化工原理 习题解答
化工原理课后习题答案
1
2
s 1 。
（答： 8 14m 3 h 1 ； 4 07kg s 1 ； 1440 kg m 2 s 1 ） 解： qV Au
d 2 u
4 4 3 3 1 2.26 10 m s 8 14m 3 h 1 ，
2
2
u1 3.22m s 1 ，
qV Au1
4
4 1-12．在水平管道中，水的流量为 2.5 10 -3 m 3 s 1 ,已知管内径 d1 5cm, d 2 2.5cm ,及 h1 1m 。若忽略能
5
d u1
2
57 3.5 22 3.22
， h f 1 2 Z1 2m ， u1 u 2 ， Z 2 3m ， P2 39.2kPa （表压） 代入上式得：
P1
2
2
P1
2
1 u1 ， 2 2g
2
P1
39.2 10 3 u1 5 9.8 1000 4
2
……②
由①与②解得：
u1 1.43m s 1 ，
P1 u1 P u Z2 2 2 ， g 2 g g 2 g 又有 Z1 Z 2 0 Z1 P P2 u 2 u1 ， 1 g 2g P2 u 2 u1 5.08 2 1.27 2 h2 h1 1 0.234m 。 g 2g 2 9.8 1-13．求常压下 35 0 C 的空气以 12m s 1 的流速流经 120m 长的水平通风管的能量损失，管道截面为长方形，高 300mm ，宽 200mm 。 （ 设 0.0005 ） （答： 66.1m 气柱，这个答案与读图很有关系） d 4ab 4 0.3 0.2 解： de 0.24m ， 2a b 20.3 0.2 deu 1.1465 0.24 12 Re 1.8 10 5 ， 18.35 10 6
化工原理课后习题答案详解
《第一章 流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。
如图。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m 3，解：h 1=600mm ，h 2=800mm ，问H 为多少mm ？m h h h m kg m kg mm h mm h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯===== 油水ρρ2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m 。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止，气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg 。
试计算楼顶的大气压强，以mmHg 为单位。
⎰⎰=∴-=⨯⨯⨯-=⨯⨯-=⎩⎨⎧---⨯=⨯⨯=----=---127.724,04763.040810190.181.9)760/(10190.181.910190.1)2.2938314/(29151408055P P p m mHg P p Ln dz pdp p p gdz d ②代入①，得②①解：ρρ3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N ？外界大气压为1atm 。
Ndz gz P F 5423501045.12/481.9103410013.13)(3⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=⎰水ρ4．4．外界大气压为1atm ，试按理想气体定律计算0.20at （表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
345/439.12.293831429)1081.020.010013.1(m Kg RT PM =⨯⨯⨯⨯+⨯==ρ解：5．5．有个外径为R 2、内径为R 1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
3/1'1232'3132)/1(/)3/4())3/4(--=∴=-ρρρπρπR R g R g R R （解：6．6．为放大以U 形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U 形压差计。
化工原理典型习题解答
化工原理典型习题解答王国庆陈兰英广东工业大学化工原理教研室2003上 册一、选择题1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则(1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。
A ．4倍B ．8倍C ．16倍D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。
A ．4倍B ．8倍C ．16倍D ．32倍解：(1) 由 222322642dluu d l du u d l h f ρμμρλ=⋅⋅=⋅⋅= 得162442122122122121212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u du h h f f (2) 由 2222ud l d f u d l h f ⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅⋅=ελ 得322 55212142122112212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。
A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2222222111ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2222222111u d l l u d l l e e ⋅+⋅=⋅+⋅λλ 又由完全湍流流动得 ⎪⎭⎫⎝⎛=d f ελ所以 ()()222211u l l u l l e e ⋅+=⋅+而 24d u uA V π⋅== 所以 ()()1547.175.01211212==++==e e l l l l u u V V3． 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。
(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
化工原理课后习题答案1. 请计算下列物质的摩尔质量，(1) H2O (2) CO2 (3) NaCl。
(1) H2O的摩尔质量 = 21 + 16 = 18 g/mol。
(2) CO2的摩尔质量 = 12 + 216 = 44 g/mol。
(3) NaCl的摩尔质量 = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol。
2. 一种化合物的分子式为C6H12O6，其摩尔质量为180 g/mol，请问这种化合物的分子量是多少？这种化合物的分子量就是其摩尔质量，即180 g/mol。
3. 在一次化学反应中，反应物A和B按化学方程式2A + 3B → C + D 反应，如果A的摩尔质量为20 g/mol，B的摩尔质量为30 g/mol，C的摩尔质量为40 g/mol，D的摩尔质量为50 g/mol。
请问，如果A和B分别以40 g和90 g的质量参与反应，求反应后C和D的质量各是多少？根据化学方程式2A + 3B → C + D，A和B的物质的摩尔比为2:3，因此A和B的摩尔数分别为40 g / 20 g/mol = 2 mol和90 g / 30 g/mol = 3 mol。
根据摩尔数的比例，C和D的摩尔数分别为21 = 2 mol和31 = 3 mol，所以C和D的质量分别为240 g/mol = 80 g和350 g/mol = 150 g。
4. 请问在下列反应中，哪些是氧化还原反应？(1) 2Mg + O2 → 2MgO。
(2) 2Na + Cl2 → 2NaCl。
(3) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2。
(4) Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag。
(3) 和(4)是氧化还原反应。
在(3)中，Zn被HCl氧化生成ZnCl2，同时HCl被还原生成H2。
在(4)中，Cu被AgNO3氧化生成Cu(NO3)2，同时AgNO3被还原生成Ag。
5. 请问下列哪些是双原子分子？H2、Cl2、O2、N2、HCl、CO2。
化工原理习题答案
化工原理习题答案问题一：质量守恒及干燥问题问题描述：一种含有30%水分的湿煤经过加热后，其水分含量降低到15%。
问：为了使1000kg湿煤的水分含量降到15%，需要排除多少千克水分？解答：根据质量守恒原则，该问题可以通过计算质量的变化来求解。
设湿煤的初始质量为m1，水分含量为w1，加热后的质量为m2，水分含量为w2。
根据题意可得到以下关系：m1 = m2 + m水分 w1 = (m水分 / m1) × 100% w2 = (m水分 / m2) × 100%根据题意可得到以下关系： w2 = 15% = 0.15 w1 = 30% = 0.30将以上关系代入计算，可得到： 0.15 = (m水分 / m2) × 100% 0.30 = (m水分 / m1) × 100%解得：m水分 = 0.15 × m2 = 0.30 × m1代入具体数值进行计算： m水分 = 0.15 × 1000kg = 150kg因此，需要排除150千克水分。
问题二：能量守恒问题问题描述：一个装有100升水的水箱，水温为20°C。
向该水箱中加热10000千卡的热量，水温升高到40°C。
问：热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了多少度？解答：根据能量守恒原理，可以通过计算热量的变化来求解。
热量的变化可表示为：Q = mcΔT其中，Q为热量的变化量，m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度的变化。
根据题意可得到以下关系： Q = 10000千卡 = 10000 × 1000卡 m = 100升 = 100升 × 1千克/升 = 100 × 1千克 c = 1千卡/升·°C 代入公式计算温度的变化ΔT：10000 × 1000 = (100 × 1) × (ΔT) ΔT = (10000 × 1000) / (100 × 1) = 1000000 / 100 = 10000°C 因此，热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了10000度。
化工原理(上册)习题解答(第三版_谭天恩主编)部分答案
H=( + )/ =(107.5*10^3+40*10^3)/1000*9.81=15.04m（a）
对整个循环系统做机械能衡算（从面1-1经泵再回到面1-1）；
h=BQ^2=8λl/π^2d^2g*(Q/3600)^2=1.245*10^-2Q^2
式中，Q以m^3*h^-1计。
结果与读图相符
2-2用内径为200mm、长50m的管路输送液体（密度与水相同），升高10m。管路上全部管件的当量长度为27m，摩擦系数可取为0.03.作用于上下游液面的压力相同。试列出管路特性方程，其中，流量Q以m^3*h^-1计，压头H以m计。
附图中的实线与虚线分别为IS250-200-315型和IS250-200-315A型离心泵的特性曲线。试求，若在本题中的管路上分布安装这两个泵时的流量、所需的轴功率及效率。
2-10往复压缩机的活塞将278k、101.3kpa（绝）的空气抽入气缸，压缩到324kpa（绝）后排出。试求活塞队每千克空气所做的功。若将1kg空气在一密闭的筒内用活塞字101.3kpa（绝）压缩到324kpa（绝），所需功是多少？两种情况下均按绝热压缩机算。
解：在气缸中压缩、排出14，为使表中序号1的全风压达到222mm O,转速n’应满足
n’/n= =1.505
故n’=1.505*1000=1505r*min^-1
在此转速下，序号1的流量变为
Q’=11200*1.505=16860m^3*h^-1
可以满足需要（稍增大阻力，如关小阀门，可使流量减小至16860m^3*h^-1）。
解：（1）查附录七知65℃水的饱和蒸汽压力为 =25.0kpa
查附录五知65℃水的密度ρ=980.5kg*m^-3
丁玉兴主编《化工原理》习题解答
丁玉兴编《化工原理》习题解答第一章 流体流动与输送1. 40%糖液的比重为1.18，试求其密度。
解：由得水ρρ=td3kg/m 118018.1==水ρρ2、将以下压力单位换算为kPa ，且各用表压和绝对压表示。
（1）0.4kgf/cm 解：∵1kgf=9.81N∴2/4.0cm kgf =kPa 24.39101081.94.034=⨯⨯-- kPa P 24.39=∴kPaP P P kPaP O mmH kPa P P P kPa P mmHg kPa P P P kPaP mmHg kPa P P P kPaP OmmH kPa P P P 4.989.23.1019.23.10133.1010300)(30053.210.803.1010.803.10176060060046.1343.1013.333.333.101760250)(250381.1003.10149.049.033.103.101105050206.623.10124.393232=-=-==⨯⨯==-=-=∴=⨯==+=+==⨯=-=-=-=∴=⨯⨯=-=-=-=--真大真真大真大表表大表大表真空度）（（真空度））（表压）（解：）（3. 某果汁浓缩锅的加热蒸汽绝对压力为1.4kgf/cm 2，锅内的绝对压力为400mmHg ，设当地大气压为1at ，试分别以SI 制表示蒸汽的表压力和锅内的真空度。
解：大绝表p p p -=10133kPa 1atm p ==大Pa p p p 453106.3100133.11033.101033.14.1⨯=⨯-⨯⨯=-=大绝蒸汽表蒸汽 Pa 108.41033.101760400100133.1p p 435⨯=⨯⨯-⨯=-=绝锅内大真锅内p4、当地大气压为750mmHg 时，问位于水面下20m 深处的绝对压是多少Pa 和atm? 解：由题意可得：Pa mmHg 5100.1750⨯=Pa g h P P 53501096.28.9100.120100.1⨯=⨯⨯⨯+⨯=+=ρatmP Paatm 92.210013.1/1096.210013.11555=⨯⨯=∴⨯= 又5. 用U 形管压差计测定管路两点的压差。
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第二章流体输送机械
一.填空题
1. 离心泵的基本结构包括如下三部分：______，_____，_______。
泵壳；叶轮；轴封装置。
2. 离心泵的主要参数有：______，______，______，________。
***答案*** 流量；扬程；功率；效率。
3. 离心泵的特性曲线有：_______________，__________，_____________。
***答案*** 压头H---流量q曲线；功率P---流量q曲线；效率η--流量q曲线。
4. 离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：_____________，________________。
***答案*** 泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q.
5. 调节离心泵流量的方法有：____________，____________，_______________。
***答案*** 改变管路特性曲线；改变泵的特性；离心泵的串并联
6. 液体输送设备有：_________，________，__________，__________，________。
***答案*** 离心泵；往复泵；齿轮泵；螺杆泵；旋涡泵等。
7. 气体输送设备有：________，_________，___________。
***答案*** 通风机；鼓风机；压缩机
8. 离心泵标牌上写上P e－q e表示＿＿＿＿，η－q e＿＿＿＿，He－Qe表示＿＿＿＿。
***答案*** 功率曲线，效率曲线，扬程曲线。
9. 泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
***答案*** 降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤。
10. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数＿＿＿＿，压力表的读数＿＿＿。
***答案*** 出口减小增大
11. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿＿＿现象。
***答案*** 气蚀
12. 离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
***答案*** 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。
13. 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。
***答案*** 效率最高
14. 泵铭牌上的轴功率和允许吸上真空高度是指＿＿＿＿＿＿＿时的数值。
***答案*** 效率最大
15. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。
***答案*** 出口阀
16. 往复压缩机的实际工作循环由_ _ _、_ _ _、_ _ _和_ _ _四个阶段组成。
***答案*** 膨胀、吸气、压缩、排气
17. 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。
这种现象称为_ _ _ _现象。
***答案*** 气缚
18. 为防止气蚀现象发生，离心泵在运转时，必须使泵入口处的压强___________饱和蒸汽压。
***答案*** 大于输送温度下该液体的。
二.解答题
1. 在化工生产和设计中，对流体输送机械的基本要求是什么？
答：基本要求有：
（1） 能适应被输送流体的特性（如粘性、腐蚀性、含固体杂质等）。
（2） 能满足工艺上对流量和能量（压头）的要求。
（3） 结构简单，操作可靠和高效，投资和操作费用低。
2. 说明离心泵叶轮的构造和作用。
答：叶轮的构造：它是由若干弯曲的叶片构成。
作用：将原动机的机械能直接传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高。
3. 用简单语言来说明离心泵的工作原理。
答：离心泵的工作原理是依靠高速旋转的叶轮，泵内液体在惯性离心力
作用下，自叶轮中心被甩向外界并获得能量，最终体现为液体静压能的增加。
4. 何谓轴封？其有何作用？常用的轴封装置有哪些？
答：泵轴和泵壳之间的密封称为轴封。
其作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气漏入泵内。
常用的轴封有：填料密封和机械密封两种。
5. 离心泵内能量损失包括哪几项？离心泵的效率与哪些因素有关？
答：离心泵的能量损失包括以下几项：容积损失，机械损失，水力损失。
离心泵的效率与泵的类型、尺寸、制造精确程度、液体的流量及性质等因素有关。
6. 简述气蚀现象发生的原因及防止气蚀发生的有效措施。
答：气蚀现象发生的原因是叶轮入口附近处液体的绝对压强等于或低于该液体在工作温度下的饱和蒸气压。
有效措施是通常根据泵的抗气蚀性能，合理地确定泵的安装高度。
7. 简述离心泵有哪些种流量调节方法？常用哪一种？
答：流量调节方法有：（1）改变泵出口阀门开度；（2）改变泵的转速； （3）减小叶轮直径。
8. 简述选用离心泵的一般步骤。
答：一般步骤如下：
（1）根据输送液体的性质和操作条件，确定离心泵的类型。
（2）确定输送系统的流量Q e 和压头H e 。
（3）选择泵的型号，要求Q ≥Q e ，H ≥H e ，且效率η较高（在高效区）
（4）核算泵的轴功率。
（当ρ液>ρ水时）
三.计算题
1. 某离心泵在转速为1450r/min 下测得流量为65m 3/h ，压头为30m 。
若将转速调至1200r/min ，试估算此时泵的流量和压头。
解：离心泵的转速改变后，泵的性能可按比例定律估算（当转速变化小于
20％时，偏差不大）。
若改变前的性能下标为1，改变后的下标为2。
（1） 2121n n Q Q = ，可得h m n n Q Q /8.531450
120065.31212=⨯== （2）
22121)(n n H H =，可得H 2=m n n H 55.20)14501200(30).(22121=⨯= 2. 如图所示，某车间要将地面敞口贮槽内密度为1120Kg/m 3的溶液送至高位槽内，槽内表
压强为3.92×104Pa ，需要的送液量为120 m 3/h ，输送管路为φ140×4.5mm 的钢管，其计算
总长度为140m （包括直管长度和所有局部阻力的当量长度），两液面高度差Δz ＝11m ，摩擦系数λ为0.03。
试问能否送用n ＝2900r/min 、Q ＝132m 3/h 、H ＝30m 的离心水泵？
3.
3的溶液送至高位槽内，槽内表压强为3.92×104Pa ，140×4.5mm 的钢管，其计算总长度为140m Δz ＝11m ，摩擦系数λ为0.03。
试问能否送用n ＝2900r/min 、Q ＝132m 3/h 、H ＝30m 的离心水泵？（溶液性质与水相近） 解：（1Q 、H 进行比较后才能确定能否
选用该泵。
在图（2分）中1-1’与2-2’间列 式：2122-+∆+∆+∆=f H g
p g u z He ρ（2分） （1） 各量确定：Δz ＝11m ，Δu ＝0，pa p p p 4121092.3⨯=-=∆(表压)
s m u /474.2)131.0(43600
/1202
== （2分） m g u d l l H e f 97.981
.92)474.2(131.014003.02.2221=⨯⨯⨯=⨯∑+=-λ （2分） （2） 求He 。
把以上各值代入，可得：m He 54.2497.981
.911201092.3114
=+⨯⨯+= （1分） （3） 确定能否选用。
输送系统所需的流量Q e ＝120 m 3/h ，压头H e ＝24.54m ，而离心泵能提供的流量Q ＝132 m 3/h>Q e ，提供的压头30m>H e ；且溶液的性质与水相近，故能选用该水泵。
（3分）
4. 如图所示的2B31型离心泵装置中，你认为有哪些错误？并说明原因。
图中错误有：
1）无底阀，无法灌液且易堵塞；
2）安装高度15m 过高，因常压下送水理论上最大的吸上高度
为10.33m 而实际由于存在阻力，不可能达到如此高度；
3）吸入管径比排出管径小，因流速增大而引起损失能量
增大易发生气蚀在现象；
4）叶轮反转；无法排液；。