20-化学工程基础(习题课)-2013-5-22-2003

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化学工程基础 (武汉大学著) 课后习题答案第二张

解；通风管内空气温度不变，压强变化很小，只有 0.05 米水柱，可按不可压缩流体处
理。
以管道中心线作基准水平面，在截面 1−1′与 2−2′之间列柏努利方程，此时Z1=Z2，因两
n 截面间无外功加入，故He=0，能量损失忽略不计，则Σhf=0。
.c 所以方程简化为：
u 12
+
P1
=
u
2 2
+
P2
n 2 ρ 2 ρ
第二章流体流动与输送
1、一个工程大气压是 9.81×104Pa，一个工程大气压相当于多少毫米汞柱？相当于多少
米水柱？相当于密度为 850kg ⋅ m−3的液体多少米液柱？
n 解：已知：ρHg = 13600 kg ⋅ m−3 .c ρ料 = 850 kg ⋅ m−3
ρH2O = 1000 kg ⋅ m−3 ρ = 9.81×104Pa
迎的真空度？说明：入水口和喷嘴间的位差及水流经喷嘴的阻力损失可以忽略不计。
欢解：取喷射泵进水口为 1−1′截面，喷嘴处为 2−2′截面，因位差忽略，Z1=Z2，又Σhf=0
案则柏努利方程为：
u 12
+
P1
=
u
2 2
+
P2
2ρ 2ρ
答 u1
=
qv A1
=
0.6 3600 × π × 0.022
头的能量损失），泵的效率为 0.65，求泵的轴功率。（贮槽液面维持恒定）
解：贮槽液面维持恒定，故本题属于定态流动
n 取 1−1′面（贮槽的液面）为基准面，在 1−1′与 2−2′面（管道与喷头连接处）间列 c 柏努利方程，即：
aan. gZ1
+ P1 ρ

化学工程基础课后习题答案(武汉大学第二版)

1－20一转子流量计，转子材料为铝，出厂时用20℃，0.1MPa 压强下的空气标定，得转子高度为100mm 时，流量为10m3/h。今将该流量计用于测量 T=50℃，P=0.15MPa 下的氯气，问在同一高度下流量为多少？若将该转子材料换为黄铜，问在同一高度下氯气和空气的流量各为多少？
1－21从设备送出的废气中含有少量可溶物质，在放空之前令其通过一个洗涤塔，以回收这些物质进行综合利用，并避免环境污染。气体流量为3600 m3/h(操作条件下)，其物理性质与50℃的空气基本相同，如右图所示，气体进入鼓风机前的管路上安装有指示液为水的 U 形管压差计，其读数为30 mm。输气管与放空管内径均为250 mm，管长、管件与阀门的当量长度之和为50 m（不包括进、出塔及管出口阻力）放空口与鼓风机进口的垂直距离为20 m，已估计气体通过塔内填料层的压降为1961 Pa。管壁的绝对粗糙度ε可取为 0.15mm，大气压强为0.101 Mpa，求鼓风机的有效功率。
1－7用右图中串联的 U 型管压差计测量蒸汽锅炉上面上方的蒸汽压。 U 形管压差计的指示液为水银。两U
-1-
形管间的连接管内充满水。已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，锅中水面与基准面间的垂直距离 h5=3m，大气压强 Pa=745 mmHg。试求锅炉上方水蒸汽的压强 p0。
化学工程基础课后习题答案
第一章流体力学习题..................................................................................................................2 第二章流体流动与输送..............................................................................................................14 第三章传热过程......................................................................................................................... 19 第三章习题和答案....................................................................................................................... 26 第五章吸收.................................................................................................................................38 第六章精馏.................................................................................................................................47 第六章精馏习题和答案..............................................................................................................49 第八章化学反应工程基本原理.................................................................................................. 56 第九章均相反应器..................................................................................................................... 58

化学工程基础林爱光清华大学出版社

1kg流体体积为v =1/,流体通过管道某截面所受压力P＝pA。 1
则：流体通过该截面所走的距离： l =
A
流体具有的静压能：静压能＝P× l ＝p /
3. 流体定态流动时的能量衡算：
U1 + gZ1 + u12/ 2 + p1/ 1 + Qe +We
由摩擦阻力引起
=U2 + gZ2 + u22/ 2 + p2/ 2+Wf
总机械能 Et
机械能衡算方程（柏努利方程）
2 2
或写成：
u p1 u p2 z1 he z2 hf 2g g 2g g
位压头动压头静压头外加压头压头损失
每一项单位均为 m
2 1
2 2
理想流体流动过程的能量衡算
流体在流动时无摩擦，无能量损失不可压缩流体，没有外界输入功
gZ1 + u12/ 2 + p1/ ＝ gZ2 + u22/ 2 + p2/ ＝常数流体的机械能
1 2 p1 1 2 p2 z1 u1 z2 u2 2g g 2g g
四种形式的柏努利方程：
单位重量流体J/N,m液柱
p2 1 2 p1 1 2 z1 u1 H e z2 u2 h f 2g g 2g g
第一章流体流动与输送
郭宁
guoning@
山东轻工业学院
化学工程学院
2009.2
1.2 流体流动的基本方程
一、流量
流量：单位时间流过管路任一截面的流体量。体积流量单位时间流过管路任一截面的流体体积，用Vs表示，单位为m3/s。质量流量单位时间流过管路任一截面的流体质量，

化学工程基础习题答案武汉大学第二版精品

化学工程基础习题第二章．P 69 1.解：o vacP P P =-绝3313.31098.710o Pa P P --⨯=⨯=-绝即 385.410P Pa -⇒=⨯绝o a P P P =-33385.41098.71013.310Pa Pa Pa---=⨯-⨯=-⨯2.解：22121212444()70d d de d d d d ππππ-=⨯=-=+3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有221212d d u u =若将直径减小一半，即12d 2d =214u u ⇒=即液体的流速为原流速的4倍.4.解：gu d L H f 22⋅⋅=λ21111122222222f f L u H d gL u H d gλλ=⋅⋅=⋅⋅22222221111121121222222222111111222222221212222121226464Re 4,,26426426421()6441222411611112162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d gdu u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρμρμρμρμρ⋅⋅=⋅⋅=====⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==⋅⋅⨯=即产生的能量损失为原来的16倍。

6.解：1）雷诺数μρud =Re其中31000kg m ρ-=⋅，11.0u m s -=⋅3252510d mm m -==⨯3110cp Ps s μ-==⋅故μρud=Re331000 1.0251010--⨯⨯⨯=25000=故为湍流。

2）要使管中水层流，则2000Re ≤即3310002510Re 200010m u--⨯⨯⋅=≤ 解得10.08um s -≤⋅7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程12221112u u H 22f p p z z g g g gρρ++=+++其中1210,2;z m z m ==121;0;ff p p u H gh===∑则22216.1510229.89.8u u =++⨯解得1）A-A ′截面处流量2uu =12.17u m s -=⋅2）qvAu ρ=其中232113.14(10010)44A d π-==⨯⨯⨯ 327.8510m -=⨯ 12.17u m s -=⋅33q 7.8510 2.17360061.32v m h-=⨯⨯⨯=8.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22p p z z g g g gρρ++=++其中21211,1H O z z p m gh ρ===11120.5,u m s p gh ρ-=⋅=221121220.2()0.5 2.00.1d u u m s d -==⨯=⋅220.520.1929.829.8h m ∆+==⨯⨯15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：12122,10;0z m z m u u ====123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHgp ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000210(4)9.898019.613332.212.0814.08 1.38815.4689.8980e e H g H gρ-++=++⨯=++=+=⨯3215.4682(5310)98040.655kw 102102e V H q P πρ-⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅===17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：1112z 0,z 50;0m p p ==-=209.8f H =205052.059.8e H =+= 52.053610008.05kw 1021020.63600e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯===⨯⨯19.解：取贮槽液面为1-1′截面，蒸发器内管路出口为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，11z 0,z 15;m ==1332a 0,2001013.6109.826656p 1209.8f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-=120266561524.979.89.81200e H =+-=⨯24.97201200 1.632kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，出口管路压力表所在液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 5.0;m ==2125a 40, 2.5.2.59.8 2.4510p 0.01p p kgf cm --==⨯==⨯忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失，则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =32362.23600(7610)4u π-==⨯⨯522.4510 2.20.25.010009.829.89.85.0250.250.0230.27e H ⨯=+++⨯⨯=+++=30.273610003.0kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯2） 3.04.3kw 1020.7e V H q Pρη⋅⋅===3）取贮槽液面为1-1′截面，水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22f p p z z H g g g gρρ++=+++其中：12z 0,z 4.8;m ==120,?p p ==忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失，则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =22 2.20.2(4.8)10009.849600pa29.89.8p =-++⨯⨯=-⨯ 得真空表的读数为49600vacPa P=23.解：1）取低位槽液面为1-1′截面高位槽液面为2-2′截面由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 20;m ==120,0p p ==5,20525fe HH ==+=w 259.8245J/kg e =⨯=2）在管路A 、B 截面间列伯努利方程得：22AB 22222222u u 22u 2u 2()()6()62A B A B A B A B fB A B A A B Hg H O H O Hg H O H O A B H O H Op p z z H g g g g p p L z z g g d g p p dg z z L g gp p gR g R p p g u ρρλρρλρρρρρρρρρρ++=+++-=-+=⨯⨯--+-=-⨯+⨯⨯-⨯+⨯-====1.03m s -⋅3）225 2.030.05100040.976102Pkw π⨯⨯⨯⨯==4）根据静力学基本方程式：2002222220222022(6)''(6)6()6'(6)6'()[13.6 1.211B H O Hg B Hg H O A H O B H O H O Hg A B H O H O Hg A Hg H O H O H O Hg A Hg H O Hg H O p g H gR p p gR p g H p gh p g g h R gR p p g gR gR p gR p g H g gR gRp p gR gH gR ρρρρρρρρρρρρρρρρρρρρ++=+⇒=+-++=++-+⇒=+-+⇒=+-++-+⇒-=-+-=⨯-⨯5(13.61)0.04]9.810001.5510ap +-⨯⨯⨯=⨯第三章传热过程p105 ex1解：2332211411243901.011200001.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.0301150m W t t R t q ==--=++-=++-=∑∆=λδλδλδ120073.3)(1120300`-⋅⋅︒=+∑⇒+∑==W m C R R R R q12083.2901.073.3-⋅⋅︒=-=W m C Rex2解：141414141111()()22()2()()11()i ii m ii i i n i i i i ii n i T T T T Ar L L T T L T T r r rl r r r r l r φδδλπλππλλ++++--==∑∑--==-∑∑-196.138168.101413214.694.30139.01413007.0435.12.0788.016223.022514.32558507.0125552.012025161)35260(2-⋅==++=++⨯⨯=++-=m W l l l Lnn n πφEx4解：空气的定性温度220180T200C 2+==︒200℃时空气的物性参数为：30.746/Kg m ρ=2113.9110W m K λ---=⨯⋅⋅52.610a P s μ-=⨯⋅ 11.034Cp C KJ Kg -=⋅⋅︒ 115u m s -=⋅，450.0254150.7461.09102.610e du R ρμ-⨯⨯===⨯⨯3521.034102.6100.683.93110p r C P μλ--⨯⨯⨯===⨯0.80.3240.80.320.023()()3.931100.023(1.0910)0.680.025453.8er R P dW m Kλα-=⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ ex5解：水的定性温度C 3022040T ︒=+=30℃时水的物性参数为：3/7.995m Kg =ρ116176.0--⋅⋅=K m W λ s P a ⋅⨯=-51007.80μ14.174p C KJ Kg C -=⋅⋅︒4.08.0)()(023.0r e P R dλα=当11-⋅=s m u时，6.248681007.807.995102.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e41.56176.01007.8010174.453=⨯⨯⨯==-λμp r C PKm W ⋅=⨯⨯⨯=24.08.05.4583)41.5()6.24868(002.06176.0023.0α当0.3u =时58.7460⇒=μρdu R e ，此时，2000<Re<10000Cm W ︒⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯=28.158.01638)58.74601061(58.7460965.185.38023.0αex7解：甲烷的定性温度：C 75230120T︒=+=0℃条件下：3/717.0m Kg =ρ1103.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51003.1μ 117.1--⋅⋅=K Kg KJ C p由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取de0255.0019.03719.0019.043719.044422=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==ππππ润湿周边流体截面积e d7.177281003.1717.0100255.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 584.003.01003.110.153=⨯⨯⨯==-λμp r C P由于甲烷被冷却，3.0n =123.08.03.08.01.57851.077.2505176.1023.0)584.0()7.17728(0255.003.0023.0)()(023.0--⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==K m W P R d r e eλα若甲烷在管内流动：75.104411003.1717.010015.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e122.64--⋅⋅=K m W αEx81401525T C ∆=-=︒ ，21303397T C ∆=-=︒2121972553.19725m n n T T T C T l l T ∆-∆-∆===︒∆∆（逆流）在按照折流校正33150.16130151304053315P R -==--==-φ＝0.970.9753.151.5m T C ∆=⨯=︒ex9(1)()()13211187503080109.125.1-⋅=-⨯⨯⨯=-=s J T T c q p m φ(2)C T ︒=-=∆1020301 ，C T ︒=-=∆4040802C l T T l T T T n nm ︒=-=∆∆∆-∆=∆64.21410401212(3)123333000000251.010176.01021.002.0025.002.0025.045025.00025.002.01085.0025.0107.1111---⋅⋅=⨯+⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯=++++==W K m l R R d d d d K R ns si mi λδαα油 1291.3981--⋅⋅==K m W RK (4)274.1364.2191.395118750m t K A m=⨯=∆=φ若近似按平面壁计算，则26.45310176.01021.0450025.01085.01107.111113333000=⨯+⨯++⨯+⨯=++++==--K R R K R s si mi λδαα油211.12m A =ex10(1)m d 301016-⨯= ，m d i 31013-⨯= ，m 3105.1-⨯=δ)123330005.81011.0100414.010231.119015.144016105.110001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(2)12300006.14618015.144016105.110001316111---⋅⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i αλδα (3)()1233300078.85011.0100414.010616.019015.144016105.120001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i i αλδαex11解：(1)()()''''11212m p m p q c T T q C T T φ=-=-''2550p m p m C q C q = p m p m C q C q 2''= 5.926013560135.=-=∆nm l Tmp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ(2)()()''''21212m p m p q c t t q C t t φ=-=-()'2'1''70t t C q C q p m p m -= 35'2'1=-t t ，50'2=t81.693013530135=-=∆nm l t ，m p m m t k C q t k A ∆=∆=221270ϕ又流量及物性不变，21k k =2211707092.56475 1.855505069.83490.7m pm m pmq C k t A q C A k T ∆⨯====⨯∆ 855.11212==A A L L ，m L 855.12= ex12解：(1)()1123319302.8810(9050)2306360061.7610230644.75md pd mmm m q c T T KA t t t t Cφ=-=∆=⨯⨯⨯-=⨯⨯∆=⨯=⨯⨯∆∆=︒.903244.75903229.5m nt T tl t C --∆==-=︒ mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ()()()112123361.7610 4.229.5181.27910 4.6/md pd mh ph mh mh q c T T q c t t q q kg hφ=-=-⨯=⨯⨯-=⨯=吸收p1872ex 解：（1）33333120267.8211010010() 2.300.3410002.300 1.13510.2026A aA A A A aA P P C mol m C C P H mol m P H P *---*---*=⨯⨯===⇒===⨯ （2）73271000 4.895101.13510 1.8104.89510aA AP E P HM P x --*===⨯⨯⨯⨯=⨯（3）22.48310013.110895.457=⨯⨯==总P E m （4）总压提高一倍，E 、H 值均不变24210026.210895.4571=⨯⨯==P E m ex9．解：02329.002329.0102329.0102329.0645299564511=-=-==+=y y Y y第一解法：,12,12,1221,211,12121,1111,1,()min min 026.726.71.6526.71.6526.70.023850.0005426.7 1.65512864.814814.8/266.n Cn B n C n B n C n B n C n C q Y Y q X X q Y Y Y Y q X Y X q Y Y Y Y Y q X Y X X mol q X q kmol h **⎫-=⎪-⎪⎛⎫-⎪⇒= ⎪⎬ ⎪⎪⎝⎭=⎪⎪=⎭--=====⨯====又设又又366mh第二解法：设吸收率为η则，()121Y Y η-=进气量设为h kg a /.,3512.5%.95%2910n B a a kmol q h η-=⨯=⨯,12111,1,,,,3,3,(1)()min 26.726.7512() 1.65()min 1.6526.7.5%2910.95%14814.8/266.0n C n B n C n C n Bn Bn C n C q Y Y Y Y Y q X q q q q a q a mq kmol h hηη*----=====⨯⨯⨯⨯===ex10．（1）02.01=Y0002.0%)991(12=-=Y Y 02=X当液气比为2.2时，,12,1210.020.00022.2n C n Bq Y Y q X X X --===-009.01=X111*2221212120.020.0090.0110.00020.0110.00020.0026950.011ln ln0.00020.020.00027.350.002695m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y *∆=-=-=∆=-=∆-∆-∆===∆∆--===∆（2）当液气比为1.25时，(3) 当X 2=0.00011时01595.000011.001584.0)(25.112211=+=+-=X Y Y X17.1501584.025.1%9902.01==⨯=OGN X03.19001040.00002.002.0=-=OG N(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，1,1221,21210.020.810.0040.020.001680%0.02n Cn B q Y Y Y Y q X Y Y Y Y η*--====--===ex11.03093.003.0103.01=-=Y21(198%)0.030930.020.0006Y Y =-=⨯=21,3,121,21,min 1,,1122,0 1.67273(13%)65.16.22.410303min 1.28 1.2898% 1.25441.281.254465.1681.74.81.74 1.5122.6.()65.16(0122.6n B n C n Bn C n C n C n BX q mol s q Y Y Y q X q mol s q mol s q X Y Y X q η----==⨯⨯-=⨯⎛⎫-===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭-=⨯==⨯==-+=⨯.030930.0006)0.016-=8.8003465.00006.003093.0003465.00006.001045.0ln0006.001045.0ln 0006.001045.0016.028.103093.0212121222111=-=∆-==-=∆∆∆-∆=∆=-=∆=⨯-=-=∆**mOG m Y Y Y N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y,65.160.65031.6760 1.08.80.6503 5.72n BOG Y OG OG q H K S H H N m ∂===⨯=⨯=⨯=12.(1)111222120.050.0526110.050.002630.002637110.0026361.2580.02033(100061.2)18y Y y y Y y X X ===--===--==-=111222121212,32.00.0526 2.00.020230.012140.0026370.012140.0026370.01214ln ln0.0026370.00950.00621.5270.05260.0026378.060.00620.55620.9522.410m OG mn B Y X Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y q ***-=∆=-=-⨯=∆=-=∆-∆-∆==∆∆==-=∆-===⨯⨯⨯12317329821.602.21.6020.7440.8457.79..V OG Y Y Y mol s q H K SK K mol m s ααπ-∂--====⨯⨯=（2）,12,12-1,0.05260.00263692.46980.02023=2.469821.602=53.35mol.s n C n B n C q Y Y q X X q -=--==⨯360035.531⨯=nX An=0.02023×53.35×3600=3885.37mol m=58×3885.37=225.4kg （1）另解：,12,120.05260.00263692.46980.02023n C n B q Y Y q X X -=--==气相传质单元数：,,12,,22,,1ln (1)1120.052602ln (1)2 2.46980.002637 2.46981 2.46988.028n B n B OGn B n C n C n C mq mq Y mX N mq q Y mY q q ⎡⎤-=-+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦-= m N H H OG OG 7474.0028.86===又22,,31221.60257.5..0.74744n B n B OGY Y SOG q q H K mol m s dK H sπ⋅====⋅⨯（3）若填料层增加3m ，则：m H H N OG OG 042.127474.09''===0011.0'4698.22'0526.0)4698.221(ln 4698.221122=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=Y Y N OG 又液气比一定，则：12111,'2.4698,'0.02085'''0.0208553.3536004004.45n B Y Y X X n X q mol-====⨯⨯=则：kgm kg n m 9.64.22526.23226.232'58=-=∆==13解：（1）121210022.4320.0753100100022.4320.0753(10.98)0.00150.01960Y Y X X ⨯==-⨯=⨯-===1,,12,12,11,0.278100012.41.22.4()()12.41(0.07530.0015)(0.01960)46.72.0.84.n B n B n C n C n C q mol s q Y Y q X X q q mol s kg s ---⨯==-=-⨯-=-==（2）OG OG H H N =⋅Y 1=0.073 Y 2=0.0015 X 1=0.0196 X 2=0Y 1*=1.15X 1=0.0225 Y 2*=1.5X 2=011*1122()ln*0.0730.00250.00150.0180.0730.0025ln0.0015m Y Y *Y Y Y Y Y -⋅∆=----==-120.07530.00154.10.018OG mY Y N Y -=∆-==0.5100022.40.84526.414.10.845 3.46OG H m H m⨯===⨯=14解：（1）OGOGN H H =Y 1=0.025 Y 2=0.0045 X 1=0.008 X 2=0Y 1*=1.5X 1=0.012 Y 2*=1.5X 2=0008.00045.0012.0025.0ln0045.0012.0025.0*ln)(22*1111=---=---=∆⋅Y Y Y Y *Y Y Y m56.2008.00045.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y Nm H OG 91.356.210==（2）当003.0'2=Y 时12121,,1n C n BY Y Y Y q q X X'--==''-=-1003.0025.0008.00045.0025.0X0086.01='X0121.00086.05.1025.0111=⨯-=-=∆Y Y Y003.0222=-=∆Y Y Y0065.0003.00121.0ln003.00121.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m38.30065.0003.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y N3.91 3.3813.213.210 3.2OG OGH H N m H m'=⋅=⨯==-=第六章精馏P244 ex2.(1),,,,,,n F n D n W n F F n D d n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,1001000.30950.05n D n Wn D n W q q q q =+⨯=⨯+⨯1,1,27.7872.22n D n W q kmol h q kmol h--=⋅⋅=⋅⋅(2),,,n L n L n F q q q δ'=+1,27.78 3.597.23n L q R D kmol h -=⋅=⨯=⋅1,97.23100197.23.n L q kmol h -'=+=1,,,97.2327.78125.01.n V n L n D q q q Kkmol h -=+=+= 1,,125.01.n V n V q q kmol h -'==(3),,,,, D ,n F n D n W n F Fn D n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,2352350.840.980.002n D n Wn D n Wq q q q =+⨯=+,,201.433.6n D n W q q ==1.-h kmol,1=R 1=δ ,201.4n L q =1,,,436.4.n L n L n F q q q kmol h -'=+=⋅,,,402.8n V n L n D q q q =+=1,,402.8.n V n V q q kmol h -'==⋅(4)23206.010554.0.2326.010554.0)19.46.068.24.0)(303.75(⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯-=δ094.1=(5)精:225.075.049.04311+=+=+++=x x R Xx R R y d进:⎪⎩⎪⎨⎧====---=2.10.18.011δδδδδδf x x y⎪⎩⎪⎨⎧-===+-=5.265.025.04x y x y x y f（6）2.04.02.02.15.015.1-=+=x y xx y42.0=δx 521.0=δy42.095.0521.095.01min min --=-R R30.4min =R（8）66.05.021.075.0+-=+=x y x y⇒ 66.05.15.01=-=-f x δδ44.031==f x δ 交点36.0=x 48.0=y898.015.0833.01==+=d x y x y10.20.3*1*11+=x x y 10.20.3898.0*1*1+=x x746.0*1=x6.0746.00898898.01*1010=--=--x x x x x806.01=x821.015.0806.0833.0=+⨯=y第八章化学反应工程基本原理P340 （1）[][]112261058.2---⋅==⨯=-h p p hp p dtdp AAAAA133622221065.9450314.81058.2))(()())(()(---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯====-=-=-===h kmol m Rt k k c k Rt c k dtc d Rt c k dt Rt c d p k dtdp c Rt p v n nRt pv p c c p A A p A p AAA A[][]1131323132)(------⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=h kmol m h m kmol mkmol h m kmol c k Ac （2）%5.83)09.011(109.01)1(111110900.00000.10,0,0,24622=⨯+⨯-=+-==-+=-+===+→A A A AA A A A A y y y y x a a r s y y H H C H C δδ 或%5.83)09.011(109.01)1(1)1(0,0,0,0,=⨯+⨯-=+-=⇒+-=A A A A A A AA A A A A y y y y x x y x y y δδ3%98)0022.0411(1152.00022.01152.0)1(418881224122488)(6234)(64540,0,22232223223=⨯+⨯-=+-==--++=+++=+++=+++=+A A A AA A A y y y y x QO H N NO O NH Q O H N O NH Q O H NO O NH δδ副主设n 0=1，则n A0=0.11521393.0087.00473.12304.01129.00023.01152.00473.10022.0)98.01(1152.0)1()1(20,0,=⨯-=∆=-=∆=-=-=⇒-=O A AA A A A A n n y x n n nx n y设主反应消耗NH 3的量为Z ，副反应消耗NH 3的量为F1393.0F 43Z 451129.0F Z 4F )(6234 Z45Z )(64542223223＝＝Ｆ３副主++++=+++=+Q O H N O NH Q O H NO O NH%4.971129.011.0%5.951152.011.00029.011.0======⇒βφF Z5s q V t V R 25001.05.20===对于全混流反应器，121.0)350250(632.011)250(1)(1)(2503501250250=-=-=-=-=-==------e e F ee F et F et E tttττττ第九章均相反应器（1）30st 60st 10ln 100ln 30t 99.011ln1t 9.011ln10311ln1t =∆==-=-=-=+→k k x k SR A A 级反应对于间歇操作反应器一（2）min16501.02.03.099.0t min1501.02.03.09.0t )1(x t 99900A=⨯⨯==⨯⨯=-=→+A A x kc RB A 级反应对于间歇操作反应器二（4）min50558.01111t)1(x )1(x t 20A0A===-=-=-=-=+→+t x x kc x kc SR B A A A A A A τττ二级反应对于全混流操作反应器级反应对于间歇操作反应器二（8）4.000200200000100,43)1ln(4141)11(11)1()(.4.15111110.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-===-==-+=-+==+→⎰⎰⎰-A A A A x AA A A x A A A AA x AAA V R A A A x x x kc dx x x kc x x c k dx c r dx c q V l mol RTp V n c a a r s y CO CH CHO CH A AA τδ（15）LL V x x k dx x x k x y x c k dx c r dx c q V c k P k r a a r s y CH H C H C R A Ax A A Ax AA A A A AA x AAA V R Ac A p A A A A AA 6.24610210233.110233.1)6.04.01ln2(10)11ln 2(1)11(11)1()(111110.12444000,000000,32283=⨯⨯⨯=⨯=-⨯=--=-+=+-=-====-=-+=-+==+→-⎰⎰⎰δτδ。

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第一章流体流动与输送一、选择题（每题2分）1、某物体的质量为1000 kg ，则其重量为（）。

B（A ）1000 N （B ）9810N （C ）9810 kgf （D ）1000/9.81 kgf2、离心泵的压头H 流量Q 的关系为（）。

C（A ）Q 增大，H 增大（B ）H 增大，N 先增大后减小（C ）Q 增大，H 减小（D ）H 增大，N 先减小后增大3、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度u 与（）有关。

A（A ）H （B ）H 、d （C ）d （D ）Pa4、用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离h 相等，321d d d ==，各管流速相等。

其读数分别为1R ，2R ，3R 。

则（）。

（流体皆为水，指示液皆为汞）D（A ）312R R R << （B ）321R R R =< （C ）321R R R <<（D ）321R R R == （E ）321R R R =>5、图示所表示的R 值大小反映（）。

A（A ）Ａ、Ｂ两截面间压差值（B ）Ａ－Ｂ截面间流动压降损失（C ）Ａ、Ｂ两截面间动压头变化（D ）突然扩大或缩小流动损失。

6、一敞口容器，底部有一出水管（如图示）。

容器内水面保持恒定,管内水流动的速度头为0.5 m 水柱。

水由容器流入管内，则2点的表压2p =（）水柱。

C（A ）1.5 m （B ）1.0 m （C ）0.75 m （D ）0.5 m错误！不能通过编辑域代码创建对象。

7、如图所示，用U 形压差计与管道A 、B 两点相连。

已知各图中管径、A 、B 间的管长L 及管道中流体流量均相同，管内流体均为20 ℃水，指示液均为汞，则（）。

B（A ）21R R ≠，431R R R == （B ）4321R R R R ===（C ）4321R R R R <<= （D ）4321R R R R ≠≠≠错误！不能通过编辑域代码创建对象。

化学工程基础第二版习题答案

化学工程基础第二版习题答案【篇一：化工基础第四章习题答案】???a?550a30.230.240.0412?????1a?2a?3a1.1630.58150.07 ?t1720?t2?a?550a,t2?611.210.23 1.163?1a ?t3t?70?3a?550a,30.04 0.07?3a3．平壁炉是用内层为120mm厚的耐火砖和外层为230mm的普通砖砌成。

两种砖的导热系数均为未知。

测得炉内壁温度为800℃，炉外侧壁面温度为113℃。

为减少热损失，后又在普通砖外包一层厚度为50mm、导热系数为0.2 w/(m?℃)的石棉。

包扎后测得各层温度为：炉内壁温度为800℃，耐火砖和普通砖界面温度为686℃，普通砖和石棉界面温度为405℃，石棉外侧温度为77℃。

试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数?3-1-1= 0.07) 。

问：该保温材料的厚度应为多少？解：⑴管线的热损失ri+1 1=r2 r31 1①管线各层半径12③管线的热损失3140 25 55 1 10.22 ?25 163140 0.014 + 3.584q/l ==②求r441?ln55 0.07314041 ?ln0.07移项整理有：ln(r4/55) =(3140 - 1256.4)/4990 = 0.377 l4 = 0.377 + ln55 = 0.377 + 4.007 = 4.384 即：r4 = arcln4.384 = 80(mm) ③确定保温材料的厚度r4 - r3 = 80 - 55 = 25(mm)= 0.025m3140r4k?2 d2h,121?? h1d1d1h21-2-1k2??310w?m?k251.5?10?3?251??1000?202010000【篇二：化工基础课后习题答案(高等教育出版社)】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：∴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。

化学工程基础习题答案

化学工程基础习题答案第二章流体流动与输送5、解：0013.60.22.181.25gH gRgR H mg ρρρρ=⨯=== 00 1.25 2.181.701.6gH gRH R mρρρρ=⨯=== 6、解：1001223113.60.1302.210.80()2(2.210.2)800 6.051044gH gRR H mm d H h kgρρρρππρ=⨯====+=+⨯=⨯ 10、解：列柏努力方程221122122212121222210,20,0,12.3213.382ff p u p u z z hg g g gu z m z p p u h g u gρρ++=+++======⨯⨯=∑∑ 解得12 3.44u m s -=⋅22313120.1 3.440.027 1.62min 44v q d u m s m ππ--==⨯⨯=⋅=⋅11、解：列柏努力方程()()()2211221222122121212212212222212122()20()22()2i i i p u p u z z g g g g p p u u z z g g z z p p p uu ghu u u u h g gρρρρρρρρρρρ++=++--=-+-=∆=-=-=---=≈=-1122112221700/360014.0(0.21920.006)441700/360026.7(0.15920.0045)440.037737.7v v q u m s d q u m s d h m mmππππ--===⋅⨯-⨯===⋅⨯-⨯==12、解：列柏努力方程221211222212212121122312222()()20,215.8()114.5()()114.5102u u z g p z g p ggu u p z z g p z z p kPa kPa u u p ρρρρρρρ++=++-=-++-===-=+⨯绝压表压 1122112220.5/36000.4420.02440.5/360019.70.00344v v q u m s d q u m s d ππππ--===⋅⨯===⋅⨯22321000(0.44219.7)104.51079.42p kPa ⨯-=+⨯=-17、解：列柏努力方程221122122221212121121122222()216,0,06/36002.91(0.03220.0025)44e fe fv p u p u z H z h g g g g p p u u H z z h g gz z m p p u q u m s d ρρρππ-+++=+++--=-+++-=======⋅⨯-⨯∑∑900弯头阻力系数ξ=0.75 全开截止阀阻力系数ξ=6.0531230 2.910.027Re 1.01109.510ud ρμ-⨯⨯===⨯⨯，查图得到λ=0.026 2280 2.91(60.754 6.0)(0.026 4.524)45.5520.0272f l u h m d g g λ=+⨯+⨯=⨯++=∑222212121 2.91()16045.5561.9822e f p p u u H z z h m g g gρ--=-+++=+++=∑18、解：列柏努力方程221122121212122150,0,15ffp u p u z z h g g g g z z m p p u hρρ++=+++-=====∑∑忽略动能假设流体流动类型为层流2222222222520010.2224.251040.43415e f V f l l u u u h d g d g dqu d d h d λλλπλ---+==⋅===⨯==∑∑解得0.111d m = 核算1223.454Re V q u m s d udπρμ-==⋅==22、解：列柏努力方程220022022220202020020112222()26.5,0,05/36000.630.05344e fe fv p u p u z H z h g g g g p p u u H z z h g g z z m p p u q u m s d ρρρππ-+++=+++--=-+++-=======⋅⨯∑∑由连续性方程得到221212220.530.63 1.05/0.41d u u m s d ==⨯=113223112218300.630.053Re 122250101830 1.050.041Re 15765010640.052Re 640.041Re u d u d ρμρμλλ--⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯====900弯头阻力系数ξ=0.75 全开截止阀阻力系数ξ=6.0 三通阻力系数ξ=1.022112212121222(40.752 6.01)[(300200)50.75]22400.6325 1.05 (0.0523121)[0.041(300200) 3.75]0.05320.0412 1.12 2.77 3.89ff f l u l u h hh d g d gg gmλλ=+=+⨯+⨯+++++⨯=+++++++=+=∑∑∑222020202()21.05=6.5+3.8910.452e fp p u u H z z h g gm gρ--=-++++=∑10.455/360018309.814340.4340.6V Heq gP W kW ρη⨯⨯⨯====24、解：根据汽蚀余量的定义2111102210102212101.32573.328.0250.75100.03810 2.050.084Va p p u h g g gp kPa u C m s d u u m sd ρρ--∆=+-=-====⋅==⨯=⋅ 查表得到p V =2.3346kPa代入上式解得2231128.025 2.3346 2.0510 2.8429989.8129.81V a p p u h m g g g ρρ-∆=+-=⨯+=⨯⨯第三章传热过程 2、解：⑴2111121222213330.250.1791.40.130.8670.150.200.250.8R m K W R m K W R m K W δλδλδλ---===⋅⋅===⋅⋅===⋅⋅⑵22328202606460.867T T q W m R ---===⋅ ⑶23112313123646116820260560162838T T Tq W m R R R R R T KT K T K T K-∆∆∆====⋅++∆=∆=-=∆=∆=8、解：热量衡算36111222216213226216000() 3.010(485155) 1.65103600()1.6510503765800 3.141036001.6510514(485376)(15550)302m p m p m p mm Q q c T T W Q q c t t Q t t q c Q KA t Q K W m K A t --=-=⨯⨯⨯-=⨯=-⨯=+=+=⨯⨯=∆⨯===⋅⋅-+-∆⨯10、解： ⑴热量衡算：乙醇冷凝热3511500/360088010 1.2210m Q q r W ==⨯⨯=⨯乙醇冷却热3421112()500/3600 2.810(78.530) 1.8610m p Q q c T T W =-=⨯⨯⨯-=⨯ 水的用量122231541122231()1.2210 1.8610 1.67() 4.2(3515)m p m p Q Q q c t t Q Q q kg s c t t -+=-+⨯+⨯===⋅-⨯- 冷却器水出口温度的计算222214221322()1.86101517.71.67 4.210m p m p Q q c t t Q t t q c =-⨯=+=+=⨯⨯ 冷却器面积的计算以外表面为基准21112211380124111700201000(78.517.7)(3015)33(78.517.7)ln(3015)m K W m K d d t Kαα--===⋅⋅+⋅+⋅---∆==--214221 1.8610 1.4838033mm Q KA t Q A m K t =∆⨯===∆⨯ 冷凝器面积的计算211122116731241113500201000(78.535)(78.517.7)51.7(78.535)ln(78.517.7)m K W m K d d t Kαα--===⋅⋅+⋅+⋅---∆==--125212 1.2210 3.5167351.7mm Q KA t Q A mK t =∆⨯===∆⨯ 总面积212 1.48 3.51 4.99A A A m =+=+=⑵1 4.99333.140.0242A n d l π===⨯⨯根 16、解： ⑴361162221661232214000109251.03103600() 1.03101.0310 1.031012.3() 4.1810(4020)m m p m p Q q r WQ q c t t W q kg s c t t -⨯⨯===⨯=-=⨯⨯⨯===⋅-⨯⨯-⑵因为酒精冷凝为相变传热，因此并流或逆流没有差别 ⑶1212()()(7820)(7840)47.3()7820ln ln7840()m T t T t t T t T t ------∆===----℃第五章吸收6、解：⑴42421134 1.34100111 1.3427363.8410 1.02103.6610Y y x Y E m p m K k k K kmol m s -----====+=+=⨯⨯=⨯⋅⋅ ⑵气膜阻力321411 2.60103.8410y m s kmol k --==⨯⋅⋅⨯ 液膜阻力22121.34 1.31101.0210x m m s kmol k --==⨯⋅⋅⨯332.610==0.9522.610131⨯⨯+气膜阻力总阻力气膜阻力远大于液膜阻力，因此为气膜控制 ⑶* 1.340.050.067y mx ==⨯=*0.10.9520.10.0670.06860.06860.05121.34i ii i i y y y y y y y x m --==--==== 9、解：1220.08/1140.0930.08/114(10.008)/135)0.0081140.000950.0008/114(10.0008)/135)0X X Y ==+-⨯==+-=最小汽液比的计算12*min 12121210.0930.00095 1.980.0930.503 1.98 5.945.940.0930.0009500.01555.94X X V L Y Y VL X X V L Y Y Y --⎛⎫=== ⎪-⨯-⎝⎭=⨯=-==--=+= **1122*11*2212()()(0.50.0930.0155)(0.50.000950)0.0073(0.50.0930.0155)ln ln (0.50.000950)0.015502.050.00730.8 2.05 1.64m OG m OG OG Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y H H N m---⨯--⨯-∆===⨯--⨯----===∆=⋅=⨯=12、解：⑴根据已知条件可得12120.01(1)0.0010Y Y Y X η==⋅-==12*min 1212min 121210.010.0010.90.0101.5 1.350.00671.35Y Y L V X X Y Y L L V V X X Y Y X --⎛⎫=== ⎪--⎝⎭-⎛⎫=== ⎪-⎝⎭-== **1122*11*2212()()(0.010.0067)(0.0010)0.00193(0.010.0067)ln ln (0.0010)0.010.0014.660.00193m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y ------∆===------===∆ ⑵可增大吸收剂用量12120.01(1)0.00050Y Y Y X η==⋅-== 120.010.00054.660.00204OG m m m Y Y N Y Y Y --===∆∆∆=***11221**111*22*1*11()()(0.01)(0.00050)0.00204(0.01)ln ln (0.00050)0.004680.00468m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y X Y ------∆===----===1212'0.010.00052.030.004680' 2.031.35' 2.03 1.350.50450.4%1.35Y Y L V X X L VL VL L V VL V--===--==--===第六章精馏 5、解：解方程组0.7230.2631.250.0187y x y x =+=-得0.535F x = 解方程组0.7230.263y x y x=+=得0.949D x = 解方程组1.250.0187y xy x ==-得0.0748W x =0.26312.6Dx R R =+= 12、解：已知精馏端操作线方程为0.720.25y x =+0.7212.570.2510.893DD RR R x R x =+==+=平衡线方程为2.21 2.211(1)1(2.211)1 1.212.21 1.21x x xy x x xyx yαα===+-+-+=-011*0101*1111210.650.8930.7912.21 1.210.8930.65(0.8930.791)0.8270.720.250.845mL D x x E x x x y x y x y x y x -==-=====-=-⨯-==+=7、解：⑴由进料状态方程6 1.5y x =-可知611.2qq q =-=1.510.3F F x q x =-= 平衡线方程为21(1)1x x y x xαα==+-+ 由平衡线方程和进料状态方程可解得交点坐标为0.3330.496e e x y ==最小回流比0.940.496 2.720.4960.3331.5 4.08D e M e e M x y R y x R R --===--== 精馏段操作想方程为10.8030.18511F R y x x x R R =+=+++ ⑵物料衡算F D WF D W Fx Dx Wx =+=+ 已知：1150,0.30,0.04,0.94F W D W kmol h x x x -=⋅===解得：1160.94,210.94D kmol h F kmol h --=⋅=⋅⑶提馏端操作线方程 4.0860.94 1.2210.94150 4.0860.94 1.2210.94150 4.0860.94 1.2210.94150 1.430.017W W R D qF W y x x R D qF W R D qF Wx x x ⋅+=-⋅+-⋅+-⨯+⨯=-⨯+⨯-⨯+⨯-=- 9、解：⑴物料衡算F D WF D W Fx Dx Wx =+=+ 已知：0.40,0.02,0.97F W D x x x ===解得2.5, 1.5F D W D ==回收率0.970.972.50.4D F DX D Fx D η⨯===⨯ ⑵根据q 的定义30.623q ==+ q 线方程为1 1.5111F q y x x x q q =-=-+-- 平衡线方程为21(1)1x x y x xαα==+-+ 由平衡线方程和进料状态方程可解得交点坐标为0.3330.501e e x y == 0.970.501 2.790.5010.3331.8 5.02D e M e e M x y R y x R R --===--==提馏端操作线方程5.020.6 2.5 1.5 5.020.6 2.5 1.5 5.020.6 2.5 1.5 1.300.006W W R D qF W y x x R D qF W R D qF WD D D x x D D D D D D x ⋅+=-⋅+-⋅+-+⨯=-+⨯-+⨯-=- 13、解：⑴物料衡算F D WF D W Fx Dx Wx =+=+ 已知：14000,0.30,0.05,0.910.91/46'0.7980.91/460.09/18F W D D F kg h x x x x -=⋅=====+转换成摩尔分数解得111304,2696D kg h W kg h --=⋅=⋅ ⑵精馏段操作线方程1'0.667 2.6611D R y x x x R R =+=+++ ⑶1133131313040.9113040.09'32.34618(1)'96.996.9108.314(27378)27910.775101.310V D kmol h V R D kmol h q m h m s ----⨯⨯=+=⋅=+=⋅⨯⨯⨯+==⋅=⋅⨯1.28D m ==。

工程化学基础课后习题答案

(1) △H=179.2 kJ/mol △U=170.2 kJ/mol
(2) △H=-571.6 kJ/mol △U=-568.2 kJ/mol
(3) △H=-802.5 kJ/mol △U=-805 kJ/mol
(4) △H=△U=-218.7 kJ/mol
6799.36 kJ
-627.06 kJ/mol
工程化学基础课后习题答案
—
—
—
仅
供
参
考
第一章练习题
(1) × (2) × (3) √ (4) √ (1) C D (2) C (3) B D 反应进度 ξ mol 2 相 1相 AgCl沉淀 2相分层 3相 s、g 5相 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 H2 1mol m(CaO)=532kg m(CO2)=418kg ξ(N2)= ξ(H2)= ξ(NH3)=4mol
P(CO2)=0.5kPa
小于5.6 SO2 NO CO2 H2SO3 H2SO4 HNO3 HNO2 H2CO3
A 8% 81.5%
第三章第一节练习题
(a) × (b) √ (c) ×
动量位置
n (0,1,2,3) 4个 4f 7
波动波组粒态二象性 1p 2s 2d 3p 5f 6s
是否存在
×
√
×
√
√
√
主量子数
×
2
×
3
5
6
角量子数
×
0
×
1
3
0
轨道(个数)
×
1
×
3
7
1
最多可容纳电子数
×
2
×
6 14 2
第三章第二节练习题

化学工程基础习题答案武汉大学第二版

化学工程基础习题第二章．P 69 1.解：o vacP P P =-绝3313.31098.710o Pa P P --⨯=⨯=-绝即 385.410P Pa -⇒=⨯绝 o a P P P =-33385.41098.71013.310Pa Pa Pa---=⨯-⨯=-⨯2.解：22121212444()70d d de d d d d ππππ-=⨯=-=+3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有221212d d u u =若将直径减小一半，即12d 2d =214u u ⇒=即液体的流速为原流速的4倍.4.解：gu d L H f 22⋅⋅=λ21111122222222f f L u H d gL u H d gλλ=⋅⋅=⋅⋅22222221111121121222222222111111222222221212222121226464Re 4,,26426426421()6441222411611112162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d gdu u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρμρμρμρμρ⋅⋅=⋅⋅=====⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==⋅⋅⨯=即产生的能量损失为原来的16倍。

6.解：1）雷诺数μρud=Re其中31000kg m ρ-=⋅，11.0u m s -=⋅3252510d mm m -==⨯3110cp Ps s μ-==⋅故μρud=Re331000 1.0251010--⨯⨯⨯=25000=故为湍流。

2）要使管中水层流，则2000Re≤即3310002510Re 200010m u--⨯⨯⋅=≤ 解得10.08um s -≤⋅7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程12221112u u H 22fp p z z g g g gρρ++=+++其中1210,2;z m z m ==121;0;ff p p u H gh===∑则22216.1510229.89.8u u =++⨯解得1）A-A ′截面处流量2uu =12.17u m s -=⋅2）qvAu ρ=其中232113.14(10010)44A d π-==⨯⨯⨯ 327.8510m -=⨯ 12.17u m s -=⋅33q 7.8510 2.17360061.32v m h-=⨯⨯⨯=8.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22p p z z g g g gρρ++=++其中21211,1H O z z p m gh ρ===11120.5,u m s p gh ρ-=⋅=221121220.2()0.5 2.00.1d u u m s d -==⨯=⋅220.520.1929.829.8h m ∆+==⨯⨯15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：12122,10;0z m z m u u ====123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHgp ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000210(4)9.898019.613332.212.0814.08 1.38815.4689.8980e e H g H gρ-++=++⨯=++=+=⨯3215.4682(5310)98040.655kw 102102e V H q P πρ-⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅===17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：1112z 0,z 50;0m p p ==-=209.8f H =205052.059.8e H =+= 52.053610008.05kw 1021020.63600e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯===⨯⨯19.解：取贮槽液面为1-1′截面，蒸发器内管路出口为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，11z 0,z 15;m ==1332a 0,2001013.6109.826656p 1209.8f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-=120266561524.979.89.81200e H =+-=⨯24.97201200 1.632kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，出口管路压力表所在液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 5.0;m ==2125a 40, 2.5.2.59.8 2.4510p 0.01p p kgf cm --==⨯==⨯忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失，则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =32362.23600(7610)4u π-==⨯⨯522.4510 2.20.25.010009.829.89.85.0250.250.0230.27e H ⨯=+++⨯⨯=+++=30.273610003.0kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯2） 3.04.3kw 1020.7e V H q Pρη⋅⋅===3）取贮槽液面为1-1′截面，水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22fp p z z H g g g gρρ++=+++其中：12z 0,z 4.8;m ==120,?p p ==忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失，则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =22 2.20.2(4.8)10009.849600pa29.89.8p =-++⨯⨯=-⨯ 得真空表的读数为49600vacPa P=23.解：1）取低位槽液面为1-1′截面高位槽液面为2-2′截面由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 20;m ==120,0p p ==5,20525f e H H ==+= w 259.8245J/kg e =⨯=2）在管路A 、B 截面间列伯努利方程得：22AB 22222222u u 22u 2u 2()()6()62A B A B A B A B fB A B A A B Hg H O H O Hg H O H O A B H O H Op p z z H g g g gp p L z z g g d g p p dg z z L g gp p gR g R p p g u ρρλρρλρρρρρρρρρρ++=+++-=-+=⨯⨯--+-=-⨯+⨯⨯-⨯+⨯-====1.03m s -⋅3）225 2.030.05100040.976102Pkw π⨯⨯⨯⨯==4）根据静力学基本方程式：2002222220222022(6)''(6)6()6'(6)6'()[13.6 1.211B H O Hg B Hg H O A H O B H O H O Hg A B H O H O Hg A Hg H O H O H O Hg A Hg H O Hg H O p g H gR p p gR p g H p gh p g g h R gR p p g gR gR p gR p g H g gR gRp p gR gH gR ρρρρρρρρρρρρρρρρρρρρ++=+⇒=+-++=++-+⇒=+-+⇒=+-++-+⇒-=-+-=⨯-⨯5(13.61)0.04]9.810001.5510ap +-⨯⨯⨯=⨯第三章传热过程p105 ex1解：2332211411243901.011200001.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.0301150m W t t R t q ==--=++-=++-=∑∆=λδλδλδ120073.3)(1120300`-⋅⋅︒=+∑⇒+∑==W m C R R R R q12083.2901.073.3-⋅⋅︒=-=W m C Rex2解：141414141111()()22()2()()11()i ii m ii i i n i i i i ii n iT T T T Ar L L T T L T T r r rl r r r r l r φδδλπλππλλ++++--==∑∑--==-∑∑-196.138168.101413214.694.30139.01413007.02.01622514.32558507.0125552.012025161)35260(2-⋅==++=++⨯⨯=++-=m W l l l Lnn n πφEx4解：空气的定性温度220180T200C 2+==︒200℃时空气的物性参数为：30.746/Kg m ρ=2113.9110W m K λ---=⨯⋅⋅52.610a P s μ-=⨯⋅ 11.034C p C KJ Kg -=⋅⋅︒ 115u m s -=⋅，450.0254150.7461.09102.610e du R ρμ-⨯⨯===⨯⨯3521.034102.6100.683.93110p r C P μλ--⨯⨯⨯===⨯0.80.3240.80.320.023()()3.931100.023(1.0910)0.680.025453.8er R P dW m Kλα-=⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ ex5解：水的定性温度C 3022040T ︒=+=30℃时水的物性参数为：3/7.995m Kg =ρ116176.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51007.80μ14.174p C KJ Kg C -=⋅⋅︒4.08.0)()(023.0r e P R dλα=当11-⋅=s m u时，6.248681007.807.995102.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e41.56176.01007.8010174.453=⨯⨯⨯==-λμp r C PKm W ⋅=⨯⨯⨯=24.08.05.4583)41.5()6.24868(002.06176.0023.0α当0.3u =时58.7460⇒=μρdu R e ，此时，2000<Re<10000Cm W ︒⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯=28.158.01638)58.74601061(58.7460965.185.38023.0αex7解：甲烷的定性温度：C 75230120T︒=+=0℃条件下：3/717.0m Kg =ρ1103.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51003.1μ 117.1--⋅⋅=K Kg KJ C p由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取de0255.0019.03719.0019.043719.044422=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==ππππ润湿周边流体截面积e d7.177281003.1717.0100255.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 584.003.01003.110.153=⨯⨯⨯==-λμp r C P由于甲烷被冷却，3.0n=123.08.03.08.01.57851.077.2505176.1023.0)584.0()7.17728(0255.003.0023.0)()(023.0--⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==K m W P R d r e eλα若甲烷在管内流动：75.104411003.1717.010015.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e122.64--⋅⋅=K m W αEx81401525T C ∆=-=︒ ，21303397T C ∆=-=︒2121972553.19725m n n T T T C l l T ∆-∆-∆===︒∆（逆流）在按照折流校正33150.16130151304053315P R -==--==-φ＝0.970.9753.151.5m T C ∆=⨯=︒ex9(1)()()13211187503080109.125.1-⋅=-⨯⨯⨯=-=s J T T c q p m φ(2)C T ︒=-=∆1020301 ，C T ︒=-=∆4040802 C l T T l T T T n nm ︒=-=∆∆∆-∆=∆64.21410401212(3)123333000000251.010176.01021.002.0025.002.0025.045025.00025.002.01085.0025.0107.1111---⋅⋅=⨯+⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯=++++==W K m l R R d d d d K R ns si mi λδαα油 1291.3981--⋅⋅==K m W RK (4)274.1364.2191.395118750m t K A m=⨯=∆=φ若近似按平面壁计算，则26.45310176.01021.0450025.01085.01107.111113333000=⨯+⨯++⨯+⨯=++++==--K R R K R s si mi λδαα油211.12m A =ex10(1)m d 301016-⨯= ，m d i 31013-⨯= ，m 3105.1-⨯=δ)123330005.81011.0100414.010231.119015.144016105.110001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(2)12300006.14618015.144016105.110001316111---⋅⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(3))1233300078.85011.0100414.010616.019015.144016105.120001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i i αλδαex11解：(1)()()''''11212m p m p q c T T q C T T φ=-=-''2550p m p m C q C q = p m p m C q C q 2''= 5.926013560135.=-=∆nm l Tmp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ(2)()()''''21212m p m p q c t t q C t t φ=-=-()'2'1''70t t C q C q p m p m -=35'2'1=-t t ，50'2=t81.693013530135=-=∆nm l t ，m p m m t k C q t k A ∆=∆=221270ϕ又流量及物性不变，21k k =2211707092.56475 1.855505069.83490.7m pm m pmq C k t A q C A k T ∆⨯====⨯∆ 855.11212==A A L L ，m L 855.12= ex12解：(1)()1123319302.8810(9050)2306360061.7610230644.75md pd mmm m q c T T KA t t t t Cφ=-=∆=⨯⨯⨯-=⨯⨯∆=⨯=⨯⨯∆∆=︒.903244.75903229.5m nt T tl t C --∆==-=︒ mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ()()()112123361.7610 4.229.5181.27910 4.6/md pd mh ph mh mh q c T T q c t t q q kg hφ=-=-⨯=⨯⨯-=⨯=吸收p1872ex 解：（1）33333120267.8211010010() 2.300.3410002.300 1.13510.2026A aA A A A a A P P C mol m C C P H mol m P H P *---*---*=⨯⨯===⇒===⨯ （2）73271000 4.895101.13510 1.8104.89510aA AP E P HM P x --*===⨯⨯⨯⨯=⨯（3）22.48310013.110895.457=⨯⨯==总P E m （4）总压提高一倍，E 、H 值均不变24210026.210895.4571=⨯⨯==P E m ex9．解：02329.002329.0102329.0102329.0645299564511=-=-==+=y y Y y第一解法：,12,12,1221,211,12121,1111,1,()min min 026.726.71.6526.71.6526.70.023850.0005426.7 1.65512864.814814.8/266.n Cn B n C n B n C n B n C n C q Y Y q X X q Y Y Y Y q X Y X q Y Y Y Y Y q X Y X X mol q X q kmol h **⎫-=⎪-⎪⎛⎫-⎪⇒= ⎪⎬ ⎪⎪⎝⎭=⎪⎪=⎭--=====⨯====又设又又366mh第二解法：设吸收率为η则，()121Y Y η-=进气量设为h kg a /.,3512.5%.95%2910n B a a kmol q h η-=⨯=⨯,12111,1,,,,3,3,(1)()min 26.726.7512() 1.65()min 1.6526.7.5%2910.95%14814.8/266.0n C n B n C n C n Bn Bn C n C q Y Y Y Y Y q X q q q q a q a mq kmol h hηη*----=====⨯⨯⨯⨯===ex10．（1）02.01=Y0002.0%)991(12=-=Y Y 02=X当液气比为2.2时，,12,1210.020.00022.2n C n Bq Y Y q X X X --===-009.01=X111*2221212120.020.0090.0110.00020.0110.00020.0026950.011ln ln0.00020.020.00027.350.002695m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y *∆=-=-=∆=-=∆-∆-∆===∆∆--===∆（2）当液气比为1.25时，(3) 当X 2=0.00011时01595.000011.001584.0)(25.112211=+=+-=X Y Y X17.1501584.025.1%9902.01==⨯=OGN X03.19001040.00002.002.0=-=OG N(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，1,1221,21210.020.810.0040.020.001680%0.02n Cn B q Y Y Y Y q X Y Y Y Y η*--====--===ex11.03093.003.0103.01=-=Y21(198%)0.030930.020.0006Y Y =-=⨯=21,3,121,21,min 1,,1122,01.67273(13%)65.16.22.410303min 1.28 1.2898% 1.25441.281.254465.1681.74.81.74 1.5122.6.()65.16(0122.6n B n C n Bn C n C n C n BX q mol s q Y Y Y q X q mol s q mol s q X Y Y X q η----==⨯⨯-=⨯⎛⎫-===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭-=⨯==⨯==-+=⨯.030930.0006)0.016-=8.8003465.00006.003093.0003465.00006.001045.0ln0006.001045.0ln 0006.001045.0016.028.103093.0212121222111=-=∆-==-=∆∆∆-∆=∆=-=∆=⨯-=-=∆**mOG m Y Y Y N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y,65.160.650360 1.08.80.6503 5.72n BOG Y OG OG q H K S H H N m ∂===⨯=⨯=⨯=12.(1)111222120.050.0526110.050.002630.002637110.0026361.2580.02033(100061.2)18y Y y y Y y X X ===--===--==-=111222121212,32.00.0526 2.00.020230.012140.0026370.012140.0026370.01214ln ln0.0026370.00950.00621.5270.05260.0026378.060.00620.55620.9522.410m OG mn B Y X Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y q ***-=∆=-=-⨯=∆=-=∆-∆-∆==∆∆==-=∆-===⨯⨯⨯12317329821.602.21.6020.7440.8457.79..V OG Y Y Y mol s q H K SK K mol m s ααπ-∂--====⨯⨯=（2）,12,12-1,0.05260.00263692.46980.02023=2.469821.602=53.35mol.s n C n B n C q Y Y q X X q -=--==⨯360035.531⨯=nX An=0.02023×53.35×3600=3885.37mol m=58×3885.37=225.4kg （1）另解：,12,120.05260.00263692.46980.02023n C n B q Y Y q X X -=--==气相传质单元数：,,12,,22,,1ln (1)1120.052602ln (1)2 2.46980.002637 2.46981 2.46988.028n B n B OGn B n C n C n C mq mq Y mX N mq q Y mY q q ⎡⎤-=-+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦-= m N H H OG OG 7474.0028.86===又22,,31221.60257.5..0.74744n B n B OGY Y SOG q q H K mol m s dK H sπ⋅====⋅⨯（3）若填料层增加3m ，则：m H H N OG OG 042.127474.09''===0011.0'4698.22'0526.0)4698.221(ln 4698.221122=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=Y Y N OG 又液气比一定，则：12111,'2.4698,'0.02085'''0.0208553.3536004004.45n B Y Y X X n X q mol-====⨯⨯=则：kgm kg n m 9.64.22526.23226.232'58=-=∆==13解：（1）121210022.4320.0753100100022.4320.0753(10.98)0.00150.01960Y Y X X ⨯==-⨯=⨯-===1,,12,12,11,0.278100012.41.22.4()()12.41(0.07530.0015)(0.01960)46.72.0.84.n B n B n C n C n C q mol s q Y Y q X X q q mol s kg s ---⨯==-=-⨯-=-==（2）OG OG H H N =⋅Y 1=0.073 Y 2=0.0015 X 1=0.0196 X 2=0Y 1*=1.15X 1=0.0225 Y 2*=1.5X 2=011*1122()ln*0.0730.00250.00150.0180.0730.0025ln0.0015m Y Y *Y Y Y Y Y -⋅∆=----==-120.07530.00154.10.018OG mY Y N Y -=∆-==0.5100022.40.84526.414.10.845 3.46OG H m H m⨯===⨯=14解：（1）OGOGN H H =Y 1=0.025 Y 2=0.0045 X 1=0.008 X 2=0Y 1*=1.5X 1=0.012 Y 2*=1.5X 2=0008.00045.0012.0025.0ln0045.0012.0025.0*ln)(221111=---=---=∆⋅Y Y Y Y *Y Y Y m56.2008.00045.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y Nm H OG 91.356.210==（2）当003.0'2=Y 时 12121,,1n C n BY Y Y Y q q X X '--==''-=-1003.0025.0008.00045.0025.0X0086.01='X0121.00086.05.1025.0111=⨯-=-=∆Y Y Y003.0222=-=∆Y Y Y 0065.0003.00121.0ln003.00121.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m38.30065.0003.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y N3.91 3.3813.213.210 3.2OG OGH H N m H m'=⋅=⨯==-=第六章精馏P244 ex2.(1),,,,,,n F n D n W n F F n D d n W wq q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩ ,,,,1001000.30950.05n D n Wn D n W q q q q =+⨯=⨯+⨯1,1,27.7872.22n D n W q kmol h q kmol h--=⋅⋅=⋅⋅(2),,,n L n L n F q q q δ'=+1,27.78 3.597.23n L q R D kmol h -=⋅=⨯=⋅1,97.23100197.23.n L q kmol h -'=+=1,,,97.2327.78125.01.n V n L n D q q q Kkmol h -=+=+= 1,,125.01.n V n V q q kmol h -'==(3),,,,, D ,n F n D n W n F Fn D n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,2352350.840.980.002n D n Wn D n Wq q q q =+⨯=+,,201.433.6n D n W q q ==1.-h kmol,1=R 1=δ,201.4n L q =1,,,436.4.n L n L n F q q q kmol h -'=+=⋅,,,402.8n V n L n D q q q =+=1,,402.8.n V n V q q kmol h -'==⋅(4)23206.010554.0.2326.010554.0)19.46.068.24.0)(303.75(⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯-=δ094.1=(5)精:225.075.049.04311+=+=+++=x x R X x R R y d进:⎪⎩⎪⎨⎧====---=2.10.18.011δδδδδδf x x y⎪⎩⎪⎨⎧-===+-=5.265.025.04x y x y x y f（6）2.04.02.02.15.015.1-=+=x y xx y42.0=δx 521.0=δy 42.095.0521.095.01min min --=-R R30.4min =R（8）66.05.021.075.0+-=+=x y x y⇒ 66.05.15.01=-=-f x δδ44.031==f x δ 交点36.0=x 48.0=y898.015.0833.01==+=d x y x y10.20.3*1*11+=x x y 10.20.3898.0*1*1+=x x746.0*1=x6.0746.00898898.01*1010=--=--x x x x x806.01=x821.015.0806.0833.0=+⨯=y第八章化学反应工程基本原理P340 （1）[][]112261058.2---⋅==⨯=-h p p hp p dtdp AAAAA133622221065.9450314.81058.2))(()())(()(---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯====-=-=-===h kmol m Rt k k c k Rt c k dtc d Rt c k dt Rt c d p k dtdp c Rt p v n nRt pv p c c p A A p A p AAA A[][]1131323132)(------⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=h kmol m h m kmol mkmol h m kmol c k Ac （2）%5.83)09.011(109.01)1(111110900.00000.10,0,0,24622=⨯+⨯-=+-==-+=-+===+→A A A AA A A A A y y y y x a a r s y y H H C H C δδ 或%5.83)09.011(109.01)1(1)1(0,0,0,0,=⨯+⨯-=+-=⇒+-=A A A A A A AA A A A A y y y y x x y x y y δδ3%98)0022.0411(1152.00022.01152.0)1(418881224122488)(6234)(64540,0,22232223223=⨯+⨯-=+-==--++=+++=+++=+++=+A A A AA A A y y y y x QO H N NO O NH Q O H N O NH Q O H NO O NH δδ副主设n 0=1，则n A0=0.11521393.0087.00473.12304.01129.00023.01152.00473.10022.0)98.01(1152.0)1()1(20,0,=⨯-=∆=-=∆=-=-=⇒-=O A AA A A A A n n y x n n nx n y设主反应消耗NH 3的量为Z ，副反应消耗NH 3的量为F1393.0F 43Z 451129.0F Z 4F )(6234 Z45Z )(64542223223＝＝Ｆ３副主++++=+++=+Q O H N O NH Q O H NO O NH%4.971129.011.0%5.951152.011.00029.011.0======⇒βφF Z5s q V t V R 25001.05.20===对于全混流反应器，121.0)350250(632.011)250(1)(1)(2503501250250=-=-=-=-=-==------ee F ee F et F et E tttττττ第九章均相反应器（1）30st 60st 10ln 100ln 30t 99.011ln1t 9.011ln10311ln1t =∆==-=-=-=+→k k x k SR A A级反应对于间歇操作反应器一（2）min16501.02.03.099.0t min1501.02.03.09.0t )1(x t 99900A=⨯⨯==⨯⨯=-=→+A A x kc RB A 级反应对于间歇操作反应器二（4）min50558.01111t )1(x )1(x t 20A0A===-=-=-=-=+→+t x x kc x kc SR B A A A A A A τττ二级反应对于全混流操作反应器级反应对于间歇操作反应器二（8）4.00020000000100,43)1ln(4141)11(11)1()(.4.15111110.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-===-==-+=-+==+→⎰⎰⎰-A A A A x AA A A x A A A AA x AAA V R A A A x x x kc dx x x kc x x c k dx c r dx c q V l m ol RTp V n c a a r s y CO CH CHO CH A AA τδ（15）LL V x x k dx x x k x y k dx c r dx c q V c k P k r a a r s y CH H C H C R A Ax A A Ax AA A A A AA x AAA V R Ac A p A A A A AA 6.24610210233.110233.1)6.04.01ln2(10)11ln 2(1)11(11)(111110.12444000,000000,32283=⨯⨯⨯=⨯=-⨯=--=-+=+=-====-=-+=-+==+→-⎰⎰⎰δτδ。

《工程化学基础》第二版 (陈林根方文军著) 课后习题答案高等教育出版社

7. 见教材 193~194 页. 8. 见教材 197~198 页. 第三节 1. 见教材 199 页. 2. 见教材 201~202 页. 3.水解反应:…NH-(CH2)6 -NHCO-(CH2)8-CO… + HOH →…NH-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)8-CO…
酸解反应: …NH-(CH2)6 -NHCO-(CH2)8-CO… + RCOOH →…NH-(CH2)6-NHCOR + HOOC-(CH2)8-CO… 4.聚甲基丙烯酸甲酯接触盐酸会酸解,为化学现象;接触乙酸乙酯会溶解,属物理现象. 5.聚乳酸,聚羟基乙酸能被水解,且水解产物乳酸,羟乙酸均无毒,能被人体吸收. 聚乳酸乳酸聚羟基乙酸羟乙酸第四节 1.低;小;小;易加工;老化;燃;溶于有机溶剂. 2.见教材 205 页. 3.聚四氟乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯的 LOI 值分别为 95,42,18,LOI 值越大越难燃,∴聚四氟乙烯最难燃,聚丙烯最易燃. 4.见教材 208 页. 5. 见教材 208~210 页. 6.(1)聚乙烯,聚四氟乙烯;(2)聚对羟基苯甲酸酯;(3)聚已内酰胺; (4)聚对羟基苯甲酸酯(喷气式发动机部件的密封材料),有机硅橡胶(飞机门,窗的等密封件,垫圈及火箭发动机喷口处的烧蚀材料).
3.不会有 AgBr 沉淀生成.(提示:分别计算出 Ag+的浓度和加入的 Br-浓度,再由溶度积规则判断.) 4.(1)有 AgI 沉淀生成.(2)没有 AgI 沉淀生成 . 5.(1)nSCN-+Fe3+ [Fe(SCN)n]3-n (2)3[Fe(CN)6]4-+4Fe3+Fe4[Fe(CN)6]3(s) (3)CuSO4+4NH3 [Cu(NH3)4]SO4 第四节 1.按 GB3838-88 规定,一般鱼类保护区属Ⅲ类水域,六价格≤0.05mg/l,总锰 ≤0.1mg/l,溶解氧 ≥5mg/l,CODcr≤15mg/l.( 此题可由教师把 GB8338-88 复印给大家,也可让学生自己去查阅.) 2.不对.理由略. 3.不对.化学需氧量 CODcr 表示水体中可能化学氧化降解的有机污染物的量,五日生化需氧量,BODs 表示可用生物氧化降解的有机污染物的量,用生物降解与用 K2CrO7 降解不一定有一致的变化规律. 4. 略. 5.教材 169 页. 第五章第一节 1. rGm(298.15) = -409.3 kJ.mol-1, rGm(975.15)=-397.5 kJ.mol-1 ∵ rGm(298.15)3mm>8nm.金属表面上水膜厚度为 10～106nm 时腐蚀速度率最大.当水膜过厚(超过 106nm)会阻碍氧分子通过;水膜太薄(小于 10nm)则电解质溶液不充分,腐蚀几乎不发生. 第二节 1. 见教材 188 页. 2. 见教材 188 页. 3.应注意其颜色的变化,当含 CoCl2 硅胶由蓝色逐渐变为粉红,表明其已无吸水能力,需重新加热除去水份. 4. 电池种类两极名称电极反应

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量每小时2000 kg，要求分离成含97%的苯和96%（均为质量百分数，下同）的甲苯，混合液在泡点下进料。试求：（1）所得馏出液和残液的量；（2）最小回流比；（3）求当回流比为最小回流比的2倍时的理论板数和加料位置。苯和甲苯的平衡数据如下：
液相中苯的摩尔分数气相中苯的摩尔分数 0.1 0.22 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
已知：xF = 0.40 ； xD = 0.95 ；α = 2.8 ； Rmin = 1.50
x 2.8 x 相平衡方程: y 1 ( 1) x 1 1.8 x
Rmin x D yq yq xq
Rmin
yq
2.8 xq 1 1.8 xq
0.95 yq yq xq
精馏段操作线方程： yn 1 0.78x n 0.22
（2）L = RD = 3.5×80 = 280 kmol / h 泡点进料，所以L’= L + F = 280 + 200 = 480 kmol / h
ym 1
L' W 480 120 xm xw xm 0.01 L'W L'W 480 120 480 120
= 1000 ×3.35 ×(150 − 80)/4.19 ×(65 − 15) =1119kg/h
do 1 1 1 do do R1 R2 Ko i di di di o
忽略管壁热阻和污垢热阻，则：
1 1 do 1 Ko i di o
已知： do = 25 mm; di = 25-2.5×2 = 20 mm; u = 1119/3600 ×992×0.785×0.022 = 1m/s Re = diuρ / μ = 0.02×1×992 / 65.6×10-5 = 3.02×104 > 104 （湍流） 0.7 < Pr = 4.32 < 160
（1）所得馏出液D和残液的量W
解：M苯 = 78；M甲苯 = 92 F = (2000×0.6 )/ 78 + (2000×0.4)/ 92 = 24 kmol/h
xA
xF
nA aA / M A n a A / M A aB / M B a N / M N
Δt热 = qm冷 ·cp冷· Δt冷 /qm热· c p热 = 1119 ×4.19×(60 − 15)/ 1000×3.35 = 63℃
使用6个月后，溶液的出口温度 = 150-63 = 87℃
t m t1 t 2 150 65 80 15 ＝ 74.55C 150 65 t ln 1 ln 80 15 t 2
716 W/ m 2 K

150C 80C
冷却水量提高1倍：
? C 15C
Δt冷 = qm热· cp热· Δt热/ qm冷 ·cp冷
所以，冷却水量提高1倍后，水的出口温度为： 15 + （65-15）/2 = 40 ℃ ：
t 'm'
150 40 80 15 85.54C 150 40 ln 80 15
μ = 65.6×10-5 Pa.s < 2.0×10-3 Pa ∙ s
流体被加热，取 n = 0.4
ud i 0.8 c p 0.4 0.023 ( ) ( ) di
α = 0.023 × (0.6338 / 0.02)×(3.02×104 )0.8×4.320.4 = 5022 W/(m2 ∙ K)
解：（1）水的定性温度：tm = (15 + 65)/2 = 40℃ 查表得40℃时水的物性参数： ρ = 992 kg/m3，λ = 0.6338 W/(m ∙ K)， Cp= 4.19 kJ/(kg ∙ K)，μ = 65.6×10-5 Pa ∙ s；Pr = 4.32
冷却水的用量：qm冷 = qm热· cp热· Δt热/cp冷· Δt冷
（2）、提馏段操作线方程；
（3）、精馏段内上升蒸气的流量V及下降液体的流量L；（4）、提馏段内上升蒸气的流量V′及下降液体的流量L′。
已知：F = 200 kmol / h，xF = 0.4 ；W = 120 kmol / h， xW = 0.01 （1）根据全塔物料衡算：F = D + W D = F – W = 200 – 120 = 80 kmol / h
D x F xW F x D x F xW xW F x D xW D 200 0.4 0.01 0.01 0.985 xD 80
yn1
R xD 3.5 0.985 xn xn R1 R 1 3.5 1 3.5 1
3-9：用连续精馏方法分离双组分理想混合液，原料液中含易挥发
组分的摩尔分数为0.40，馏出液中含易挥发组分的摩尔分数为0.95。溶液的相对平均挥发度为2.8，最小回流比为1.50，说明原料液的进口热状况，求出q值。解题思路：精馏段操作线、提馏段操作线和进料线三条直线交于一点。该点的坐标均满足三线方程。当R最小时，该点落在平衡线上。所以该点的坐标也满足相平衡方程
' K ''t 'm
716 85.54 1.027 KAt m Kt m 800 74.55
''
' K '' At 'm
所以，冷却水量提高1倍后，能达到要求。
课堂作业：
拟用连续精馏塔分离苯和甲苯混合液，已知混合液进料流量为200 kmol/h，其中含苯0.4（摩尔分率，下同）其余为甲苯。若规定塔底釜液中苯的含量不高于0.01，釜液的流量为120 kmol/h。泡点进料，平均相对挥发度α =2.5，塔顶冷凝器为全凝器，操作回流比R =3.5，试确定：（1）、精馏段操作线方程；
t 'm
150 60 87 15 80.66C 150 60 ln 87 15
' t m t 60 15 74.55 ' 2 KO K 800 665 W /( m K) O ' 65 15 80.66 t t m
0.372 0.507 0.62
0.713 0.791 0.857 0.912 0.959
（4）如果理论级数保持（3）中所求得的数目不变，试问下列情况下塔顶和塔底的组成各将发生什么变化？(1)加料液的浓度升高或降低；(2)加料位置上移或下移；(3)回流增加或减少；(4)回流比减少到只有（2）中所求得的最小回流比的90%。
ud i 0.8 c p 0.4 0.023 ( ) ( ) d设各传热面面积相等，则：
1 1 1 1 K 1 1 K 1 2 1 1 1 232.6 407
1
2
K 148 W / m 2 K

K ' K 203 148 100% 37.2% K 148
（2）已知u2’= 3u2，α ∝ u0.8, 则：
u 2 u2
' 2 ' 2
0.8
u 2 u 2
' 2 ' 2
0.8
407 30.8
由于：所以：
1 1 do 1 Ko i di o
'
1 1 do 1 ' ' R1 ' K O i di o
1 1 1 1 R1 ' 2.54 104 (m 2 K ) / W K O K O 665 800
（3）若希望溶液仍冷却到80℃，将冷却水量提高1倍，能否达到要求？ qm ∝ u，冷却水量提高1倍，则：u’= 2u，α ∝ u0.8：
1.50
联解上述两式，得：yq = 0.327；xq = 0.576 把结果带入进料线方程(q线方程):
q xF q 0.4 y x 0.576 0.327 q 1 q 1 q 1 q 1
解得：0 < q = 0.707 < 1，进料为气液混合物。
3-11：设计精馏塔分离含60%的苯和甲苯的混合液，混合液的处理
' 2 980 W /m 2 K
1 1 1 1 ' K' 1 1 K ' 1 2 '
1 1 1 232.6 980
1

2
K ' 188 W / m 2 K

K ' K 188 148 100% 27.0% K 148
由计算可知，提高热阻较大一侧流体的流速对提高传热有利。
1 1 do 1 1 25 1 K o i d i o 5022 20 1000 K o 800 W / m 2 K

qm C p t At m K ' t ' t m ' K t t m
（2）该换热器使用6个月后，由于水侧管子结垢，生产能力降低，如用水量不变，水的出口温度降为60℃，求污垢热阻。
' u ' u

0.8
5022 20.8 8744 W / m 2 K

1 1 do 1 1 '' ' R1 K O '' 1 do 1 K O i di o R1 ' i di o
KO
''
1 1 25 1 2.54 10 4 8744 20 1000
KAt m qm C p t K
换热器开始使用时：
使用6个月后：