化工原理problem in chapter13

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化工原理第三版(陈敏恒)上、下册课后思考题答案(精心整理版).

第一章流体流动1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?连续性假设：假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。

质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。

2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。

3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降? 粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。

通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。

液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。

4、静压强有什么特性?①静止流体中，任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力； ②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；③压强各向传递。

7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?由静力学方程可以导出)g -H(p 热冷ρρ=∆，所以H 增加，压差增加，拔风量大。

8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。

9、伯努利方程的应用条件有哪些?重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。

12、层流与湍流的本质区别是什么?区别是否存在流体速度u 、压强p 的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。

13、雷诺数的物理意义是什么?物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。

14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?232d lu μϕ=∆应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。

15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。

化工原理十三章

L2 L1 t1=18℃ H1=0.006 H3 L3 t2=58℃ φ2=70%
6
解：1、查出t2=58℃时的饱和水蒸汽压 ps=18.2kpa 废气中的水汽分压为： pw=φps=0.70*18.2=12.7kpa
废气湿度： H 废气的焓： I
2
0 . 622
pw P pw
0 . 622
13-8 干燥过程的计算及图示
ql
G1,X1 H2
t2, 2,I2
L,H 0
t0, 0,I0
预热器
L,H1
t1, 1,I1
干燥室
L
qp
qd
G2,X2
状态变化过程较为简单温度升高而湿度不变作简化状态变化过程较为复杂，求解空气状态也比较困难由于空气和物料间进行热和质的交换，而且还有其它外加热量
H
t
3
LI 1 G 1 c M 1 t M 1 Q d LI
若
2
G 2c M 2 t M 2 Q l
G 1c M 1 t M 1 Q d G 2 c M 2 t M 2 Q l
通常Qd=0、Ql =0、物料带进、带出的热量均可忽略不计
理想
Q汽化 QP
100 %
I 3 I 2 295 kJ / kg I 3 1 . 01 1 . 88 H 3 t 3 2492 H 3
预热温度
t3 I 3 2492 H 3 1 . 01 1 . 88 H 3
φ=0.7 B
C
117

295 2492 0 . 065 1 . 01 1 . 88 0 . 065
Lc Lc
H1 H0

《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。

化工原理解题指南电子版

化工原理解题指南电子版English Response:1. Understanding the Problem.Read the problem statement carefully and identify the given information.Define the unknown variables and their relationships.Identify the physical or chemical principles involved.2. Simplifying the Problem.Draw a schematic diagram or process flowsheet to visualize the process.Make assumptions and approximations to simplify the problem.Break down the problem into smaller, manageable parts.3. Applying Principles.Use fundamental chemical engineering principles (e.g., mass balances, energy balances, reaction rates) to develop equations.Apply appropriate correlations and property data from reference sources.Solve the equations for the unknown variables.4. Checking the Solution.Ensure that the solution is dimensionally correct and physically reasonable.Use units conversion and order-of-magnitude analysis to check for errors.Compare the solution to experimental data or knownresults, if available.5. Sensitivity Analysis.Examine how changes in input parameters affect the solution.Identify sensitive parameters that significantly influence the results.Perform sensitivity analysis to determine the robustness of the solution.Example Problem:A chemical reactor produces a product A from reactant B. The feed to the reactor contains 1 mol/s ofB and has a concentration of 10 mol/m³. The reactor is operated at a temperature of 300 K and a pressure of 1 atm. The reaction rate constant is k = 0.1 m³/mol s.a) Determine the volume of the reactor required toachieve 90% conversion of B.b) If the volume of the reactor is doubled, what is the new conversion?Solution:a) Applying the plug flow reactor model, the conversion X is given by:X = (1 e^(-k V c0 / Q))。

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 m m H kPa P P P kPa P m m Hg kPa P P P kPa P m m Hg kPa P P P kPaP Om m H 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 -= 10133kPa1atm 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⨯=⨯⨯⨯+⨯=+=ρ atmP 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。

化工原理答案

化工原理答案(总24页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第六章蒸馏11、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程及q 线方程分别为y =+；y = +,试求：（1）进料热状况参数q 及原料液组成x F ；（2）精馏段和提馏段两操作线交点坐标。

解：由q 线方程 y = +知5.01-=-q q 故q =1/3 又675.01=--q x F 故x F =（1-q ）=×（1 -1/3）= 因为精馏段操作线与提馏段操作线交点也是精馏段操作线与q 线的交点，所以y q = +y q =+ 联立求解 x q = y q =12、用逐板计算习题10中泡点进料时精馏段所需理论板层数。

在该组成范围内平衡关系可近似表达为y =+解：由习题10知 x F = 、x D = 、R =设塔顶为全凝器，故y 1=x D =由平衡关系 y 1=+= 得 x 1=由精馏段操作线方程26.072.06.395.06.36.2111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y 得 y 2=×+=又 += 得 x 2=同理 y 3=×+=又 +=得 x 3=y 3=×+=又 +=得 x 4=<x F∴ 精馏段理论板层数为3层，第四层为进料板。

13、在常压连续精馏塔中分离苯－甲苯混合液。

若原料为饱和液体，其中含苯（摩尔分数，下同），塔顶馏出液组成为，釜液组成为，操作回流比为。

试求理论板层数和进料板位置。

平衡数据见例6-2表。

解：用图解法求N T在y-x 相图上找出x W = 、x F = 、x D = ，对应点为c 、e 、a 。

由回流比R = 得精馏段操作线截距26.06.395.016.295.01==+=+R x D 在图中确定b 点，并连接ab 为精馏段操作线。

已知原料为饱和液体，故q =1 ，q 线为e 点出发的一条垂直线，与精馏段操作线交于d 点，连接cd 为提馏段操作线。

化工原理第十三章-萃取

恒温条件下，在实验瓶中加入 A
恰当的B与S，使混合物的浓度
位于RE之间（d点），滴加少许
溶质A至 M1 点，充分混合后静置分层，取两相试样分析，得
共轭相 E1 和 R1 的组成，联结
R1E1 线即为平衡联结线。
B R1
M1
E1
S
R
d
E
连接所有的E、R点即得溶解度曲线。
液-液相平衡
溶解度曲线将三角形相图分成两个区域，该曲线与底边所围的区域为分层区域或两相区，曲线以外是均相区。
自由度
f N 2 32 2 3
T、P 一定时，互成平衡的两相组成的自由度为1。
液-液相平衡
溶解度曲线与平衡联结线恒温条件下，在有纯组分B的
实验瓶中逐渐滴加溶剂 S 并不断摇动使其溶解，由于B、 S 仅部分互溶，S 滴加到一定数量后，混合液开始发生混浊，即出现了溶剂相，得到的浓度即 S 在 B 中的饱和溶解度（图中 R 点）。用类似的方法可得 E 点。
Ａ组分在萃取相中的浓度 kA Ａ组分在萃余相中的浓度
yA xA
kB
yB xB
分配系数一般不为常数，其值随浓度而异。在 A 浓度变化不大和恒温条件下，kA 可视为常数（平衡常数 m），其值由实验测得。
注意：kA 只反映 S 对 A 的溶解能力，不反映 A、B 的分离程度。
液-液相平衡
液液平衡给出以下两种关系：
工业萃取过程
需解决的问题：
稀醋酸，A+B S+B
1. 选择一合适的萃取剂；
2. 提供优良的萃取设备；
恒
萃
沸分层器
取
精
塔
萃取相，馏 S+A(B) 塔

化工原理习题答案

第7章吸收7-1．g 100水中溶解31gNH ，从手册查得C 200时3NH 的平衡分压为86.6Pa 9，在此浓度以内服从亨利定律。

试求溶解度系数H （单位为13kPa m kmol --⋅⋅）和相平衡常数m ，总压力为kPa 100。

（答：13kPa m 0.59kmol --⋅⋅=H , 0.943m =）解：3m kmol 582.01000101171-⋅==c ， 31m Pa mol 59.09866.0582.0--⋅⋅===Pe c H ， 0099.03.1011007604.7==e y ， 0105.018100171171=+=x ， 943.00105.00099.0===x y m e 。

7-2．C 100时氧在水中的溶解度的表达式x p 6*10313.3⨯=,式中*p 为氧在气相中的平衡分压，kPa ；x 为溶液中氧的摩尔分数。

空气中氧的体积分数为%21，试求总压为kPa 101时，每3m 水中可溶解多少g 氧？（答：3m g 4.11-⋅ ，或3m 0.35mol -⋅ ）解：kPa 3.213.10121.0=⨯=Pe ，6661042.610313.33.2110313.3-⨯=⨯=⨯=Pe x ， 36m g 4.11100018321042.6--⋅=⨯⨯⨯=c 。

7-3．用清水吸收混合气中的 3NH ，进入常压吸收塔的气体含3NH 体积分数为%6，吸收后气体含3NH 体积分数为%4.0，出口溶液的摩尔比为13kmol kmol 012.0-⋅NH 水。

此物系的平衡关系为X Y 52.2=* 。

气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少？（答：顶00402.02=ΔY ，底034.01=ΔY ）解：064.006.0106.01111=-=-=y y Y ，0402.0004.01004.01222=-=-=y y Y ，塔底：03024.0012.052.252.2=⨯==X Y e ，塔顶：0052.252.2=⨯==X Y e ，塔顶气相推动力00402.02=∆Y ，塔底气相推动力034.003024.0064.01,11=-=-=∆e Y Y Y 。

(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。

化工原理考研重点整理

化工原理知识点、重点、考点大总结Chapter 1 流体流动1.推导：PMRTρ=。

2.理解：12121nm na a a ρρρρ=+++。

3.压力单位的换算：1atm= Pa= kPa= MPa= mH 2O= mmHg 。

怎样理解Kg f ∙。

4.证明：表压=-真空度。

5.质量流量与体积流量的关系？6.黏度τ的表达式，单位，运动黏度表达式？气、液体的黏度随温度的变化？7.连续方程？8.伯努利方程的三种形式？对应的单位？9.如何以Re 区分层流、湍流？Re 的物理意义？10.估计一般气体和液体在管内流动的流速的数量级？（有助于你检查答案的对错。

）11.层流时速度分布？其图形为?层流时平均速度与管中心处最大速度的关系？ 12．画出层流、湍流边界层的示意图？ 13．复述边界层分离的过程。

14.记住白金汉π定理、量纲一致性原则？15．写出范宁公式的三种表达形式。

说出它们的应用条件？ 16.试讨论摩擦系数λ与Re 和相对粗糙度dε的关系。

17.记住64Re λ=、0.250.3164Re λ=以及它们的使用条件。

18.什么叫当量直径？其表达式？19.对阻力系数的理解？取不取出口的系数1取决于什么？取与不取矛盾吗？注意突然扩大的ς不是1，只有一种突然扩大的情形，即从管内流出到容器时，1ς=。

20.管内总阻力计算公式。

注意若管子不等径，要分开算，此时一定要利用联系性方程分开求速度u 。

21.有效功率等于什么？什么叫压头？什么叫压降？ 22.复杂并联管路有什么特点？23.要求能够熟练地掌握操作型问题的分析。

24.变压头流量计有哪些？推导测速管工作原理。

写出并推导孔板流量计工作原理。

文丘里管的特点？25.要求记住转子流量计的V s 公式，并能看懂其推导过程；推导,S sV V =；转自流量计的特点？Chapter 2 流体输送机械1.泵与压缩机的相同点与不同点？2.什么叫气缚？它产生的原因？3.离心泵的主要部件？常见的密封装置有？4.泵产生的压头主要用于什么？（注意有没有动能项？为什么？对做题有什么启示？）5.产生理论压头的条件？理论压头又叫什么压头？6.了解实际压头与理论压头的关系。

化工原理习题解答word精品文档70页

化工原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2019.）二00六年10月目录第一章流体流动 (3)第二章流体输送机械 (23)第三章机械分离和固体流态化 (32)第四章传热 (42)第五章蒸馏 (56)第六章吸收 (65)第七章干燥 (70)第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。

已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。

解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2．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) ×3.14×0.762 150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ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，如本题附图所示。

测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水银。

为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。

试求A﹑B两处的表压强。

分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a–a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。

化工原理思考题答案.doc

化工原理思考题答案第一章流体流动与输送机械2、压力与剪应力的方向及作用面有何不同答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。

2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素答:单位是N • S/m2即Pa • s,也用cp, lcp=lmPa • s,物理意义为: 分子间的引力和分子的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压力冇关3、釆用U型压差计测某阀门前后的压力差，压差计的读数与U型压差计放置的位置冇关吗？答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。

4、流体流动冇几种类型？判断依据是什么？答：流型有两种，层流和湍流，依据是：ReW2000时，流动为层流; Re$4000时，为湍流，2000WReW4000吋，可能为层流，也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么？答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动状态6、层流与湍流的本质区别是什么？答：层流与湍流的本质区别是层流没冇径向脉动，湍流冇径向脉动7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪儿个区域?答：层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。

8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失乂是原来的多少倍？答：层流时Wf-u,流量增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流吋Wf*u2 ,流量增大一倍能量损失是原來的4倍。

9、圆形直管中，流量一定，设计时若将管径增加一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？答：10、如图所示，水槽液面恒定，管路屮ab及cd两段的管径、长度及粗糙度均相同，试比较一下各量大小11＞用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将如何变化？若改用转子流量计，转子上下压差值又将如何变化？答：孔板前后压力差Ap=pl-p2,流量越大，压差越大，转子流量计属于截面式流量计，恒压差，压差不变。

化工原理试题及答案详解

= ρ Hg gR − ρw gR + ρ w g(h1 − h2 )
= ρ Hg gR − ρwgR − ρw gh
= ρ Hg gR − ρw g(R + h)
( ) = ρ Hg − ρw gR − ρw gh
3. 某流体在水平串联的两直管 1、2 中稳定流动，已知 d1 = d2 / 2 ， l1 = 100m ，
来的 A 。
A．0.493 倍 B．0.593 倍 C．0.693 倍 D．0.793 倍
解：(1) 由
1
⎡ rρ 2 gλ3 ⎤ 4
α
=
0.725
⎢ ⎣
µd
o
(t s
−tw
)⎥⎦
4
1
1
得
α2 α1
=
⎛ ⎜⎜ ⎝
do1 do2
⎞ ⎟⎟ ⎠
4
= ⎜⎛ 1 ⎟⎞ 4 ⎝ 2⎠
= 0.841
(2) 由
1
)
= (0.75)2 + 5 ×10−3 × 300 = 2.0625 = 1.4361
∆q = 1.4361 − 0.75 = 0.6861m3 / m2 6. 对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为 300s 时，所得滤液体积为 0.75m3，且过滤面积为 1m2，恒压过滤常数 K=5×10-3m2/s。若要再得滤液体积 0.75m3，则又需过滤时间为 C 。
f
⎛ ⎜
ε
⎞ ⎟
⋅
l
⋅
u2
⎝d ⎠ d 2
得
hf 2 hf 1
=
u
2 2
d1
u12 d2
4
=
⎜⎜⎝⎛
d1 d2

化工原理英文教材管道和渠道中的不可压缩流动Incompressible flow in pipes and channels

Integration of equation(5-10) with the boundary condition ur=0, r=rw gives
ur
w 2 rw
rw2 r 2
(5-11)
The maximum value of the local velocity is denoted by umax and is located at center of the pipe. The value of umax is found from equation (5-11) by substituting 0 for r, gives
This chapter deals with the steady flow of incompressible fluids through closed pipes and channels
Shear stress and skin friction in pipes
Sheer—stress distribution
The treatment is especially straightforward fluid, for which quantities such as the velocity distribution, the average velocity, and momentum and kinetic energy correction factors are readily calculated.
τ
Flow
p
rw
r
-(p+dp)
τ
Figure
dL
Fluid element in steady flow through pipe.

化工原理第四版课后答案

第一章流体流动流体的压力【1-1解标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325 容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325 【1-2】解进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差..p kPa p kPa ∆=--=+=∆=-=157（12）15712169 或 258 389 3169【1-3解正庚烷的摩尔质量为/kg kmol 100，正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114。

将摩尔分数换算为质量分数正庚烷的质量分数 (104100)03690410006114ω⨯==⨯+⨯正辛烷的质量分数 ..2103690631ω=-=从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684，正辛烷的密度为/kg m ρ=32703 混合液的密度 /..3169603690631684703ρ==+m kg m【1-4】混合液密度 ../3879048670．68718 ρ=⨯+⨯=m kg m【1-5】解 ...T K p kPa =+==+=27340313，101 35 5106 8 （绝对压力）混合气体的摩尔质量....../2042802280324400716001186 =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=m M kg kmol(1)混合气体在操作条件下的密度为.../.m m pM kg m RT ρ⨯===⨯310681860763 *******(2)混合气体36000=V m ，摩尔体积为./.mmM m kmol ρ=31860763混合气体的量为 ..m mV n kmol M ρ⨯===60000763246 186流体静力学【1-6】解管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。

(1)管子上端空间的绝对压力绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa(2)管子上端空间的表压表p表绝 -大气压力=8158010120019620 =-=-p p Pa(3)管子上端空间的真空度真p()真表=-=-1962019620 p p Pa -=(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h'cclhh ρρ=4水常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594'.h m ⨯==10002125 1594【1-7】解水的密度/3水=998ρkg m()....331011001213550005998981117410=⨯+⨯+⨯⨯=⨯p Pa【1-8】解容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p()()()()().'...p p h R g p p h g R g p h R g p h g R g Rg ρρρρρρρρ=+-++=+-++++++=+++-=11000 321 32212222 0()0因g 0，故0ρρ-≠=R(2) ().....A p p g Pa ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410().....333222941012125098144110ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯B p p g Pa习题1-6附图习题1-8附图【1-9】。

化工原理习题答案英文.pdf

Problems and SolutionsDistillation1、 A continuous fractionating column is used to separate 4000kg/h of a mixture of 30percent CS 2and 70 percent CCl 4. Bottom product contain 5 percent CS 2at least, and the rate of recovery of CS 2in the overhead product is 88% by weight,required. Calculate (a) the moles flow of overhead product per hour .(b) the mole fractions of CS 2and CCl 4in the overhead product, respectivelySolution: Form overall material balance1FD W F DW F x D xW x (）（2）Known by the justice of the problem0.88D F Dx Fx （3）Take the place of 3 types and enter 2 types0.880.122880/0.05400028801220/0.880.8840000.30.9431120F Fw w FDFx Fx Wx kg h x D FW kg h Fx x DF 0.12Fx W=The unit converts ：0.943/760.970.943/760.057/154Dx （mole fraction ）0.97760.0315478.3/112014.3/78.3mM kg kmol DKmol h2、A liquid containing 40 mole percent methanol and 60 mole percent water is to be separated in a continuous fractional column at 1 atmpressure .Calculate the value of q under the three following conditions (a)the feeding is liquid at 40 C (b) the feeding is saturated liquid. The equilibrium data for methanol-water liquid at 1 atm pressure are given in the attached table. If the column is fed with 100koml/h.The molar fractions of methanol in overhead product and bottom product are 0.95 and 0.04,respectively.A reflux ratio at the top of column is 2.5.Calculate (a) the mole flow of overhead product per hour (b) the mole flow of liquid in rectifying column (c) the mole flow of vapor in stripping column .Assume that the constant molar flow applies to this system .Solution: Form overall material balancefD w F D W F x D xW xSolve the eqution we can have ：()100(0.40.04)39.6/0.950.0410039.660.4/F w D wF x x D kmol h x x Wkmolh And2.539.699/39.699138.6/LRD kmol h VDLkmol hThese upper values are fixed under the three feed conditions 。