化工基础第5章习题答案
《化工设备机械基础》习题解答.
⑵若封头椭圆长，短半轴之比分别为2，2
的最大值并确定其所在的
位置。
【解】(1圆筒P=3Mpa D=2030mm S=30mm
1. 00148. 0203030<==
D
S属薄壁容器MP S
PD m
圆整后，S n =16mm.（1）
水压试验校核
s e
e i T T S S D p φσσ9. 02
(≤+=
有效壁厚S e = Sn -C=16-0.8=15.2mm试验压力M P a P
P t
T 67. 29
. 11213776. 125. 1]
[][25. 1=⨯
⨯==σσ
计算应力141.86MPa 15.2
被的薄膜应力σ
σ
θ
和m
。
【解】P=2.5Mpa D=816mm S=16mm
1. 00196. 081616<==
D
S属薄壁容器MPa S PD
m
875. 3116
48165. 24=⨯⨯==σ MPa S
PD m
75. 6316
28165. 22=⨯⨯=
=σ
2.有一平均直径为10020 mm的球形容器，其工作压力为0.6Mpa，厚度为20 mm，试求该球形容器壁内的工作压力
-=
φσ
名义壁厚：S n =S+C+圆整，S+C=9.4+1.25=10.65mm.
圆整后，S n =11mm.
从计算结果看，最佳方案是选用标准椭圆封头。
第五章外压圆筒与封头的设计
四、工程应用题A组：
1、图5-21中A，B，C点表示三个受外压的钢制圆筒，材质为碳素钢，σs =216MPa，E=206GPa。试回答：
福建宁德市高中化学必修二第五章《化工生产中的重要非金属元素》基础练习(含答案解析)
一、选择题1．某溶液中可能含有Na +、K +、Mg 2+、Fe 2+、4NH +、Cl -、Br -、23CO -、24SO -、23SO -中的若干种离子。
取该溶液做焰色反应，火焰呈黄色。
某同学设计并完成如图实验：下列有关判断中正确的是A ．该溶液焰色反应火焰呈黄色，说明溶液中一定存在Na +，不存在K +B ．实验①后溶液呈黄色，说明原溶液中含Fe 2+C ．原溶液中一定存在的离子是Na +、Cl -、Br -、23CO -、24SO -D ．检测原溶液中是否含有4NH +，可取少量的原溶液，滴加足量的NaOH 浓溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验气体 2．下列叙述正确的是A ．CO 2、NO 2以及SO 2都会导致酸雨的形成B ．用活性炭为糖浆脱色和用臭氧漂白纸浆的原理相同C ．为防止压缩饼干类食品受潮变质，常在包装袋中放入铁粉D ．黄河入海口沙洲的形成与用卤水点豆腐都体现了胶体聚沉的性质 3．下列关于N 、S 的化合物的性质解释错误的是 A ．HNO 3需避光保存，是因为HNO 3见光易分解 B ．SO 2能使品红溶液褪色，是因为SO 2有漂白性 C ．NH 4HCO 3化肥需密封储存，是因为NH 4HCO 3分解 D ．浓硫酸可用作气体干燥剂，是因为浓硫酸具有脱水性4．下列各组物质，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是（ ）甲乙 丙A()()32Fe NO aq()32NH H O aq ⋅ ()3HNO aq B NaOH(aq) ()3NaHCO aq ()24H SO aqC ()2SiO s C(s)()2H O gD()2Cl g()3FeBr aqNaI(aq)A ．AB ．BC ．CD ．D5．近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。
汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是A ．汽车尾气的主要污染成分包括CO 、NO 和N 2B ．反应中NO 为氧化剂，N 2为氧化产物C ．NO 和O 2必须在催化剂表面才能反应D ．催化转化总反应为222催化剂2NO+O +4CO4CO +N6．下列实验操作规范且能达到目的是 选项 目的操作A 清洗碘升华实验所用的试管先用酒精洗涤，再用清水洗 BCu 与浓硫酸反应后未见溶液变蓝色，为了观察生成了CuSO 4 向反应后的溶液中加入适量蒸馏水 C 检验某溶液中是否有+4NH 取少量溶液于试管中，向其中加入NaOH 溶液，并用红色石蕊试纸检验D制备Fe(OH)3胶体将NaOH 溶液滴加到饱和FeCl 3溶液中A ．AB ．BC ．CD ．D7．用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是( )“随开随用、随关随停”制CO 2 快速制备氨气 干燥HCl 气体 验证SO 2漂白性 ABCDA ．AB ．BC ．CD ．D8．硫酸盐(含SO24-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一。
化工基础 第五章 吸 收
第五章 吸 收§5.1 概述气体吸收是典型的扩散传质过程。
气相（吸附质）：由可溶于吸收剂的气体组分和吸收操作系统包括两个相：不溶或难溶于吸收剂的惰性组分组成。
液相：液体吸收剂。
对吸收操作的吸收率、吸收条件、吸收设备类型的选择都起决定性的作用。
吸收过程：利用混合气中各组分在吸收剂中有不同溶解度的特点，选择合宜的吸收剂对混合气中的组分进行选择性的吸收，以达到从混合气中分离出纯的组分，或得到指定浓度的溶液或使气体净制的目的。
吸收的应用：(1)制取成品：如用NaOH溶液吸收Cl2制取NaClO3，用水吸收氯化氢以制取盐酸，用硫酸(98.3％)吸收三氧化硫以制取浓硫酸等。
(2)从气体中回收有用的组分和分离气体混合物：如用水吸收氯磺酸生产尾气回收HCl，用油吸收石油裂解气中C2以上组分，使之与氢和甲烷分离；由乙烯直接氧化来制环氧乙烷时用水吸收反应后气体中的环氧乙烷等。
(3)吸收气体中的有害物质以净化气体：如用水吸收AC发泡剂缩合工段和氯化工段的尾气以除去HCl气体；合成氨工业中用铜氨液吸收除去原料气体中的一氧化碳等。
(4)作为生产的辅助环节：如氨碱法生产中用饱和盐水吸收氨以制备原料氨盐水等。
(5)作为环境保护和职业保健的重要手段：如硫酸厂用吸收除去废气中二氧化硫；过磷酸钙厂用吸收除去废气中含氟气体等。
在净化这类废气时有时还可以回收有用的副产品。
1 吸收的类型吸收包括两种类型。
（1）物理吸收：吸收质只是简单地从气相溶入液相，吸收质与吸收剂间没有显著的化学反应或只有微弱的化学反应，条件稍有改变，解吸即可发生。
例如用吸收油吸收焦炉气中的苯，用水吸收氯化氢、二氧化碳或氨等。
特点：①是一个物理化学过程，吸收的极限取决于当时条件下吸收质在吸收剂中的溶解度，吸收速率主要取决于吸收质从气相主体传递进入液相主体的扩散速率。
②是可逆的，热效应一般较小。
③加压有利于吸收，减压则有利于解吸；降低温度可以有限度地增大吸收质的溶解度，提高吸收速率，但温度过低，吸收质分子的扩散速率减慢，有可能减慢吸收速率。
化工基础第二版第五章第三节答案
化工基础第二版第五章第三节答案1、倍半萜和二萜在化学结构上的明显区别是（）[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同2、在溶剂沉淀法中，主要是在溶液中加入另一种溶剂一改变混合溶剂的什么实现的（）[单选题] *ApH值B溶解度C极性(正确答案)D体积3、单萜和倍半萜在化学结构上的明显区别是（）[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同4、羟基蒽醌类化合物中，大黄素型和茜草素型主要区别于（）[单选题] * A羟基位置B羟基数目C羟基在不同苯环上的分布(正确答案)D羟基数目5、下列化合物可用水蒸汽蒸馏法提取的是（）[单选题] *A七叶内酯(正确答案)B七叶苷C厚朴酚D五味子素6、水蛭的主要化学成分是（）[单选题] *A有机酸B蛋白质(正确答案)C多糖D生物碱7、从香豆素类的结构看，香豆素是一种（）[单选题] *A内酯(正确答案)B羧酸C酰胺D糖8、以杜鹃素为指标成分进行定性鉴别的中药是（）[单选题] * A满山红(正确答案)B黄芩C槐花D陈皮9、组成缩合鞣质的基本单元是（）[单选题] *A黄烷-3-醇(正确答案)B酚羟基C环戊烷D哌啶环10、乙醇不能提取出的成分类型是（）[单选题] *A生物碱B苷C多糖D鞣质(正确答案)11、下列含香豆素类成分的中药是（多选）（）*A秦皮(正确答案)B甘草C补骨脂(正确答案)D五味子12、以下哪种方法是利用成分可以直接由固态加热变为气态的原理（）A [单选题] * A升华法(正确答案)B分馏法C沉淀法D透析法13、关于黄酮类化合物，以下说法正确的是（）[单选题] *A多为液态或呈挥发性B多为无色C因分子内多具有酚羟基，多呈酸性(正确答案)D易溶于水14、七叶内酯的结构类型为（）[单选题] *A简单香豆素(正确答案)B简单木脂素C呋喃香豆素D异香豆素15、碱水提取芦丁时，若PH过高会使（）[单选题] *A产品质量降低B产品收率降低(正确答案)C苷键水解断裂D内酯环开环16、即有一定亲水性，又能与水分层的是（）[单选题] * A正丁醇B乙酸乙酯C二者均是(正确答案)D二者均非17、有机溶剂加热提取中药成分应采用（）[单选题] *A回流装置(正确答案)B蒸馏装置C萃取装置D分馏装置18、酸碱沉淀法中的酸提碱沉法主要适用于（）[单选题] *A黄酮类B香豆素类C醌类D生物碱类(正确答案)19、结晶法一般是在分离纯化物质的哪个阶段常常使用的（）[单选题] * A开始B中期C最后(正确答案)D以上均可20、二氢黄酮类专属性的颜色反应是（）[单选题] *A盐酸-镁粉反应B四氢硼钠反应(正确答案)C硼酸显色反应D锆盐-枸橼酸反应21、苯丙素类化合物的生物合成途径是（）[单选题] * A醋酸-丙二酸途径B丙二酸途径C莽草酸途径(正确答案)D氨基酸途径22、沉淀法的分类不包括以下哪一种方法（）[单选题] * A水提醇沉法B碱提酸沉法C铅盐沉淀法D结晶法(正确答案)23、挥发性成分的提取，常用的是（）[单选题] *A溶剂提取法B水蒸气蒸馏法(正确答案)C超临界液体萃取法D超声提取法24、二萜的异戊二烯单位有（）[单选题] *A5个B6个C3个(正确答案)D4个25、游离木脂素易溶于下列溶剂，除了（）[单选题] *A乙醇B氯仿C乙醚D水(正确答案)26、淀粉含量多的药材提取时不宜用（）[单选题] *A浸渍法B渗漉法C煎煮法(正确答案)D回流提取法27、浓缩速度快，又能保护不耐热成分的是（）[单选题] * A水蒸汽蒸馏法B常压蒸馏法C减压蒸馏法(正确答案)D连续回流法28、萜类化合物在化学结构上的明显区别是（）[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同29、黄酮母核具有的下列何种结构特点在碱液中不稳定（）[单选题] *A邻二酚羟基(正确答案)B3-羟基C5-羟基D7-羟基30、在溶剂提取法中，更换新鲜溶剂可以创造新的（），从而使有效成分能够继续被提取出来。
化工基础学习知识原理第五章精馏题
五 蒸馏汽液相平衡1.1 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下:t 80.92 90 100 110 120 130 131.8 p 0 A 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p 0 B 144.8 208.4 292.8 402.6 542.8 719 760若苯—氯苯溶液遵循Raoult 定律,且在1atm 下操作,试作： (1) 苯—氯苯溶液的t —x(y)图及y —x 图；(2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x —y 值。
1.2 苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。
又苯和甲苯的混合气含苯40％(体积％)，求常压下的露点。
已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔定律。
苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p 0 A 、p 0B [mmHg],按下述Antoine 方程计算：式中t 为温度[℃]。
lg p 0 A =6.89740-1206.350/(t+220.237)lg p 0 B =6.95334-1343.943/(t+219.237)1.3 某双组分理想物系当温度t=80℃时，p 0 A =106.7kPa ，p 0B =40kPa ，液相摩尔组成为 x A =0.4，试求:(1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A ； (2) 相对挥发度α。
1.4 一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝器的汽相组成y 1=0.96(•摩尔分率,下同)，冷凝液组成x D =0.95，两个组分的相对挥发度α=2，求:(1) 出分凝器的汽相组成y D =?(2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D =? 习题4附图1.5 在1atm 下对x=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏，当馏出量为原料的 1/3时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。
设x=0.6附近平衡线可近视为直线，其方程为 y=0.46x+0.5491.6 某二元混合物原料中易挥发组分x F =0.4(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化，试求气相中易挥发组分的回收率。
柴诚敬《化工流体流动与传热》(第2版)配套题库【章节题库】 第5章 传热过程基础【圣才出品】
第5章传热过程基础一、选择题1．冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的对流传热系数α1为100W/（m2·K），热流体一侧的对流传热系数α2等于1000W/（m2·K），总传热系数K接近哪一侧的对流传热系数α值，要提高K，应提高哪一侧的α值（）。
A．接近α1，提高α2B．接近α2，提高α1C．接近α1，提高α1D．接近α2，提高α2【答案】C2．下列各种情况下对流给热系数由大到小的正确顺序是（）。
①空气流速为30m/s时的α②水的流速为1.5m/s时的α③蒸汽滴状冷凝时的α④水沸腾时的αA．③＞④＞①＞②B．④＞③＞②＞①C．③＞④＞②＞①D．③＞②＞④＞①【答案】C【解析】因为有相变时的给热系数比无相变时要大，而气相的给热系数又大于液相，所以蒸汽滴状冷凝时的α＞水沸腾时的α＞水的α＞空气的α。
3．强制对流（无相变）流体的对流传热系数关联式来自（）。
A．理论方法B．量纲分析法C．数学模型法D．量纲分析和实验相结合的方法【答案】D4．在间壁式传热中，热量从热流体传到冷流体的过程，热阻主要集中在（）。
A．金属壁B．冷、热流体的层流底层内C．冷、热流体的主体D．平均分配在各层【答案】B5．在对流传热系数关联式中，反映流体流动状况对对流传热影响的准数是（）。
A．努塞尔特准数NuB．普朗特准数PrC．雷诺准数ReD．格拉斯霍夫准数Gr【答案】C6．热量传递的基本方式是（）。
A．恒温传热和定态变温传热B．导热给热和热交换C．汽化、冷凝与冷却D．传导传热、对流传热和辐射传热【答案】D7．关于辐射传热，下列几种说法中错误的是（）。
A．除真空和大多数固体外，热射线可完全透过B．热射线和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围C．热射线和可见光一样，都服从折射定律D．物体的温度不变，其发射的辐射能也不变【答案】A【解析】任何物体只要其绝对温度不为零度，都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量，且热辐射线可以在真空中传播，无需任何介质。
化工基础 第五章 传质过程及塔设备(吸收)
① 气相在液层中鼓泡，气泡破裂，将雾沫弹溅至上一层塔板；
② 气相运动是喷射状，将液体分散并可携带一部分液沫流动。 说明：开始发生液泛时的气速称之为液泛气速 。
② 降液管液泛
当塔内气、液两相流量较大，导致降液管内阻力及塔板阻力增
大时，均会引起降液管液层升高，当降液管内液层高度难以维 持塔板上液相畅通时，降液管内液层迅速上升，以致达到上一 层塔板，逐渐充满塔板空间，即发生液泛。并称之为降液管内 液泛。
Ⅰ
促进两相传质。
Ⅱ
α= 50
Ⅲ Ⅰ三面切口舌片; Ⅱ拱形舌片; Ⅲ50×50mm定向舌片的尺寸和倾角
d．筛孔塔板 结构简单、造 价低廉、气体
压降小、生产
能力较大；缺 舌形塔板
点是操作弹性
范围较窄，小 孔筛板易堵塞。 e．导向筛板 如图
（导向筛板）
应用：用于减压塔的低阻力、高效率塔板。 斜台：抵消液面落差的影响。 导向孔：使气、液流向一致，减小液面落差。
沸点低的组分气化，达到分离的目的。 增湿是将干燥的空气与液相接触，水分蒸发进入气相。
②液相一液相 在均相液体混合物中加入具有选择性
的溶剂，系统形成两个液相。
（2）流一固相间的传质过程
①气相一固相 含有水分或其它溶剂的固体，与比较干燥的热 气体相接触，被加热的湿分气化而离开固体进入气 相，从而将湿分除去，这就是固体的干燥。 气体吸附的相间传递方向恰与固体干燥相反，它 是气相某个或某些组分从气相向固相的传递过程。
填料分类
球形 丝网波纹
波纹型
规整填料 孔板波纹
隔栅型 格利希隔栅
拉西环
勒辛环
鲍尔环
阶梯环
弧鞍环
金属环矩鞍
规整填料
混堆填料
《化工机械基础》第5章 外压圆筒与封头解析
5.1 概述 5.1.1.外压容器的失稳 均匀外压——容器壁 内产生压应力； 外压在小于一定值时 ——保持稳定状态； 外压达到一定值时， 容器就失去原有稳定性突 然瘪塌，变形不能恢复。
——失稳
1
回忆压杆失稳过程中应力的变化：
※压力小于一定值时，卸掉载荷，压杆恢复原形。 ※压力达到一定值时，压杆突然弯曲变形，变形不 能恢复。 ※失稳是瞬间发生的，压应力突然变为弯曲应力。
2.筒体几何尺寸的影响
Pcr =500水柱 壁厚为试件（1）的3/5，其他相同 Pcr =300水柱 长度为试件（2）的2倍，其他相同 Pcr =120~150水柱
比试件（3）增加一个加强圈，其他相同 12 Pcr =300水柱
序 号 1 2 3 4
筒径 D mm 90 90 90 90
筒长 L mm 175 175 350 350
7
（3）.局部失稳
载荷：局部压力过大
局部范围的壳体壁内的压 应力突变为弯曲应力。
8
局部失稳：
9
5.2 临界压力
5.2.1 .临界压力概念（pcr)
当外压低于临界压力（p＜ pcr)时, 压缩变形可以恢复；
当外压等于临界压力（ p= pcr）时，壁内压缩应力和变 形发生突变，变形不能恢复。
导致筒体失稳的压力称为该筒体的临界压力。
13
3.圆筒的椭圆度和材料不均匀性的影响
筒体失稳不是因为它存在椭圆度或材料不 均匀而引起的。但是，筒体存在椭圆度或材 料不均匀，会使其失稳提前发生。 椭圆度e=(Dmax –Dmin)/DN
14
5.2.3 长圆筒、短圆筒及刚性圆筒 1.钢制长圆筒 临界压力公式：
2E t S e 3 p cr ( ) 2 1 DO 钢制圆筒 0.3 则上式成为 Se 3 p cr 2.2 E ( ) Do
化工基础第四版上册课后习题答案(福建师范大学上海师范大学)第五章 吸 收
吸 收1、30℃水的饱和蒸气压＝4.24kPa, (p268, 表五（一）)求湿空气中水蒸气的体积分数；042.03.10124.4==x 求水蒸气的质量分数：0265.029958.018042.018042.0=⨯+⨯⨯=m x 求湿空气的密度：315.1302732734.2229958.018042.0m kg =+⨯⨯+⨯=ρ 2、亨利定律为Ex p =* %0515.018100028600==x ，MPa x p E 1971015.53.1014*=⨯==-相平衡常数；19453.101197000===p E m 3、根据，Ex p =*,**=Py p %0232.018800043.03.101*=⨯==E p x （mol%） 质量分数：%057.0189768.9944%0232.044%0232.0=⨯+⨯⨯=x4、%28.22676.20203.0*=⨯==E p x (m o l %) 质量分数：%2.21872.971728.21728.2=⨯+⨯⨯=x5、进入水的最高含氧量水的最高含氧量是空气中氧（21％）相平衡的含氧量。
69*1024.51006.410130021.0-⨯=⨯⨯==E p x32266632.91032.918321024.51024.5m gO kgH kgO =⨯=⨯⨯=⨯---脱氧后的最低含氧量：脱氧后水的最低含氧量是与吹扫地氮气中含氧相平衡的含氧量。
69*10499.01006.410130002.0-⨯=⨯⨯==E p x36887.0183210499.0m g =⨯⨯- 6、136.012.0112.011=-=-=y y Y ，0101.001.0101.02=-=Y被吸收到氨量：1000(1-0.12)(0.136-0.0101)=110.8m 3kg 03.77172982734.228.110=⨯⨯出口气体体积：V=1000-110.8=889.2m 37、kPax p E 55003.016500*===对于稀溶液，Pa m kmolH M E S .1001.15500001181000134-⨯===ρm x x p E y ==，∴p E m = 43.5101300550000==m8、p Em =43.5101300550000== 147043.5008.0===m y x kg 59.3147044181000=⨯⨯，（环氧乙烷分子量＝44）12、稳态下通过气膜的扩散系数（分子扩散的斯蒂芬定律）)(21p p p p RT D A N B -=δS m mol .2 p 1=20℃水的蒸汽压＝2330Pa 1≈Bp p ,因为气膜中水蒸气分压小。
最新化工设备设计基础 第5章 化工设备材料
材料在弹性范围内，应力和应变成正比，这个比例系数称为弹性模 量，以E表示。金属的弹性模量主要取决于金属原子结构、结晶点 阵和温度等因素。E值随温度的升高而逐渐降低。 钢材：E=1.94～2.08×105MPa
泊松比是试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比，以µ表示，钢材 µ=0.3。
二、材料的性能
2.2 物理性能
金属材料的物理性能有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、 磁性、弹性模数与泊桑比等。
2.2.1 热膨胀性
金属及合金受热时，一般说来体积都要胀大，这一特性称为热膨胀 性。通常应用的是线膨胀系数，以α表示，量纲为mm/(℃·mm)。 钢材：α=9.2～10.4×10-6 mm/(℃·mm)
2.5.2 抗松弛性
材料在高温和应力状态下，如维持总变形不变，随着时间的延长自 发地减低应力的现象称为松弛。
【工程实例】法兰的连接螺栓拧紧加上初应力后，在高温下经过一 段时间发生松弛，总变形中的一部分弹性变形转变为塑性变形，紧 固件中的应力便降低了一部分，致使法兰垫片的压紧力而泄漏。此 时紧固件中所剩下的应力叫做剩余应力。如果剩余应力愈高，则称 材料的抗松弛性能愈好。
三、金属材料的分类及牌号
⑶ 镇静钢、半镇静钢与沸腾钢
镇静钢：在浇注前用Si、A1等把钢液完全脱氧，把FeO中的氧还原出来，生 成SiO2和A12O3，使得钢中含氧量不超过0.01％，锭模上大下小。压力容器 一般都要选用镇静钢。
沸腾钢：冶炼时只用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢，含氧量为0.03 ％～0.07％，其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生
过程，还有其他气体介质如水蒸汽、CO2，SO2等的氧化腐蚀 作用。
2.4 制造加工工艺性能
第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试题(Word含答案)——2022-2023学年高一化学人教版
第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试题练概念1.我国清代《本草纲月拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。
”这里的“强水”是指( ) A.氨水B.硝酸C.盐酸D.卤水2.德国科学家曾利用卫星数据和一种先进的仪器，绘制了一幅地球上空二氧化氮的分布图。
从科学家绘制的二氧化氮分布图来看，欧洲和北美洲的经济比较发达，注重环保的大城市上空二氧化氮密度很高。
其原因是这些地区的( ) A.硝酸工业发达 B.雷雨天气较多 C.机动车辆过多 D.燃料以煤为主3.下列现象或事实中不能用同一原理解释的是( ) A.浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存B.硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸D.2SO 和23Na SO 溶液都能使氯水褪色4.氨是氮肥工业及制取硝酸、炸药等的原料。
下列说法中正确的是( ) A.2N 和2H 在点燃或光照条件下可合成3NHB.3NH 和3HNO 溶于水后都能导电，故二者都是电解质C.3NH 遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟D.由3NH 制备3HNO 的过程中，氮元素被还原 5.下列物质之间的转化都能一步实现的是( ) A.22323Si SiO H SiO Na SiO →→→ B.2332Al Al O Al(OH)NaAlO →→→ C.23232N NH NO NO HNO NO →→→→→ D.32422324S SO H SO SO Na SO Na SO →→→→→ 6.下表所示有关物质检验的实验结论中正确的是( )7.下列各组中的物质在指定的分散系中能大量共存的是( )A.空气：223HCl CO SO NH、、、B.水玻璃：3K H NO Cl++--、、、C.氨水：433Na NH NO Al(OH)++-、、、D.pH=2的溶液：223Fe Ca NO Cl++--、、、8.某实验小组设计了如下图所示的装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
化工基础第二版答案张近第五章
化工基础第二版答案张近第五章化工基础第二版答案张近第五章本章节主要讲解了有关流体的基本概念和性质，对于化工生产过程中的传热、传质、分离等都有重要意义。
下面是本章中的重点内容及答案。
一、流体的基本概念及性质1. 流体的定义是什么？答：流体是能够流动的物质，包括液体和气体。
2. 流体的黏度是什么？答：流体的黏度是指流体内部分子之间相互作用力的大小和强度的量度。
3. 流体的密度和体积密度有何不同？答：流体的密度是指流体单位体积内的物质质量，而体积密度则是指单位质量物质所占据的体积。
4. 流体的表面张力是什么？答：流体的表面张力是指单位长度上的表面能量。
5. 流体静力学的基本方程式是什么？答：流体静力学的基本方程式为泊松方程。
二、传热、传质和分离1. 传热的三种方式是什么？答：传热的三种方式是传导、对流和辐射。
2. 固体和流体之间传热的区别是什么？答：固体传热主要依靠传导，而流体传热则除了传导，还有对流。
3. 传质的主要方式有哪些？答：传质的主要方式有分子扩散和对流，其中分子扩散只适用于液体和气体，对流则适用于各种状态的流体。
4. 分离的理论基础是什么？答：分离的理论基础是依据物质在不同条件下的物理、化学性质不同，使它们分离出来。
三、流体的运动学1. 流量的定义是什么？答：流量是指单位时间内流体通过单位横截面积的体积或质量。
2. 流速是什么？答：流速是指单位时间内流体通过一定截面所形成流管积分夹角的长度。
3. 流态的性质有哪些？答：流态的性质有黏性、惯性、不可压缩性和不可旋转性。
其中不可旋转性只适用于层流。
4. 流态与流量的关系是什么？答：流态与流量的关系是流量与流态的性质有关。
例如，黏性大的流体流量小，流速慢，惯性大的流体则相反。
以上就是本章的重点内容及答案，希望能对学习化工基础的同学有所帮助。
化工设备机械基础作业答案
《化工设备机械基础》习题解答二、填空题1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（ 内）径。
2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（ 外）径。
第三章 内压薄壁容器的应力分析一、名词解释A 组：⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。
⒉回转壳体：壳体的中间面是直线或平面曲线绕其同平面内的固定轴线旋转360°而成的壳体。
⒊经线：若通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。
⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理论。
⒌第一曲率半径：中间面上任一点M 处经线的曲率半径。
⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。
⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。
⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。
⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。
二、判断题（对者画√，错着画╳）A 组：1. 下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？（1） 横截面为正六角形的柱壳。
（×）（2） 横截面为圆的轴对称柱壳。
（√）（3） 横截面为椭圆的柱壳。
（×）（4） 横截面为圆的椭球壳。
（√）（5） 横截面为半圆的柱壳。
（×）（6） 横截面为圆的锥形壳。
（√）2. 在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。
（×）3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R R 21=，则该点的两向应力σσθ=m。
（√）4. 因为内压薄壁圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器，壁内的应力总是小于壁厚小的容器。
（×）5. 按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。
化工基础习题答案
第5章 传质过程及塔设备气体的吸收1.空气和CO 2的混合气体中,CO 2的体积分数为20%,求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少解 因摩尔分数=体积分数,.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 2. 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时,各为多少解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+浓度c 的计算20℃,溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替; 溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯ 溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105x X x ===--． 3.进入吸收器的混合气体中,NH 3的体积分数为10%,吸收率为90%,求离开吸收器时NH 3的组成,以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示;吸收率的定义为解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 00g 水中溶解lg 3 NH ,查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa;此稀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/()3kmol m kPa ⋅和相平衡常数m;总压为100kPa ;解 液相中3NH 的摩尔分数/.//1170010511710018x ==+气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P kPa＝亨利系数 *./.0798*******E p x ===／液相中3NH 的浓度 /./.333110170581 101109982n c kmol m V --⨯===⨯／ 溶解度系数 /*./../()3058107980728H c p kmol m kPa ===⋅ 液相中3NH 的摩尔分数 //1170010511710018x ==+．／气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (0798)07610000105y m x===⨯或 //.76100076m E p ===5. 10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =⨯,式中*p 为氧在气相中的平衡分压,单位为kPa x ；为溶液中氧的摩尔分数;试求总压为.101325kPa ,温度为10℃时,31m 水中最大可能溶解多少克氧空气中氧的体积分数为21%.解 总压.101325 p kPa =空气中2O 的压力分数 .021A p p ==／体积分数 空气中2O 的分压 *..021101325 A p kPa =⨯ 亨利系数 .6331310E kPa =⨯ 1 利用亨利定律*A p Ex =计算与气相分压..021101325A p kPa =⨯相平衡的液相组成为*. ..62602110132564210 331310A p x kmol O kmol E ⨯===⨯⨯．／溶液 此为1kmol 水溶液中最大可能溶解.6264210kmol O -⨯ 因为溶液很稀,其中溶质很少1kmol 水溶液≈1kmol 水=18 kg水10℃,水的密度 .39997kg m ρ=／ 故 1kmol 水溶液≈.3189997m ／水 即.3189997m 水中最大可能溶解.664210kmol -⨯氧故 31m 水中最大可能溶解的氧量为 2 利用亨利定律*A A c p H=计算31m 水中最大可能溶解的氧量为*(..)(.).5432021101325 16761035710A A c p H kmol O m --==⨯⨯=⨯／ 溶液 7. 用清水吸收混合气中的NH 3,进入吸收塔的混合气中,含NH 3体积分数为6%,吸收后混合气中含NH 3的体积分数为%,出口溶液的摩尔比为30012 kmol NH kmol ．／水;此物系的平衡关系为*.076Y X =;气液逆流流动,试求塔顶、塔底的气相传质推动力各为多少解 已知.1006y =,则()/./..111100609400638Y y y =-== 已知.20004y =,则()./..32000410004=40210Y =-⨯ 已知10.012X =,则*10.760.0120.00912Y =⨯= 已知20X =,则*20Y =塔顶气相推动力 *3222 4.0210=Y Y Y -∆=-⨯塔底气相推动力 *1110.06380.009120.0547Y Y Y ∆=-=-=分压力为50kPa 的混合气体,分别与CO 2浓度为./3001kmol m 的水溶液和CO 2浓度为.3005kmol m ／的水溶液接触;物系温度均为25℃,气液相平衡关系*.5166210p xkPa =⨯;试求上述两种情况下两相的推动力分别以气相分压力差和液相浓度差表示,并说明CO 2在两种情况下属于吸收还是解吸;解 温度25℃t =,水的密度为/3s 997kg m ρ= 混合气中CO 2的分压为50p kPa = 水溶液的总浓度/39718s sc kmol m M ρ≈=水溶液 1 以气相分压差表示的吸收推动力 ①液相中CO 2的浓度 .32001 A c kmol CO m =／水溶液 液相中CO 2的摩尔分数././4001=180********A x c c -==⨯ 与液相平衡的气相平衡分压为气相分压差表示的推动力 *503020p p p kPa ∆=-=-=吸收 ② 液相中CO 2的浓度30.05kmol m ／A c =水溶液 液相中CO 2的摩尔分数40.05/9.02710997/18A x c c -===⨯ 与液相平衡的气相平衡分压为气相分压差表示的推动力 *15050100p p p kPa ∆=-=-= 解吸 2 以液相浓度差表示的吸收推动力 与气相250CO p kPa =分压平衡的液相组成为 平衡的液相浓度①液相中CO 2的浓度./32001 A c kmol CO m =水溶液 液相浓度差表示的推动力为*...3001666001000666kmol ／m A A c c c ∆=-=-= 吸收②液相中CO 2的浓度320.05 CO /A c kmol m =水溶液液相浓度差表示的推动力为*.../300500166600333A A c c c kmol m ∆=-=-= 解吸10. 混合气含CO 2体积分数为10%,其余为空气;在30℃、2MPa 下用水吸收,使CO 2的体积分数降到%,水溶液出口组成41610X -=⨯摩尔比;混合气体处理量为/32240m h 按标准状态,.,27315 101325K Pa ,塔径为1.5m;亨利系数188E MPa =,液相体积总传质系数(/)3350L K a kmol m h kmol m ⋅=⋅⋅，;试求每小时用水量及填料塔的填料层高度;解 1用水量计算....,...3112 2 010005010111000550310090995y Y Y Y -======⨯，，．,41610X -=⨯,20X = 混合气流量 2240'10022.4G kmol h ==／惰性气体流量 ()()G G 'y .kmol h 1110010190=-=-=／ 用水量 G(Y Y )(..)L .kmol /h X X 41241290011100050315910610----===⨯-⨯2 填料层高度Z 计算水溶液的总浓度 /././3995718553s s c M kmol m ρ≈== 体积传质系数 ./()3553502765 X L K a cK a kmol m h ==⨯=⋅ 液相总传质单元高度 .(.)42159102765154OLX L H K a Ωπ⨯==⨯⨯①对数平均推动力法计算OL N气液相平衡常数188942E m p=== 液相总传质单元数 ②吸收因数法计算OL N填料层高度 ...32627389OL OL Z H N m =⋅=⨯=12.用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯,要求回收99%;入塔的混合气中含苯2%摩尔分数；入塔的煤油中含苯%摩尔分数;溶剂用量为最小用量的倍,操作温度为50℃,压力为100kPa,相平衡关系为*.036Y X =,气相总传质系数.()30015／Y K a kmol m s =⋅;入塔混合气单位塔截面上的摩尔流量为.()20015kmol m s ⋅／;试求填料塔的填料层高度.解 1气相总传质单元高度OG H 计算 入塔混合气的流量 G '.kmol (m s)20015 Ω=⋅=／惰性气体流量 ()()G G 'y .kmol (m s)2110015100200147ΩΩ=-=⨯-=⋅．．／ 2 气相总传质单元数OG H 计算..111002002041098y Y y ===-．,回收率099η=． ①吸收因数法计算OG N ② 对数平均推动力法计算OG N 3填料层高度Z 计算。
化工基础知到章节答案智慧树2023年聊城大学
化工基础知到章节测试答案智慧树2023年最新聊城大学第一章测试1.质量传递过程的推动力是（）参考答案:浓度差2.以下单元操作属于传质的是（）。
参考答案:精馏3.传热过程的基本方程是（）。
参考答案:傅里叶定律4.不同生产过程中的同一种化工单元操作，它们所遵循的原理基本相同，所使用的设备结构相似。
（）参考答案:对5.国际单位制中，功、热、能三个物理量的单位分别是公斤力、大卡和焦耳。
（）参考答案:错第二章测试1.伯努利方程和连续性方程的推导依据分别是（）参考答案:能量衡算，物料衡算2.设备的表压是指设备的（）。
参考答案:实际压强高于大气压的部分3.某密闭容器内的真空度为0.04 MPa，若当地大气压为100 kPa，则容器内绝对压力为（）。
参考答案:60 kPa4.重力和剪切力分别为（）。
参考答案:体积力；表面力5.流体由宽径流到窄径管道，其静压强（）。
参考答案:变小6.做稳定流动的流体中，任一点的流速、压强、密度等均处处相等且不随时间的变化而变化。
（）参考答案:错7.某管道的平均流量为2L/s，该数值是使用拉格朗日方法得到的。
（）参考答案:错8.理想流体是指无黏度，流动无摩擦，无能量损失的流体。
（）参考答案:对9.相同体积流量的理想流体在圆形管道中流动，其流体流速与管道直径成反比。
（）参考答案:错10.气体的密度随温度与压力而变化，因此气体是可压缩的流体。
（）参考答案:对第三章测试1.流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（）进行的。
参考答案:热传导2.傅立叶定律为描述（）的基本定律。
参考答案:热传导3.下述各种情况下对流传热系数最大的是（）。
参考答案:沸腾时的水4.在圆筒壁的一维定态导热速率方程中，传热面积应为（）。
参考答案:圆筒壁的内、外表面积的对数平均值5.在金属固体中，热传导是通过晶格结构的振动，即原子、分子在平衡位置附近的振动来实现的。
（）参考答案:错6.热通量为单位传热面积上的传热速率。
化工基础(张近)课后习题答案(高等教育出版社)
流体流动和输送1、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。
8、以水平管中心线为基准面，在1－1，，2－2，间列柏式，在操作条件下，甲烷的密度：水柱压差计读数：9、10、对孔板流量计：流量与流速度关系：，即，(1)当读数为80mmHg时，，即误差＝1.2%(2)读数为20mmHg时，，即误差＝4.9%(3)指示液为四氯化碳时，∴流量的相对误差与以上相同。
11、体积流量：质量流量：导管中苯的流速：12、忽略阻力，，，，将数据代入，得体积流量：13、，，, , ∴＝，空气流量：质量流量：，∵，，，解得，，体积流量：14、当量直径：流速：湍流15、相对粗糙度：，查图得16、，，查图得H1=0，H2=10，v1=0，v2=2.2，P2=0，17、用试差法求流量，∵λ＝f(Re),Re=f(v),难以直接求解。
由Re～λ图可见，对ε＝0.001的无缝钢管而言，Re在2×104～1×107之间，λ值在0. 02～0.028之间，设λ＝0.025，H1=5，H2=0，P1=P2=0（表压），v1=0，查图得λ＝0.0235，苯的体积流量：qv=1.47×0.785×0.0282=0.91L/S（若设λ＝0.024，qv=0.92L/S）校核：基本相符。
18、强烈湍流时，λ可看作常数。
，,10=1.2764×10-6/d5d5=1.2764×10-7，∴d=42mm19、（1）、（2）、（3）、20、（1）、，增加3倍（2）、（3）、，增加1倍21、（1）、, ,,,∴（2）、，，，，22、，查图，λ＝0.034,∵ P1=P2=0，H1=0，动压头可忽略有效功率：轴功率：23、,H1=0，v1=0，H2=15，v2=0.74，P1=P2=0（表压）∴理论功率：轴功率：24、，∴主管中水的流量：支管中流量：25、支路管道26、40mm水柱＝0.4kPa(表压)，绝对压：101.3+0.4=101.4kPa 50℃空气密度：空气在导管中流速：, , 查图λ＝0.026输送功率：效率：27、（1）、更换后，输出量为：扬程：（2）、两台并联两台并联后输出水量最多能达到20m3/h，但是在6.3m的扬程下，而不是25m。
化工基础 第五章习题课
10.苯－甲苯理想溶液在总压为101.3kpa下，饱和蒸 0 p 甲苯 46kpa 气压和温度的关系如下：在85℃时，
p0苯 116.9kpa, 在105℃时， p 0甲苯 86kpa
p 0 苯 204.2kpa
求： （1）在85℃和105℃时该溶液的相对挥发度及平均相对挥发度； （2）在此总压下，若85℃时， x苯 0.78
6、操作线方程
⑴ 精馏段操作线方程 回流比 汽液关系 ⑵ 提馏段操作线方程 汽液关系 ⑶ q线方程 加料板物料关系 7、最小回流比
总结—液体的精馏
1.相平衡关系：
拉乌尔定律：
pi p x
* A A * B B
* i i
y A pA p x xA y B pB p x xB
x A yA 1 ( 1) x A
q xF x 进料操作线方程(q 线方程)： y q 1 q 1
习 题
1、双组分溶液的相对挥发度α 是溶液中 的挥发度对 的挥发度之比，若α =1表示 。物系的α 值愈 大，在x-y图中的平衡曲线愈 对角线。 易挥发组分,难挥发组分,不能用普通蒸馏方法分离,远离 2.工业生产中在精馏塔内将 过程和 过程有机结合 起来而实现操作的。而 是精馏与普通精馏的本质区 别。 多次部分气化,多次部分冷凝,回流
2）吸收速率（双膜理论）
3）填料吸收塔的计算 3．液体的精馏 1）气液相平衡 2）连续精馏分析 3）物料衡算
重点：
本章主要学习传质过程基本规律，包括气体 的吸收和液体的精馏。 气体的吸收 1．熟练掌握吸收相平衡基本规律； 2．掌握吸收双膜理论，吸收速率方程； 3．掌握填料吸收塔的有关计算； 4．了解主要吸收设备的性能。
（1）回流比及进料热状况参数；（2）馏出液及原料液组
苏州苏州外国语学校高中化学必修二第五章《化工生产中的重要非金属元素》基础练习(答案解析)
一、选择题1．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是A．两种气体都是有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染B．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色C．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸2．如图是氮氧化物（NO x）储存还原的工作原理：NO x的储存过程与还原过程在不同时刻是交替进行的。
下列有关说法不正确的是A．“还原”过程中，Ba(NO3)2转化为BaOB．在储存还原过程中，Pt作催化剂C．在储存还原过程中，参加反应的NO和O2的物质的量之比为2∶1D．若还原性气体为H2，则参加反应的H2与生成的N2的物质的量之比是5∶13．下列实验方案设计正确是A．用乙醇萃取碘水中的碘单质B．用焰色反应(焰色试验)鉴别NaCl和 Na2SO4C．用溶解、过滤的方法分离 KCl和 MnO2固体D．用NaOH溶液和红色石蕊试纸检验溶液中是否存在NH+44．当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时，常发现其成分中含有少量SO2。
下列关于SO2的说法正确的是()A．SO2属于非法添加剂，不该添加到葡萄酒中B．SO2具有还原性，少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质C．SO2具有还原性，不能用浓硫酸干燥D．SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，体现了它的漂白性5．下列叙述正确的是A．CO2、NO2以及SO2都会导致酸雨的形成B．用活性炭为糖浆脱色和用臭氧漂白纸浆的原理相同C．为防止压缩饼干类食品受潮变质，常在包装袋中放入铁粉D．黄河入海口沙洲的形成与用卤水点豆腐都体现了胶体聚沉的性质6．探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是甲 乙 丙 丁A ．上下移动装置甲中的铜丝体现绿色化学的思想B ．装置乙可用于收集SO 2气体C ．将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色可确定CuSO 4的生成D ．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出42CuSO 5H O7．近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。
化工设备机械基础 第六版 第5章习题解答 刁玉玮
《化工设备机械基础》习题解答第五章 外压圆筒与封头的设计二、判断是非题（对者画√， 错者画X ）1． 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。
（ X ）2． 18MnMoNbR 钢板的屈服点比Q235-AR 钢板的屈服点高108%，因此，用18MnMoNbR 钢板制造的外压容器，要比用Q235-AR 钢板制造的同一设计条件下的外压容器节省许多钢材。
（ X ）3． 设计某一钢制外压短圆筒时，发现采用20g 钢板算得的临界压力比设计要求低10%，后改用屈服点比20g 高35%的16MnR 钢板，即可满足设计要求。
（ X ）4． 几何形状和尺寸完全相同的三个不同材料制造的外压圆筒，其临界失稳压力大小依次为：P cr 不锈钢 > P cr 铝 > P cr 铜。
（ X ）5． 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。
（ X ）三、填空题a) 受外压的长圆筒，侧向失稳时波形数n=（2）；短圆筒侧向失稳时波形数为n>（2）的整数。
b) 直径与壁厚分别为D ，S 的薄壁圆筒壳，承受均匀侧向外压p 作用时，其环向应力σθ=（PD/2S ），经向应力σm （PD/4S ），它们均是（压）应力，且与圆筒的长度L （无）关。
c) 外压容器的焊接接头系数均取为Φ=（1）；设计外压圆筒现行的稳定安全系数为m=（3）。
d) 外压圆筒的加强圈，其作用是将（长）圆筒转化成为（短）圆筒，以提高临界失稳压力，减薄筒体壁厚。
加强圈的惯性矩应计及（加强圈）和（加强圈和圆筒有效段组合截面）。
e) 外压圆筒上设置加强圈后，对靠近加强圈的两侧部分长度的筒体也起到加强作用，该部分长度的范围为（加强圈中心线两侧各为0.55e S D 0的壳体）。
四、工程应用题A 组：1、图5-21中A ，B ，C 点表示三个受外压的钢制圆筒，材质为碳素钢，σs =216MPa ，E=206GPa 。
化工设备设计基础第五章内压薄壁容器设计
环向应力 MPa
pD 15 212 .5 s2 245 .2 2 2 6.5
四、 筒体强度计算
筒体内较大的环向应力不 pD t [s ] 应高于在设计温度下材料 2 的许用应力，即
[s]t-设计温度t℃下材料许用应力， MPa。 实际设计中须考虑三个因素： （1）焊接接头系数 （2）容器内径 （3） 壁厚
2． 基本假设
(2)直线法假设 变形前垂直于中面直线段，变形后 仍是直线并垂直于变形后的中面。变 形前后法向线段长度不变。沿厚度各 点法向位移相同，厚度不变。 (3)不挤压假设 各层纤维变形前后互不挤压。
㈡ 无力矩理论基本方程式
无力矩理论是在旋转薄壳的受 力分析中忽略了弯矩的作用。 此时应力状态和承受内压的薄 膜相似。又称薄膜理论
㈣ 焊接接头系数
焊接接头形式 无损检测的长度比例 100% 局部
焊接削弱而降低设计许用应力的系数。 根据接头型式及无损检测长度比例确定。
双面焊对接接头或相当 1.0 0.85 于双面焊的对接接头 单面焊对接接头或相当 0.9 0.8 于单面焊的对接接头 符合《压力容器安全技术检察规程》才允许作局部 无损探伤。抽验长度不应小于每条焊缝长度的20％。
e-圆筒有效厚度 e
n C
C-厚度附加量。
C C1 C2
设计温度下圆筒的计算应力
pc Di e t s s f 2 e
t
五、球壳强度计算
设计温度下球壳的计算厚度：
pcDi t 4s f pc
pc 0.6[s ] f
t
设计温度下球壳的计算应力
（2） 轴对称
壳体的几何形状、约束条件和 所受外力都是对称于某一轴。 化工用的压力容器通常是轴对 称问题。
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第5章 传质过程及塔设备5.2气体的吸收1.空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 2. 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。
溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 .3998200105058218s s c x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 //1170010610018X ==．或 ..00105001061100105x X x ===--．3.进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为122111Y Y Y Y Y η-===-被吸收的溶质量原料气中溶质量解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为()...211109011100111Y Y η=-=-⨯=（）摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++4.l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。
此稀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k P a )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。
总压为100kPa 。
解 液相中3NH 的摩尔分数/.//1170010511710018x ==+气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P kPa ＝亨利系数 *./.0798*******E p x ===／液相中3NH 的浓度 /./.333110170581 101109982n c kmol m V --⨯===⨯／ 溶解度系数 /*./../(3058107980728H c pk m o l m k P a ===⋅液相中3NH 的摩尔分数 //1170010511710018x ==+．／气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (079807610000105)y m x ===⨯ 或 //.76100076m E p ===5. 10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =⨯，式中*p 为氧在气相中的平衡分压，单位为kPa x ；为溶液中氧的摩尔分数。
试求总压为.101325kPa ，温度为10℃时，31m 水中最大可能溶解多少克氧？空气中氧的体积分数为21%.解 总压.101325 p kPa =空气中2O 的压力分数 .021A p p ==／体积分数 空气中2O 的分压 *..021101325 A p kPa =⨯亨利系数.6331310E kPa =⨯ (1) 利用亨利定律*A p Ex =计算与气相分压..021101325A p kPa =⨯相平衡的液相组成为 *. ..62602110132564210 331310A p x kmol O kmol E ⨯===⨯⨯．／溶液 此为1kmol 水溶液中最大可能溶解.6264210kmol O -⨯ 因为溶液很稀，其中溶质很少1kmol 水溶液≈1kmol 水=18 kg 水10℃，水的密度 .39997k g m ρ=／故 1k m o l 水溶液≈.3189997m ／水即.3189997m 水中最大可能溶解.664210kmol -⨯氧 故 31m 水中最大可能溶解的氧量为 (642642109997)3571018kmol O --⨯⨯=⨯...4222357103211410O 114O kg g --⨯⨯=⨯=(2) 利用亨利定律*AA c p H=计算 () (536)9997== 167610／33131018ssH kmol m kPa EM ρ-≈⨯⋅⨯⨯ 31m 水中最大可能溶解的氧量为*(..)(.).5432021101325 16761035710A A c p H kmol O m --==⨯⨯=⨯／ 溶液 ...4222357103211410114kg O g O --⨯⨯=⨯=7. 用清水吸收混合气中的NH 3，进入吸收塔的混合气中，含NH 3体积分数为6%，吸收后混合气中含NH 3的体积分数为0.4%，出口溶液的摩尔比为30012 kmol NH kmol ．／水。
此物系的平衡关系为*.076Y X =。
气液逆流流动，试求塔顶、塔底的气相传质推动力各为多少？解 已知.1006y =，则()/./..111100609400638Y y y =-== 已知.20004y =，则()./..32000410004=40210Y =-⨯ 已知10.012X =，则*10.760.0120.00912Y =⨯= 已知20X =，则*20Y =塔顶气相推动力 *3222 4.0210=Y Y Y -∆=-⨯塔底气相推动力 *1110.06380.009120.0547Y Y Y ∆=-=-=8.CO 2分压力为50kPa 的混合气体，分别与CO 2浓度为./3001kmol m 的水溶液和CO 2浓度为.3005kmol m ／的水溶液接触。
物系温度均为25℃，气液相平衡关系*.5166210p xkPa =⨯。
试求上述两种情况下两相的推动力（分别以气相分压力差和液相浓度差表示），并说明CO 2在两种情况下属于吸收还是解吸。
解 温度25℃t =，水的密度为/3s 997kg m ρ=混合气中CO 2的分压为50p kPa = 水溶液的总浓度/39718ssc kmol m M ρ≈=水溶液 (1) 以气相分压差表示的吸收推动力①液相中CO 2的浓度.32001 A c kmol CO m =／水溶液 液相中CO 2的摩尔分数././4001=180********A x c c -==⨯与液相平衡的气相平衡分压为*...55416621016621018051030p x kPa -=⨯=⨯⨯⨯=气相分压差表示的推动力 *503020p p p k P a ∆=-=-=（吸收）② 液相中CO 2的浓度30.05kmol m ／A c =水溶液 液相中CO 2的摩尔分数40.05/9.02710997/18A x c c -===⨯与液相平衡的气相平衡分压为*...554166210166210902710150p x kPa -=⨯=⨯⨯⨯=气相分压差表示的推动力*15050100p p p kPa ∆=-=-= （解吸） (2) 以液相浓度差表示的吸收推动力 与气相250CO p kPa =分压平衡的液相组成为*..5550166210166210p x ==⨯⨯ 平衡的液相浓度①液相中CO 2的浓度./32001 A c kmol CO m =水溶液 液相浓度差表示的推动力为* (3)001666001000666kmol ／m A A c c c ∆=-=-= （吸收）②液相中CO 2的浓度320.05 CO /A c kmol m =水溶液 液相浓度差表示的推动力为*.../300500166600333A A c c c kmol m ∆=-=-= （解吸）10. 混合气含CO 2体积分数为10%，其余为空气。
在30℃、2MPa 下用水吸收，使CO 2的体积分数降到0.5%，水溶液出口组成41610X -=⨯（摩尔比）。
混合气体处理量为/32240m h （按标准状态，.,27315 101325K Pa ），塔径为1.5m 。
亨利系数188E MPa =，液相体积总传质系数(/)3350L K a kmol m h kmol m ⋅=⋅⋅，。
试求每小时用水量及填料塔的填料层高度。
解 (1)用水量计算 ....,...3112 2 010005010111000550310090995y Y Y Y -======⨯，，．，41610X -=⨯，20X = 混合气流量 2240'10022.4G kmol h ==／ 惰性气体流量 ()()G G'y .kmol h 1110010190=-=-=／ 用水量 G (Y Y )(..)L .k m o l /h X X 41241290011100050315910610----===⨯-⨯ ../45159101828610kg h =⨯⨯=⨯ (2) 填料层高度Z 计算水溶液的总浓度/././3995718553s s c M kmol m ρ≈==体积传质系数 ./()3553502765 X L K a cK a kmol m h ==⨯=⋅ 液相总传质单元高度 .(.)42159102765154OLX L H K a Ωπ⨯==⨯⨯.326m = ①对数平均推动力法计算OL N气液相平衡常数188942E m p === *..31101119411810X Y m -===⨯／／*/./.5220005039453510X Y m -===⨯*..34411111810610= 5810X X X ---∆=-=⨯-⨯⨯*..5522253510053510X X X --∆=-=⨯-=⨯..ln ln .554125151581053510=220910581053510m X X X X X -----∆-∆⨯-⨯∆==⨯∆⨯∆⨯ 液相总传质单元数..41246100272220910OLm X X N X ---⨯-===∆⨯ ②吸收因数法计算OL N ..41591018799490L mG ⨯==⨯**ln 2111111OLX X L L N L mG mG X X mG⎡⎤-⎛⎫=-+⎢⎥ ⎪-⎝⎭⎣⎦- ().l n (3)4310118101187918792731187961011810---⎡⎤-⨯=-+=⎢⎥-⨯-⨯⎣⎦ 填料层高度 ...32627389O L O L Z H N m =⋅=⨯=12.用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收99%。