化工原理课后习题(参考答案)概要
化工原理课后习题答案全
化工原理课后习题答案（夏清、贾绍义主编.化工原理.天津大学出版社,2011.） QQ578571918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 ≤ ζ螺解：P 螺 = ρgh ×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nζ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P 油 ≤ ζ螺 得 n ≥ 6.23取 n min = 7至少需要7个螺钉3．某流化床反应器上装有两个U型管压差计，如本题附4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。
试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Γh在1－1´与2－2´截面之间P 1 = P2+ ρ水银gR∵P1 = P4，P2= P3且P3 = ρ煤油gΓh ， P4= ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Γh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Γh + h）-ρ煤油gΓh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ5．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。
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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
1.1 解：混合气体的平均分子量Mn 为Mn=M y + M y + M y + M y=44×0.085+32×0.075+28×0.76+18×0.08=28.86kg/kmol该混合气体在500℃，1atm 时的密度为ρ==×=0.455kg/m ³ 1.2 解：设备上真空表的绝对压强为绝对压强=大气压―真空度=740―100=640mmHg=640×=8.53×10N/m ²设备内的表压强为 表压强=―真空度=―100mmHg=―（100×）=―1.33×10N/m ² 或表压强=―（100×1.33×10）=―1.33×10N/m ²1.3 解：设通过孔盖中心的0—0水平面上液体的静压强为p ，则p 便是罐内液体作用于孔盖上的平均压强。
根据流体静力学基本方程知p=p +ρg h作用在孔盖外侧的是大气压强p ，故孔盖内外两侧所受压强差为Δp =p ―p = p +ρgh ―ρghΔp=960×9.81(9.6―0.8)=8.29×10N/m²作用在孔盖上的静压力为 Δp ×=8.29×10N每个螺钉能承受的力为螺钉的个数=3.76×10=6.23个1.4 解：U 管压差计连接管中是气体。
若以分别表示气体，水和水银的密度，因为《，故由气体高度所产生 的压强差可以忽略。
由此可认为由静力学基本方程式知 = =1000×9.81×0.05+13600×9.81×0.05=7161N/m ²=7161+13600×9.81×0.4=6.05×10N/m(表压)1.5 解：1）1，2，3三处压强不相等，因为这三处虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体。
《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。
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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(杨祖荣主编)课后习题解答
目录第一章流体流动与输送设备 (2)第二章非均相物系分离 (26)第三章传热 (32)第四章蒸发 (44)第五章气体吸收 (48)第六章蒸馏 (68)第七章干燥 (84)第八章萃取 (92)第一章 流体流动与输送机械1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO 28.5％，O 27.5％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量molkg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∴ 混合密度333/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+⨯⨯⨯⨯==-ρ2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。
又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。
解：乙醇水溶液的混合密度7895.02.9985.012211+=+=ρρρa a m3/36.881m kg m =∴ρ相对误差：%74.5%10093536.8811%100=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⨯-实实m m m ρρρ3．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。
若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：''真真绝p p p p p a a -=-=∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。
容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。
试计算液面到下方测压口的距离。
化工原理课后习题答案
第七章 吸收1,解：（1）（2） H,E 不变，则 (3)2，解：同理也可用液相浓度进行判断3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。
现，故HCl 在水中的扩散系数.水的缔和参数分子量粘度 分子体积4，解:吸收速率方程1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气代入式x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm.5，解：查，008.0=*y 1047.018100017101710=+=x 764.001047.0008.0===*x y m Pa mp E 451074.710013.1764.0⨯=⨯⨯==Pa m kmol E C H ⋅⨯=⨯==3441017.71074.75.55KPa P 9.301=2563.0109.3011074.734⨯⨯==P E m 0195.0109.301109.533=⨯⨯=*y 01047.0=x 862.101047.00195.0===*x y m Pa mp E 531062.5109.301862.1⨯=⨯⨯==Pa m kmol E C H ⋅⨯=⨯==-35510875.91062.55.5509.0=y 05.0=x x y 97.0=*09.00485.005.097.0=<=⨯=*y y 吸收∴atm P 1=,293k T =,5.36=A M ,29=B M 5.215.1998.1=+=∑AV()()smD G 25217571071.11.205.2112915.36129310212121--⨯=+⨯+⨯=L D ,6.2=α,18=s M (),005.1293CP K =μmol cm V A 33.286.247.3=+=()()s m s cm D L 29256.081099.11099.13.28005.1293136.2104.721---⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=或()()()12A A BM A P P P P RTx D N --=3107.53.10105.0m kN P A =⨯=2266.0m kN P A =212.96065.53.101m kN P B =-=226.10066.03.101m kN P B =-=()24.986.1002.9621m kN P BM =+=()()()07.566.04.983.101295314.81024.01043-⨯⨯-=--x s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数下C 80cm s cm T T D D 25275.175.112121044.3344.029*******.0-⨯==⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=水的蒸汽压为，时间 6,解：画图7,解：塔低：塔顶：2.5N 的NaOH 液含 2.5N 的NaOH 液的比重＝1.1液体的平均分子量：通过塔的物料衡算，得到如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。
化工原理实验课课后习题答案
流体流动阻力的测定1.如何检验系统内的空气已经被排除干净答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数,在开机前若真空表和压力表的读数均为零,表明系统内的空气已排干净；若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净;行压差计的零位应如何校正答：先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进行零点校验3.进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门为什么答：在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体;4．待测截止阀接近出水管口,即使在最大流量下,其引压管内的气体也不能完全排出;试分析原因,应该采取何种措施答：待截止阀接近进水口,截止阀对水有一个阻力,若流量越大,突然缩小直至流回截止阀,阻力就会最大,致使引压管内气体很难排出;改进措施是让截止阀与引压阀管之间的距离稍微大些;5．测压孔的大小和位置,测压导管的粗细和长短对实验有无影响为什么答：由公式2p可知,在一定u下,突然扩大ξ,Δp增大,则压差计读数变大；2u反之,突然缩小ξ,例如：使ξ＝,Δp减小,则压差计读数变小;6．试解释突然扩大、突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同现象答：hf与很多值有关,Re是其中之一,而λ是为了研究hf 而引入的一个常数,所以它也和很多量有关,不能单单取决于Re,而在Re在一定范围内的时候,其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置,可以认为λ与Re关系统一;7.不同管径、不同水温下测定的～Re曲线数据能否关联到同一曲线答：hf与很多值有关,Re是其中之一,而λ是为了研究hf而引入的一个常数,所以它也和很多量有关,不能单单取决于Re,而在Re在一定范围内的时候,其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置,可以认为λ与Re关系统一;正如Re在3×103～105范围内,λ与Re的关系遵循Blasius关系式,即λ=8．在～Re曲线中,本实验装置所测Re在一定范围内变化,如何增大或减小Re的变化范围答：Redu,d为直管内径,m；u为流体平均速度,m/s；为流体的平均密度,kg/m3；s; 为流体的平均黏度,Pa·8．本实验以水作为介质,作出～Re曲线,对其他流体是否适用为什么答：可以使用,因为在湍流区内λ=fRe,;说明在影响λ的因素中并不包含流体d本身的特性,即说明用什么流体与-Re无关,所以只要是牛顿型流体,在相同管路中以同样的速度流动,就满足同一个-Re关系;9．影响值测量准确度的因素有哪些答：2dp,d为直管内径,m；为流体的平均密度,kg/m3；u为流体平均速2u度,m/s；p为两测压点之间的压强差,Pa;△p=p1-p2,p1为上游测压截面的压强,Pa；p2为下游测压截面的压强,Pa 离心泵特性曲线的测定1.为什么启动离心泵前要先灌泵如果灌水排气后泵仍启动不起来,你认为可能是什么原因答：离心泵若在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气;由于空气密度很小,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;泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏,即使电机的三相电接反了,泵也会启动的;2．为什么启动离心泵时要关出口调节阀和功率表开关启动离心泵后若出口阀不开,出口处压力表的读数是否会一直上升,为什么答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机;当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的;3．什么情况下会出现气蚀现象答：金属表面受到压力大、频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等,使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏;4．为什么泵的流量改变可通过出口阀的调节来达到是否还有其他方法来调节流量答：用出口阀门调节流量而不用泵前阀门调节流量保证泵内始终充满水,用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压,使叶轮氧化,腐蚀泵;还有的调节方式就是增加变频装置,很好用的;5．正常工作的离心泵,在其进口管线上设阀门是否合理为什么答：合理,主要就是检修,否则可以不用阀门;6．为什么在离心泵吸入管路上安装底阀答：为便于使泵内充满液体,在吸入管底部安装带吸滤网的底阀,底阀为止逆阀,滤网是为了防止固体物质进入泵内而损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常操作;7．测定离心泵的特性曲线为什么要保持转速的恒定答：离心泵的特性曲线是在一定转速n下测定的,当n改变时,泵的流量Q、扬程H及功率P也相应改变;对同一型号泵、同一种液体,在效率η不变的条件下,Q、H、P随n的变化关系如下式所示见课本81页当泵的转速变化小于20%时,效率基本不变;8．为什么流量越大,入口真空表读数越大而出口压力表读数越小答：据离心泵的特征曲线,出口阀门开大后,泵的流速增加,扬程降低,故出口压力降低；进口管道的流速增加,进口管的阻力降增加,故真空度增加,真空计读数增加;过滤实验1.为什么过滤开始时,滤液常有些混浊,经过一段时间后滤液才转清答：因为刚开始的时候滤布没有固体附着,所以空隙较大,浑浊液会通过滤布,从而滤液是浑浊的;当一段时间后,待过滤液体中的固体会填满滤布上的空隙从而使固体颗粒不能通过滤布,此时的液体就会变得清澈;2.滤浆浓度和过滤压强对K有何影响答:滤浆浓度越大滤浆的黏度也越大,K值将越小；过滤压强的增大,同时影响比阻和压缩指数,但总体来说K值也会随之增大;4.△q取大一点好还是取小一点好同一次实验△q不同,所得出的K、qe会不会不同Q为什么去平均值答：△q应适当的取,估算实验总用时,大概取7~8个点,可平均取或取不同的△q,得出的k、qe 影响不大；而因为我们算出来的△t/△q是该过滤量段的平均时间,其值在表示该滤液量中段更显其准确性;总传热系数测定实验1.实验过程中,蒸汽温度改变对实验结果有什么影响如何保持蒸汽温度恒定答：蒸汽温度提高,只影响tm, T增大,tm增大,在其它条件不变的情况下,从公式可以看出,对流传热系数减小;措施：及时排除不凝气体和冷凝水,保持蒸汽压力恒定;3.实验过程中,如何判断传热达到稳定答：在实验进行一段时间后,如果在温度显示仪上蒸汽的温度和空气的出口温度都为稳定值,即表示传热达到稳定;4.蒸汽冷凝过程中不凝性气体存在对实验结果会有什么影响应采取什么措施解决答：在套管换热器中,环隙中通水蒸汽,内管管内通空气,水蒸汽冷凝放热加热空气,空气侧对流传热系数i与总传热系数K有以下关系：若有不凝气体存在,使得减小,K减小;措施：因为蒸汽冷凝传热系数很大,空气的传热系数较小,为了提高总传热系数,主要提高管内的传热系数湍动程度比较容易,及时排除不凝气体;1．其它条件不变,只改变回流比对塔的性能有何影响答：精馏中的回流比R,在塔的设计中是影响设备费用塔板数、再沸器、及冷凝器传热面积和操作费用加热蒸汽及冷却水消耗量的一个重要因素,所以应该选择合适的回流比;在操作中,它是一对产品的质量与产量有重大影响而又便于调节的参数;2．进料板的位置是否可以任意选择它对塔的性能有何影响答：冷液进料时,q线斜率大于零,所以提馏段操作线原理平衡线,与其他进料状况相比要想达到相同的分离效果,必须减少板数,但实际板数不会变,使得分离效果更好;进料位置会上移;3．查取进料液的汽化潜热时定性温度如何取答：取进料管入口与出口温度的算术平均值作为进料液的汽化潜热时的定性温度;4．进料状态对精馏塔操作有何影响确定q线需测定哪几个量答：在回流比R、x f、x d、x w一定的情况下,q值减小,即进料前经过预热或者部分汽化,精馏段操作线不变,但提馏段操作线斜率变大越靠近平衡线,所需的理论板数N越多;5．塔顶冷液回流对塔操作有何影响答：冷凝液成为回流液的一部分,由于这部分的冷凝,上升到精馏段的蒸汽量比提留段少,费蒸汽;6．利用本实验装置能否得到98%质量以上的乙醇为什么答：不能;在本次实验中,测出的塔板的效率非常低,仅为40%左右,要达到此值,塔要无限高,与实验高度不符;7．全回流操作在生产中有何实际意义答：塔顶上升的蒸汽经冷凝后全部回流到塔内,这种操作方式叫全回流；塔顶和塔底产品产量均为零,既不想塔内进料也不从塔内取料,无精馏段和提馏段之分,操作线为yn+1=yn,所需理论板数最少；在精馏生产停车时利用全回流可以调整塔使塔稳定8．精馏操作中为什么塔釜压力是一个重要参数它与哪些因素有关答：塔压反映了塔内部组分的变化、塔负荷情况等;9．操作中增加回流比的方法是什么能否采用减少塔顶出料量D的方法答：相同的物系,达到相同的分离要求,若进料状况参数q值越小,对应的最的回流比越大；同一物系分离,进料组成及热状况相同,x d越大,R min就越大,最小回流比与一定分离要求是紧密联系的;10．本实验中,进料状况为冷态进料,当进料量太大时,为什么会出现精馏段干板,甚至出现塔顶既无回流也无出料的现象应如何调节答：进料过大容易导致塔釜部热量负荷升高,引起三点温度下滑；可以换热或提高釜部热量1.测定吸收系数KYa和△P/Z—u关系曲线有何实际意义答：△P/Z —u曲线是描述流体力学的特性也是吸收设备主要参数,为了计算填料塔的动力消耗也需流体力学特性,确定填料塔适宜操作范围及选择适宜的气液负荷;2.测定曲线和吸收系数分别需测哪些量答：空塔气速u；填料层压降△P；塔顶表压大小；吸收系数KYa；空气流量；氨气流量；进塔和出塔气体浓度；操作状态下的温度、压强；塔顶、塔底液相浓度;3.试分析实验过程中气速对KYa和△P/Z的影响;答：由△P/Z—u 曲线可知,当l=0时,随u增大,△P/Z也增大,两者呈直线关系；当l≠0时,随u增大,△P/Z也增大,在截点与液泛点之间呈微小变化,△P/Z增加相对较快,在液泛点以上u稍微增加一些,△P/Z有明显变化,阻力增加,不能下流,而对KYa由于随u增大在一定范围内吸收增大反而不吸收,KYa变为0;4.当气体温度与吸收剂温度不同时,应按哪种温度计算亨利系数答：以为E随物系而变,一定物系T增加E增大,当气体温度与吸收剂温度不同时应用吸收剂温度来计算亨利系数;5.分析实验结果：在其他条件不变的情况,增大气体流量空气的流量,吸收率、吸收系数KYa及传质单元数NOG、传质单元高度HOG 分别如何变化是否与理论分析一致,为什么答：由记录测定两组体积吸收系数可以看出,若是增大空气流量吸收系数KYa减小,那么增大V空气流量时则GA必增大,传质单元高度HOG不变,与理论分析差不多;6.在不改变进塔气体浓度的前提下,如何提高出塔氨水浓度答：当Y1不变时X1=Y1-Y2/L/G+X2知在Y1、Y2都不变时增大X2,即吸收剂所含溶质组成,则可使X1增大,则提高了出塔氨水浓度;7.填料吸收塔塔底为什么必须设置液封管路答：为了防止塔外气体进入塔内影响吸收效率,同时还可以起到稳定塔内气体压力的作用;1.为什么在操作中要先开鼓风机送气,而后通电加热答：先开风机是为了避免空气不流通而烧坏电加热器;2.如果气流温度不同时,干燥速率曲线有何变化答：干燥速率的定义：恒速干燥阶段：湿物料在恒速干燥条件下进行时,物料表面的湿度θ等于空气的湿球温度tw,当tw为定值时,物料表面的空气湿含量HW也为定值;由于物料表面和空气间传热和传质过程与测湿球温度时的情况基本相同;所以dQ/sdt=at-tw,dw/sdt=KhHsw-H而干燥是在恒定空气条件下进行的;故随空气条件而变的α和kH均保持恒定不变,而且 t—tw和 HW-H也为恒定值;由此可知：湿物料和空气间的传热速率及传质速率均保持不变;即湿物料以恒定速率向空气中、气化水分;而且此阶段,空气传给湿物料的湿热恰好等于水分气化所需的汽化热,即dQ=rdH,U=dW/Sdt=kHHt-H=a/rt-tw由此可知,在第一阶段——恒速干燥阶段,U随气流温度升高而增大;降速干燥阶段：由于降速干燥阶段速率取决于物料本身结构、形状和尺寸,而与干燥介质状态参数无关,因此变化不大;3.试分析在实验装置中,将废气全部循环可能出现的后果答：如果将废气全部循环,水分将不能由实验装置中排出;这样直到热气流中水分达到一定含量,气流水分的分压不再小于干燥物料水分的分压,会导致干燥介质为水气所饱和,推动力为零,气流就不能将汽化的水汽带走,干燥就无法进行;4.某些物料在热气流中干燥,希望热气流相对湿度要小；某些要在相对湿度较大的热气流中干为什么答：在化工生产中,由于被干燥物料的形状和性质各不相同,对于干燥后的产品要求也不尽相同,因此对于干燥介质的要求也不同;对于需要在热气流中干燥的物料,如果希望干燥过程的平均推动力较大,干燥介质水汽的分压较小,有一个较大的干燥速率;以较快完成干燥操作,则希望热气流相对湿度要小；相反,如果需要减少空气消耗量及传热量,降低操作费用,则可在相对湿度较大的热气流中干燥;5.物料厚度不同时,干燥速率曲线又如何变化答：AB——预热段；与物料厚度无关；BC——恒速段,与物料厚度也无关；C点——临界点,物料越厚,XC越大CD—降速段,由于是同一物料,物料越厚,X不变,但C’ D 将在CD曲线下方;6.湿物料在70℃～80℃的空气流中经过相当长时间的干燥,能否得到绝干物料答：不能;当物料中所含水分降至平衡含水量时,干燥过程终止。
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4-1 有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面包一层热导率 oC)、厚度为300mm的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为 为0.16w/(m· 30 oC，另测得距加热器平壁外表面250mm处的温度为75 oC，如图所示。 试求加热器平壁外表面温度t1。
tm，逆流
t1 t2 70 40 o 53 . 6 C t1 70 ln t2 ln 40 t1 t2 100 10 o 39 . 1 C t1 100 ln t2 ln 10
G(Y1 Y2 ) L( X1 X 2 )
Y1 Y2 L G min X1,max X 2
通过
算出最小液气比：（L/G）min
（2）解题过程类似于（1）小题
1-15. 常温的水在管路中流动。在截面1处的流速为0.5m/s，管内径为 200mm，截面2处的管内径为100mm。由于水的压力，截面1处产生1m高 的水柱。试计算在截面1与截面2之间所产生的水柱高度差h为多少？（忽 略从1到2处的压头损失）
1-28. 水的温度为10 oC，流量为330L/h，在直径φ57mmX3.5mm、长度 100m的直管中流动。此管为光滑管。（1）试计算此管路的摩擦损失； （2）若流量增加到990L/h，试计算其摩擦损失。
m y* / x 7Leabharlann 98103 / 0.0105 0.76
5-9 CO2分压力为50kPa的混合气体，分别与CO2浓度为0.01kmol/m3的水 溶液和CO2浓度为0.05kmol/m3的水溶液接触。物系温度均为25oC，气液 5 平衡关系 p 1.66210 xkPa 试求上述两种情况下两相的推动力（分别 以气相分压力和液相浓度差表示），并说明CO2在两种情况下属于吸收 还是解吸。
1 1 m K Y kY kY
1 m 比较 与 kY kX
（ 2）
NA KY Y Y *
5-15 在一吸收塔中，用清水在总压为0.1MPa、温度20oC条件下吸收混合 气体中的CO2，将其组成从2%降至0.1%（摩尔分数）。20oC时CO2水溶 液的亨利系数为E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求（1） 液-气比L/G及溶液出口组成X1；（2）总压改为1MPa时的L/G及溶液出口 组成X1 解：（1）
0.01 1.8 10 4 解 x1 0.01 1 997 / 18
p1 1.662105 1.8 104 29.92kPa
气相分压力表示的推动力为： p p1 50 29.92 20.08kPa 吸收
5-12 用清水在吸收塔中吸收混合气体中的溶质A，吸收塔某截面上，气相 主体中溶质A的分压为5kPa，液相中溶质的摩尔分数为0.015。气膜传质 5 2 3 2 系数 kY 1.5 10 kmol/(m s) 液膜传质系数 kX 3.5 10 kmol/(m s) 气液平 衡关系可用亨利定律表示，相平衡常数m=0.7。总压为101.325kPa。试求： （1）气相总传质系数KY，并分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制；（2） 试求吸收塔该截面上溶质A的传质速率NA。 解：（1）
p* 798 E＝ 76kPa x 0.0105 1 / 17 c 0.584km ol/ m3 (100 1) / 998.2
y* 798/ 100103 7.98103
0.584 H c / p 0.73kmol /(m3 kPa ) 0.798
tm，并流
5-4 100g水中溶解1gNH3，查得20oC时溶液上方NH3平衡分压798Pa。此 烯溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E（单位为kPa）、 溶解度系数H [单位为kmol/(m3· kPa)]和相平衡常数m。总压为100kPa。
解
x
1 / 17 0.0105 1 / 17 100 / 18
qv qm / 30000/ 998.2 30.05m3 / h 流速为 v 1.0m / s
4qv 4 30.05 0.103m 103m m v 3600 1.0 选择 108m m 4m m 无缝钢管，内径 d 100 mm d
qv 30.05 / 3600 1.06m / s 此时，主管内流速为 v A 0.12 4
1-14. 从一主管向两支管输送20oC的水。要求主管中水的流速约为1.0m/s， 支管1与支管2中水的流量分别为20t/h与10t/h。试计算主管的内径，并从 无缝钢管规格表中选择合适的管径，最后计算出主管内的流速。 解：查表可得20oC水的密度： 998.2kg / m3 根据主流管流量
qm qm1 qm2 20 10 30t / h 30000 kg / h