串联7 qV = 0.178m3/min ; qV, = 0.222m3/min8 会汽蚀9 安装不适宜，泵下移或设备上移10 IS80-65-160 或 IS100-65-31511 ηV = 96.6％12 不适用13 P = 33.6KW ; T2 = 101.0℃14 qV = 87.5m3/h ; 选W2第三章流体的搅拌1 略2 P = 38.7w ; P’ = 36.8w3 d/d1 = 4.64 ; n/n1 = 0.359 ; N/N1 = 100 第四章流体通过颗粒层的流动1 △φ = 222.7N/m22 △φ/L = 1084Pa/m3 V = 2.42m34 K = 5.26×10-4m2/s ; qe = 0.05m3/m25 A = 15.3m2 ; n = 2台6 略7 △V0 = 1.5L8 △V = 13L9 q = 58.4l/m2 ; τw = 6.4min10 τ = 166s ; τw = 124s11 K = 3.05×10-5m2/sVe = 5.06×10-2m3 ; V = 0.25m312 n’ = 4.5rpm ; L’/L = 2/3第五章颗粒的沉降和流态化1 ut = 7.86×10-4m/s ; ut’ = 0.07m/s2 dP = 88.8μm3 τ = 8.43×10-3s ; s = 6.75×10-5m4 dpmax = 3.6μm5 dpmin = 64.7μm ; ηP = 60％6 可完全分开7 ζRe2<488 η0 = 0.925 ; x出1 = 0.53x出2 = 0.27 ; x出3 = 0.20x出4 = 0 ; W出 = 59.9kg/day9 ε固 = 0.42 ; ε流 = 0.71 ; ΔФ = 3.14×104N/m210 略11 D扩 = 2.77m12 略第六章传热1 δ1 = 0.22m ; δ2 = 0.1m2 t1 = 800℃3 t1 = 405℃4 δ = 50mm5 (λ’-λ)/ λ = -19.7％6 略7 Q,/Q = 1.64 λ小的放内层8 a = 330W/m2*℃9 a = 252.5W/ m2*℃10 q = 3.69kw/m211 q1/q2 =112 w = 3.72×10-3kg/s ; w’=7.51×10-3kg/s13 Tg = 312℃14 Tw = 746K15 τ = 3.3hr16 ε A = 0.48 ; ε B = 0.4017 略18 热阻分率0.3％K’=49.0W/m2·℃ ; K,, = 82.1W/m2·℃19 w = 3.47×10-5kg/m·s ; tw = 38.7℃20 δ= 82mm21 a1 =1.29×104W/m2·℃ ; a,2 = 3.05×103W/m2·℃ ; R = 7.58*10-5m2·℃/W22 δ= 10mm ; Qmax = 11.3KW23 R = 6.3×10-3m2·℃/W24 n = 31 ; L = 1.65m25 L = 9.53m26 qm = 4.0kg/s ; A = 7.14m227 qm2 = 10.9kg/s ; n = 36 ; L = 2.06m ; q,m1 = 2.24kg/s28 qm = 0.048kg/s29 t2 = 76.5℃ ; t2 = 17.9℃30 t,2 = 98.2℃ ; 提高水蒸气压强T’=112.1℃31 qm1 = 1.24kg/s32 T,2 = 78.7℃ ; t,2 = 61.3℃33 T = 64.6℃ ; t2a = 123.1℃ ; t2b = 56.9℃34 t2 = 119℃35 τ = 5.58hr36 单壳层Δtm = 40.3℃ ; 双壳层Δtm’=43.9℃37 a = 781W/m2·℃38 L = 1.08m ; t2’=73.2℃39 NP = 2 ; NT = 114 ; L实 = 1.2L计 = 3.0m ; D = 460mm 第七章蒸发1 W = 1500kg/h ; w1 = 12.8％ ; w2 = 18.8％2 Δt = 12.0℃3 A = 64.7m2 ; W/D = 0.8394 W = 0.417kg/s ; K = 1.88×103W/m2·℃ ; w’= 2.4％5 t1 = 108.6℃ ; t2 = 90.9℃ ; t3 = 66℃6 A1 = A2 = 9.55m2第八章吸收1 E=188.1Mpa;偏差0.21%2 G=3.1×10-3kgCO2/kgH2O3 Cmin=44.16mg/m3水；Cmin=17.51mg/m3水4 （xe-x）=1.19×10-5；（y-ye）=5.76×10-3 ;(xe-x)=4.7×10-6 ;(y-ye)=3.68×10-35 (y-ye)2/(y-ye)1=1.33 ; (xe-x)2/(xe-x)1=2.676 τ=0.58hr7 τ=1.44×106s8 Kya=54.9kmol/m3·h ; H OG=0.291m ;液相阻力分率15.1%9 N A=6.66×10-6kmol/s·m2 ; N A’=1.05×10-5kmol/(s·m2)10 略11 略12 NOG=13 略14 略15 x1=0.0113; =2.35×10-3 ;H=62.2m16 (1)H=4.61m;(2)H=11.3m17 Gmin=0.489kmol/m2·h ; x2=5.43×10-618 HA=2.8m ; HB=2.8m19 (1)HOG=0.695m;Kya=168.6kmol/m3·h;(2)w=4.36kmol/h20 y2=0.00221 η’=0.87；x1’=0.0032522 y2’=0.000519第九章精馏1 （1）α1=2.370 ；α2=2.596 ；（2）αm=2.4842 t=65.35℃； xA=0.5123 t=81.36℃ ; yA=0.18724 (1)NT=7; (2)V=20.3kmol/h; (3)D=47.4kmol; W=52.6kmol25 t=60℃; xA=0.188; xB=0.361; xC=0.45126 x(A-D) :0.030;0.153;0.581;0.237 y(A-D) :0.141;0.306;0.465;0.08527 D/F=0.4975;W/F=0.5025; xD(A-D):0.402;0.591;0.007;9.7×10-5 ;xW(A-D):1.4×10-5;0.012;0.690;0.29828 N=14.1 ; N1=7.9第十章气液传质设备1 EmV=0.7582 ET=41%3 N实=104 D=1.2m5 HETP=0.356m6 D=0.6m; △P/H=235.44Pa/m第十一章萃取1 (1)E=64.1kg;R=25.9kg;x=0.06;y=0.046 (2)kA=0.767;β=14.62 (1)E=92.2kg;R=87.8kg;yA=0.13; xA=0.15(2)E°=21.31kg;R°=78.69kg;yA°=0.77;xA°=0.163 (1)R=88.6kg;E=130.5kg;yA=0.0854;yS=0.862;yB=0.0526;xS=0.0746;xB=0.82 5 (2)S=119.1kg4 xA2=0.225 E1=125kg;RN=75kg;yA1=0.148;yS1=0.763;yB1=0.089;xSN=0.0672;xBN=0.9136 (1)S/B=24.9;(2)S/B=5.137 (1)Smin=36.47kg/h (2)N=5.1第十二章其它传质分离方法1 m=47.7kg2 t1=44.9℃3 a=138.3m2/g4 τB=6.83hr5 W3=0.0825;qm2=5920.3kg/h; JV1=0.0406kg/m2·s;JV2=0.0141kg/m2·s 第十三章热质同时传递的过程1 略2 (1)θ1=20℃; (2)t2=40℃;H=0.0489kg水/kg干空气3 H=0.0423kgH2O/kg干H24 (1)W=0.0156kgH2O/kg干空气(2)tw3=18.1℃5 t2=45.2℃;H2=0.026kg水/kg干气6 W=2.25kg水/kg干气7 P2=320.4kN/m28 Z=2.53m第十四章固体干燥1 =74.2%; =5.6%2 W水=0.0174kg水/kg干气; Q=87.6kJ/kg干气3 略4 (1)ΔI=1.25kJ/kg干气;(2)t2=55.9℃;(3)t2=54.7℃5 (1)t2=17.5℃;H2=0.0125kg水/kg干气 (2) =10.0%6 自由含水量=0.243kg水/kg干料结合水量=0.02kg水/kg干料。
化工原理习题参考答案
化工原理习题参考答案1. 题目一题目描述：在一个化工过程中，一种原料A通过反应生成一种产品B。
反应速率方程为：\[r = k \cdot C_A^n\]其中，r为反应速率，k为反应速率常数，C_A为原料A的浓度，n为反应级数。
请问：a)如果反应级数n=1/2，求反应速率与原料浓度的关系。
b)如果反应级数n=2，求反应速率与原料浓度的关系。
c)如果反应级数n=0，求反应速率与原料浓度的关系。
答案a)当反应级数n=1/2时，反应速率与原料浓度的关系为\[r = k \cdot \sqrt{C_A}\]即反应速率与原料浓度的平方根成正比。
这意味着原料浓度每增加一倍，反应速率将增加两倍。
b)当反应级数n=2时，反应速率与原料浓度的关系为\[r = k \cdot C_A^2\]即反应速率与原料浓度的平方成正比。
这意味着原料浓度每增加一倍，反应速率将增加四倍。
c)当反应级数n=0时，反应速率与原料浓度没有直接关系，即反应速率不随原料浓度的变化而变化。
这表示反应速率常数k是一个常数值，不受原料浓度的影响。
2. 题目二题目描述：在一座化工厂中，一个反应釜内发生了一个一级反应，反应速率方程为\[r = k \cdot C\]其中，r为反应速率，k为反应速率常数，C 为反应物的浓度。
初始时刻，反应物的浓度为\[C_0\]，经过一段时间后，浓度降低到一半。
请问：a)经过多长时间，反应物的浓度降低到初始浓度的1/4？b)经过多长时间，反应物的浓度降低到初始浓度的1/8？答案首先，由一级反应速率方程可知，反应速率与反应物浓度之间满足指数关系。
即\[C = C_0 \cdot e^{-kt}\]其中，t为时间。
根据题意可知，当\[C = \frac{C_0}{2}\]时，反应进行了一半。
代入公式中可得：\[\frac{C_0}{2} = C_0 \cdot e^{-kt}\]整理得：\[e^{-kt} =\frac{1}{2}\]取对数得：\[-kt = \ln{\frac{1}{2}}\]解得：\[t = \frac{\ln{2}}{k}\]即经过时间\[t =\frac{\ln{2}}{k}\]时，反应物的浓度降低到初始浓度的一半。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章流体流动2．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×n至少需要7个螺钉5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压, Ｕ管压差计的指示液为水银, 两Ｕ管间的连接管内充满水。
以知水银面与基准面的垂直距离分别为: ｈ1﹦2.3m, ｈ2=1.2m, ｈ3=2.5m,ｈ4=1.4m。
锅中水面与基准面之间的垂直距离ｈ5=3m。
大气压强ｐa= 99.3×103ｐａ。
试求锅炉上方水蒸气的压强Ｐ。
分析: 首先选取合适的截面用以连接两个Ｕ管, 本题应选取如图所示的1－1截面, 再选取等压面, 最后根据静力学基本原理列出方程, 求解解: 设1－1截面处的压强为Ｐ1对左边的Ｕ管取ａ-ａ等压面, 由静力学基本方程Ｐ0 + ρ水g(h5-h4) = Ｐ1+ ρ水银g(h3-h4) 代入数据Ｐ+ 1.0×103×9.81×(3-1.4)= Ｐ1+ 13.6×103×9.81×(2.5-1.4)对右边的Ｕ管取ｂ-ｂ等压面, 由静力学基本方程Ｐ1 + ρ水g(h3-h2) = ρ水银g(h1-h2) + ｐａ代入数据Ｐ1+ 1.0×103×9.81×﹙2.5-1.2﹚= 13.6×103×9.81×﹙2.3-1.2﹚ +99.3×103解着两个方程得Ｐ= 3.64×105Pa8 .高位槽内的水面高于地面8m, 水从φ108×4mm的管道中流出, 管路出口高于地面2m。
在本题特定条件下, 水流经系统的能量损失可按∑ｈf= 6.5 u2计算, 其中u为水在管道的流速。
试计算:⑴ A—A'截面处水的流速;⑵水的流量, 以m3/h计。
分析: 此题涉及的是流体动力学, 有关流体动力学主要是能量恒算问题, 一般运用的是柏努力方程式。
运用柏努力方程式解题的关键是找准截面和基准面, 对于本题来说, 合适的截面是高位槽1—1,和出管口 2—2,,如图所示, 选取地面为基准面。
解: 设水在水管中的流速为u , 在如图所示的1—1, , 2—2,处列柏努力方程Z 1ｇ + 0 + Ｐ1/ρ= Z2ｇ+ ｕ2／2 + Ｐ2/ρ + ∑ｈf( Z1 - Z2) g = u2/2 + 6.5u2代入数据(8-2)×9.81 = 7u2 , u = 2.9m/s换算成体积流量VS= uA= 2.9 ×π/4 × 0.12× 3600= 82 m3/h10.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部, 槽内水位维持恒定, 各部分相对位置如本题附图所示。
管路的直径均为Ф76×2.5mm,在操作条件下, 泵入口处真空表的读数为24.66×10³Pa,水流经吸入管与排处管( 不包括喷头) 的能量损失可分别按∑ｈf,1=2u², ∑hf,2=10u2计算, 由于管径不变, 故式中u为吸入或排出管的流速ｍ/s。
排水管与喷头连接处的压强为98.07×10³Pa( 表压) 。
试求泵的有效功率。
分析: 此题考察的是运用柏努力方程求算管路系统所要求的有效功率把整个系统分成两部分来处理, 从槽面到真空表段的吸入管和从真空表到排出口段的排出管, 在两段分别列柏努力方程。
解: 总能量损失∑hf=∑hf+, 1∑hf, 2u1=u2=u=2u2+10u²=12u²在截面与真空表处取截面作方程: z0g+u2/2+P/ρ=z1g+u2/2+P1/ρ+∑hf, 1( P0-P1) /ρ= z1g+u2/2 +∑hf, 1∴u=2m/s∴ ws=uAρ=7.9kg/s在真空表与排水管-喷头连接处取截面 z1g+u2/2+P1/ρ+We=z2g+u2/2+P2/ρ+∑hf, 2∴We = z2g+u2/2+P2/ρ+∑hf, 2—( z1g+u2/2+P1/ρ)=12.5×9.81+( 98.07+24.66) /998.2×10³+10×2²=285.97J/kgN e = Wews=285.97×7.9=2.26kw13. 用压缩空气将密度为1100kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽, 两槽的液位恒定。
管路直径均为ф60×3.5mm, 其它尺寸见本题附图。
各管段的能量损失为∑ｈf, AB =∑ｈf, CD=u2,∑ｈf, BC=1.18u2。
两压差计中的指示液均为水银。
试求当R1=45mm, h=200mm时: ( 1) 压缩空气的压强P1为若干? ( 2) U管差压计读数R2为多少?解: 对上下两槽取截面列柏努力方程0+0+P1/ρ=Zg+0+P2/ρ+∑ｈf∴P1= Zgρ+0+P2+ρ∑ｈf=10×9.81×1100+1100( 2u2+1.18u2)=107.91×10³+3498u²在压强管的B, C处去取截面, 由流体静力学方程得PB +ρg( x+R1) =Pc+ρg( hBC+x) +ρ水银R1gP B +1100×9.81×( 0.045+x) =Pc+1100×9.81×( 5+x) +13.6×10³×9.81×0.045P B -PC=5.95×104Pa在B, C处取截面列柏努力方程0+uB ²/2+PB/ρ=Zg+uc2/2+PC/ρ+∑ｈf, BC∵管径不变, ∴ub =ucP B -PC=ρ( Zg+∑ｈf, BC) =1100×( 1.18u2+5×9.81) =5.95×104Pau=4.27m/s压缩槽内表压P1=1.23×105Pa( 2) 在B, D处取截面作柏努力方程0+u2/2+PB /ρ= Zg+0+0+∑ｈf, BC+∑ｈf, CDPB=( 7×9.81+1.18u2+u2-0.5u2) ×1100=8.35×104PaP B -ρgh=ρ水银R2g8.35×104-1100×9.81×0.2=13.6×10³×9.81×R2R2=609.7mm15.在本题附图所示的实验装置中, 于异径水平管段两截面间连一倒置U管压差计, 以测量两截面的压强差。
当水的流量为10800kg/h时, U管压差计读数R为100mm, 粗细管的直径分别为Ф60×3.5mm与Ф45×3.5mm。
计算: ( 1) 1kg水流经两截面间的能量损失。
( 2) 与该能量损失相当的压强降为若干Pa?解: ( 1) 先计算A, B两处的流速:u A =ws/ρsA=295m/s, uB= ws/ρsB在A, B截面处作柏努力方程:z A g+uA2/2+PA/ρ=zBg+uB2/2+PB/ρ+∑hf∴1kg水流经A, B的能量损失:∑hf= ( uA 2-uB2)/2+( PA- PB) /ρ=( uA2-uB2)/2+ρgR/ρ=4.41J/kg( 2) .压强降与能量损失之间满足:∑hf=ΔP/ρ∴ΔP=ρ∑hf=4.41×10³20. 每小时将2×10³kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽。
反应器液面上方保持26.7×10³Pa的真空读, 高位槽液面上方为大气压强。
管道为的钢管, 总长为50m, 管线上有两个全开的闸阀, 一个孔板流量计( 局部阻力系数为4) , 5个标准弯头。
反应器内液面与管路出口的距离为15m 。
若泵效率为0.7, 求泵的轴功率。
解: 流体的质量流速ωs= 2×104/3600 = 5.56 kg/s。