河北科技大学化工原理2章习题讨论
化工原理课后思考题答案
化工原理课后思考题答案问题一：什么是化工原理？化工原理是研究化学过程和物理过程在化工工程中基本原理和规律的学科。
它包括了化学反应、传质与传热、流体力学等学科内容，涉及到化工工程中的各个环节。
化工原理的研究可以帮助工程师了解反应过程中的物质转化规律、能量传递规律以及流体在管道中的流动规律等，为化工工程的设计、运行和优化提供科学依据。
问题二：化工原理的研究内容有哪些？化工原理的研究内容主要包括以下几个方面：1.化学反应原理：研究化学反应的动力学、平衡及其对工艺条件的影响。
通过分析反应速率、平衡常数和热力学参数，确定最佳反应条件，并预测产物组成和产量。
同时，还研究反应速率方程、反应机理和催化剂等相关内容。
2.传质传热原理：研究在化工过程中物质和能量的传递规律。
通过分析传质速率、传热速率以及传质传热过程中的阻力和温度分布等参数，优化传质传热操作。
此外，还研究流体与固体之间、流体与流体之间的传质传热机理。
3.流体力学原理：研究流体在管道、泵和设备中的流动规律。
通过分析流体的流动速度、压力分布、阻力损失等参数，优化流体力学过程。
还研究液体和气体的流动特性，如雷诺数、压力梯度和黏度等。
4.反应工程原理：研究化工反应工艺的设计、运行和控制。
通过分析反应条件、反应器构造和反应器操作参数，确定最佳的工艺方案。
同时，还研究反应器的传热、传质和混合性能等相关问题。
5.过程综合与优化：综合考虑化工过程中的各个环节，包括反应、分离、传质传热以及能量利用等。
通过分析各种操作条件、设备参数和工艺流程，提出最优的工艺设计方案，以实现经济高效的生产过程。
问题三：化工原理对化工工程有何作用？化工原理对化工工程有以下几个方面的作用：1.设计指导：通过化工原理的研究，可以为化工工程的设计提供科学依据。
了解化学反应过程中的物质转化规律和能量传递规律，可以确定最佳反应条件和工艺流程，从而提高生产效率和产品质量。
2.过程优化：通过分析化工原理，可以优化化工工程中的各个环节。
河北科技大学化工原理习题讨论 2
H 层数 ' H
0.44
Nuwton定律区
Allen定律区
验算 Re p
d p ut
气流的流型
一、填空题
1. 重力沉降、离心沉降、过滤
2. 加速、恒速、加速阶段终了、粒子、流体 3. 增大一倍、减小一倍、不变 4. 0.36 5. 含尘气体流量、要求达到的分离效率、允许压降 6. 分离效率、气体经过旋风分离器的压降 7. 4、4 8. 过滤区、洗涤及脱水区、卸渣区 9.ΨT、A
的温度为150℃，密度为0.85kg/m3，黏度为2.5×10-5Pa.s。
上的尘粒？ P q0v 0 Pq P V PV 0 v 解： 0 T T00 T T
q v uBH
假设
qv 2 Aut
Re p
d p ut
ut
gd 2 p p 18
L 2 u ut
H
10. 一个操作循环中得到的滤液体积、总时间、过 滤时间、洗涤时间、辅助时间. 11.理论上能够100%被分离下来的. 12.板框过滤机在过滤结束时，滤框刚好充满。则 在每一框中，滤液穿过厚度为1/2滤框的滤饼；而 洗涤时，洗液穿过厚度为１滤框的滤饼，洗液的 流通截面积等于滤液流通截面积的1/2倍。 13. 2Δp1
2
20、 Q
KA 2n
例5（综练例2）
解：PV nR T
qv
qV
L
H
4 p gd p 3
500 Re p 2 105
L H u ut
qV uBH
qV Aut
ut
B
Re 2 2 Re p 500 gdp 2 p p 24 18.5 ut 0.6 18 Re p Re p
化工原理第二章思考题及答案
1离心泵的扬程是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值。
B . 机械能2离心泵铭牌上标明的是泵在时的主要性能参数。
C . 效率最高3层流和湍流的本质区别是。
C . 雷诺数不同1由离心泵基本方程式导出的理论特性曲线(H-Q)其形状是。
A .直线2离心泵效率最高的点是。
C .设计点3离心泵的调节阀的开度改变,则。
C .不会改变泵泵的特性曲线4 8B29离心泵的含义是。
D .入口直径为8英寸,扬程为29m5以下型号的泵不是水泵。
C .F型6离心泵最常用的调节方法是。
B .改变出口管路中阀门开度7用离心泵将水池的水抽吸到水塔中,若离心泵在正常操作范围内工作,开大出口阀门将导致。
A .送水量增加,整个管路压头损失减少1一台离心在管路系统中工作当阀门全开时相应的管路性能曲线可写成he=A+BQ2,且B=0时,即动能增加值,阻力损失两项之和与位能增加值,压能增加值两项之和相较甚小,当泵的转速增大10%,如阀门仍全开,则实际操作。
B .扬程大致不变,流量增加10%以上2如在测量离心泵性能曲线时错误将压力表安装在调节阀以后,则操作时压力表(表压)P2将。
D .随流量的增大而增加3离心泵停车时要。
A .先关出口阀后断电4离心泵铭牌上标明的扬程是。
D .效率最高时得扬程5以下说法是正确的:当粘度μ较大时,在泵的性能曲线上。
C .同一流量Q处,扬程H上升,效率η下降6当管路性能曲线写成时。
B .A只包括单位重量流体需增加的位能和静压能之和7旋涡泵常用的调节方法是。
C .安装回流支路,改变循环量的大小8某泵在运行的时候发现有汽蚀现象应。
C .检查进口管路是否漏液9将含晶体10%的悬浊液送往料槽宜选用。
A .离心泵1离心通风机铭牌上的标明风压是100mmH2O意思是。
C . 输送20℃,101325Pa的空气,在效率最高时全风压为100mmH2O2有两种说法(1)往复泵启动不需要灌水(2)往复泵的流量随扬程增加而减少则。
C . 说法(1)正确,说法(2)不正确3离心泵最常用的调节方法是。
化工原理二课后习题答案
化工原理二课后习题答案化工原理二课后习题答案化工原理二是化学工程专业的一门重要课程，它涉及到化学反应、热力学、传质等方面的知识。
在学习过程中，习题是巩固知识的重要手段。
下面，我将为大家提供化工原理二课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 问题：在一个恒温反应器中，气相反应A→B，反应速率方程为r=kC_A，其中k为反应速率常数，C_A为A的浓度。
试证明，当反应速率恒定时，反应器内A的浓度也是恒定的。
答案：根据反应速率方程r=kC_A，当反应速率恒定时，r=kC_A=kC_A0，其中C_A0为反应开始时A的浓度。
由此可得C_A=C_A0，即A的浓度恒定。
2. 问题：试证明，在一个恒温反应器中，气相反应A→B，反应速率方程为r=kC_A，其中k为反应速率常数，C_A为A的浓度。
当反应速率恒定时，反应器内B的浓度也是恒定的。
答案：根据反应速率方程r=kC_A，当反应速率恒定时，r=kC_A=kC_A0，其中C_A0为反应开始时A的浓度。
由于反应A→B是单向反应，B的生成速率与A的消耗速率相等，即r=kC_A=kC_A0=kC_B，其中C_B为B的浓度。
由此可得C_B=C_A0，即B的浓度恒定。
3. 问题：在一个恒温反应器中，气相反应A→B，反应速率方程为r=kC_A，其中k为反应速率常数，C_A为A的浓度。
试证明，当反应速率恒定时，反应器内A和B的摩尔流量之比为C_A0/C_B0，其中C_A0和C_B0分别为反应开始时A和B的摩尔浓度。
答案：根据反应速率方程r=kC_A，当反应速率恒定时，r=kC_A=kC_A0=kC_B，其中C_A0和C_B0分别为反应开始时A和B的浓度。
根据摩尔流量的定义，摩尔流量与浓度成正比，即n=kC。
由此可得n_A=kC_A=kC_A0，n_B=kC_B=kC_B0。
因此，n_A/n_B=C_A0/C_B0，即反应器内A和B的摩尔流量之比为C_A0/C_B0。
4. 问题：在一个恒温反应器中，气相反应A+B→C，反应速率方程为r=kC_AC_B，其中k为反应速率常数，C_A和C_B分别为A和B的浓度。
化工原理第二章习题及答案解析
化⼯原理第⼆章习题及答案解析第⼆章流体输送机械⼀、名词解释（每题2分）1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的⽐值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有⽆限多叶⽚的离⼼泵为单位重量理想流体所提供的能量6、⽓缚现象因为泵中存在⽓体⽽导致吸不上液体的现象7、离⼼泵特性曲线在⼀定转速下，离⼼泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最佳⼯作点效率最⾼时所对应的⼯作点9、⽓蚀现象泵⼊⼝的压⼒低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压⼒，液体汽化，产⽣对泵损害或吸不上液体10、安装⾼度泵正常⼯作时，泵⼊⼝到液⾯的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸⼊⼝允许的最低真空度12、⽓蚀余量泵⼊⼝的动压头和静压头⾼于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的⼯作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、风量风机单位时间所输送的⽓体量，并以进⼝状态计⼆、单选择题（每题2分）1、⽤离⼼泵将⽔池的⽔抽吸到⽔塔中，若离⼼泵在正常操作范围内⼯作，开⼤出⼝阀门将导致（）Ａ送⽔量增加，整个管路阻⼒损失减少Ｂ送⽔量增加，整个管路阻⼒损失增⼤Ｃ送⽔量增加，泵的轴功率不变Ｄ送⽔量增加，泵的轴功率下降 A2、以下不是离⼼式通风机的性能参数( )Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B3、往复泵适⽤于( )Ａ⼤流量且流量要求特别均匀的场合Ｂ介质腐蚀性特别强的场合Ｃ流量较⼩，扬程较⾼的场合Ｄ投资较⼩的场合 C4、离⼼通风机的全风压等于 ( )Ａ静风压加通风机出⼝的动压Ｂ离⼼通风机出⼝与进⼝间的压差Ｃ离⼼通风机出⼝的压⼒Ｄ动风压加静风压 D5、以下型号的泵不是⽔泵 ( )ＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型 C6、离⼼泵的调节阀 ( )Ａ只能安在进⼝管路上Ｂ只能安在出⼝管路上Ｃ安装在进⼝管路和出⼝管路上均可Ｄ只能安在旁路上 B7、离⼼泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值 ( )Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬⾼度） B8、流体经过泵后，压⼒增⼤?p N/m2，则单位重量流体压能的增加为 ( )A ?pB ?p/ρC ?p/ρgD ?p/2g C9、离⼼泵的下列部件是⽤来将动能转变为压能 ( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮 C10、离⼼泵停车时要 ( )Ａ先关出⼝阀后断电Ｂ先断电后关出⼝阀Ｃ先关出⼝阀先断电均可Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出⼝阀 A11、离⼼通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是 ( )A 输任何条件的⽓体介质全风压都达100mmH2OB 输送空⽓时不论流量多少，全风压都可达100mmH2OC 输送任何⽓体介质当效率最⾼时，全风压为100mmH2OD 输送20℃，101325Pa空⽓，在效率最⾼时，全风压为100mmH2O D12、离⼼泵的允许吸上真空⾼度与以下因素⽆关 ( )Ａ当地⼤⽓压⼒Ｂ输送液体的温度Ｃ流量Ｄ泵的吸⼊管路的长度 D13、如以?h,允表⽰汽蚀余量时，p1,允表⽰泵⼊⼝处允许的最低压⼒，p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进⼝处的液速，则 ( )A p1,允= p v + ?h,允B p1,允/ρg= p v/ρg+ ?h,允－u12/2gC p1,允/ρg= p v/ρg+ ?h,允D p1,允/ρg= p v/ρg+ ?h,允＋u12/2g B14、以下种类的泵具有⾃吸能⼒ ( )Ａ往复泵Ｂ齿轮泵与漩涡泵Ｃ离⼼泵Ｄ旋转泵与漩涡泵 A15、如图⽰，列1--1与2--2截⾯的伯努利⽅程，为：H e＝?z＋?p/ρg＋?(u2/2g)＋∑H f,1-2，则?h f,1-2为 ( )A 泵的容积损失，⽔⼒损失及机械损失之和B 泵的容积损失与⽔⼒损失之和C 泵的⽔⼒损失D 测压点1⾄泵进⼝，以及泵出⼝⾄测压点2间的阻⼒损失D16、离⼼泵开动以前必须充满液体是为了防⽌发⽣ ( )Ａ⽓缚现象Ｂ汽蚀现象Ｃ汽化现象Ｄ⽓浮现象A17、某同学进⾏离⼼泵特性曲线测定实验，启动泵后，出⽔管不出⽔，泵进⼝处真空计指⽰真空度很⾼，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪⼀个是真正的原因 ( )Ａ⽔温太⾼Ｂ真空计坏了Ｃ吸⼊管路堵塞Ｄ排出管路堵塞C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。
化工原理(第四版)习题解 第二章课件- 流体输送机械
第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。
若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。
解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==，流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液，其他性质可视为与水相同。
若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。
解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。
（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。
(3)液体密度ρ增大，则轴功率V q gHP ρη=将增大。
【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。
试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流量与扬程将变为多少？解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱， 有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /m i n 11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱 转速/m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 管路特性曲线、工作点、等效率方程【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa ，两槽液位相差4m 且维持恒定。
化工原理第二章习题答案
第二章2－1解：∵ρ=995.7kg/m3,q v=540m3/h,p M=350kpa,p V=-30kpa(表压),h0=0.35,d1=0.35m,d2=0.31m∴u1= q v/(π/4)d12=(540/3600)/（0.785×0.352）＝1.56m/su2=u1(d1/d2)2=1.56×（0.35/0.31）2=1.99m/s∴H=h0+(p M-p V)/ ρg+(u22-u12)/2g=0.35+[350×103-（-30×103）]/(995.7×9.81)+（1.992-1.562）/（2×9.81）＝0.35+38.9+0.078＝39.3mH2O存在问题：注意内差法查物性数据；用表压时p V=-30kpa；动能项(u22-u12)/2g不能忽略。
2－2解：（1）液体密度增大，离心泵的压头不变。
说明？（2）液体密度增大，出口压力表读数将增大。
说明？（3）液体密度增大，轴功率P=q vρgH/η将增大。
说明？存在问题：缺少原因说明2－3：答案，981w;15.5m3/h;14.9mH2O2－4解：已知d=0.075m,l+le=400m,ζ=32(1)管路特性方程：H=H0+kq v2H0=Δz+Δp/ρg=10+0=10mH2OK=8/π2g×[λ(l+le)/d5+∑ζ/d4]=8/（π2×9.81）×（0.03×400/0.0755+32/0.0754）=5.02×105H=10+5.02×105 q v2(2)工作点的流量与扬程：在q v－H坐标上分别画出管路特性曲线和离心泵特性曲线，由曲线的交点得：工作点流量q vA=0.0045m3/s,扬程H A=19.8mH2O存在问题：400m已包含了除换热器以外的所有局部阻力的当量长度；泵特性曲线一般不能由实验数据直接得出；工作点应由曲线交点获得2－5解：流量q v=0.0053 m3/s,扬程H=23.7mH2O存在问题：应做出组合泵特性曲线，由曲线交点获得工作点2-6解：流量q v=0.0061 m3/s,扬程H=30.02mH2O存在问题：应做出组合泵特性曲线，由曲线交点获得工作点2－7：答案,1.62m;-0.69m2-8:答案，Hg允许＝3.66-H f第(2)方案的安装高度Hg=7m,大于Hg允许,不能完成输送任务；第(1)方案的安装高度Hg=-1m,则H f≤4.66mH2O时可以用。
化工原理第二章第1-9题参考答案.docx
第二章流体输送机械1・在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m 3/h 时，离心泵出口处压强表和入口处 真空表的读数分别为152kPa 和24・7kPa,轴功率为2・45kW,转速为2900r/min o 若真空 表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m,泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动 阻力可忽略不计。
试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。
［答：泵的效率为53.1%,其它性能略］解：分别以真空表和压强表所在截而为和2・2截面，在两截面间列柏努利方程有:1000x9.8x(26/3600)x18.4 2450 该效率下泵的性能为：Q=26m3/h, n=2900r/min, H=18.4m, N=2.45kW 。
4.用例2-2附图所示的管路系统测定离心泵的气蚀性能参数，则需在泵的吸入管路中安装 调节阀门。
适当调节泵的吸入和排出管路上两阀门的开度，可使吸入管阻力增大而流量保 持不变。
若离心泵的吸入管直径为100mm,排出管直径为50mm,孔板流量计孔口直径 为35mm,测的流量计压差计读数为0.85mHg,吸入口真空表读数为550mmHg 时，离心 泵恰发生气蚀现象。
试求该流量下泵的允许气蚀余量和吸上真空度。
已知水温为20°C,当 地大气压为760mmHg o仏=0.1 m,d 2 = 0.05/72,= 0.035m,R = 0.85m, p (真)=550mmHg,t = 20°C, 已知： p 0 = 760mmHg求：NPSH 和 解：1） NPSH 可由下式得到:H 二Az I 〃2（表压）+门（真空度）Pg 0.4 + 152000 + 24700 ~~1000x9.8 =18.4 m PgQH N= 53.2%NPSH =匹+ --厶Pg 2g pgPi=Po-Pi(^其中：仇可通过查(PC水的物性参数得到。
耳可通过孔板流量计木矽式计算得至注意：pi的单位换算为pa。
化工原理2解析
第二章：流体输送机械一、本章学习目的通过本章的学习，了解各种流体输送机械的操作原理、基本构造与性能；掌握离心泵的主要性能参数；了解离心泵的特性曲线；能合理地选择离心泵的类型，决定其规格，计算功率消耗，正确地安装其在管路系统中的位置，并进行操作管理。
二、本章思考题2-1 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状态？2-2 离心泵的特性曲线有几条？其曲线形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？2-3 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？2-4 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？2-5 离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法？ 2-6 何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀？ 2-7 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些？2-8 什么是液体输送机械的扬程（或压头）？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的黏度对扬程有何影响？2-9 管路特性方程20V kq H H +=中的0H 与k 的大小，受哪些因素的影响？三、本章例题例2-1 某油田通过φ300×15mm 的水平钢管将原油输送至炼油厂。
管路总长为1.6×105m ，输油量要求为250×103kg/h ，现已知油在输送温度下的粘度为0.187Pa·s ，密度为890kg/m 3。
该油管的局部阻力可忽略，现决定采用一种双吸五级油泵，此泵在适宜工作范围内的性能列于本例附表1中。
附表1 Q/（m 3/h ）200 240 280 320 H/m500490470425注：表中数据已作粘度校正。
试求在整个输油管路上共需几个泵站？实际输送量为若干kg/h 。
解：油的体积流量Q=890102503⨯=280.9m 3/h管内流速u=227.0785.036009.280⨯⨯=1.363m/s Re=310187890363.127.0-⨯⨯⨯=μρdu =1751＜2000为滞流因原油在直管内作滞流流动，故：管路压头损失H f =81.989027.0363.1101601018732322332⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∆-g d ul g p fρμρ =2050m由附表1单台泵的特性数据查出：当Q=280.9m 3/h 时，H=467.5m 初估泵系数 n=5.4672050=4.385故应采用5个泵站。
化工原理 第2章 10-13题参考答案
10. 已知空气的最大输送量为14500kg/h ，在最大风量下输送系统所需的风压为1600Pa （以风机进口状态级计）。
由于工艺条件的要求，风机进口与温度为40℃，真空度为196Pa 的设备相连。
试选合适的离心通风机。
当地大气压为93.3kPa 。
解：按进口状态的风量Q 和实验条件下的全风压H T 查找附录21选择离心式风机。
（1）将操作条件下的风压'H T 换算成实验条件下的风压T H 。
T TT H .'pa .p T .R M RT pM ''H H ⇒⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫=ρρ⇒⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫=====ρρρ=21k 1960.-39331331829）（（2）操作条件下的风量Q :Qh /kg W W Q ⇒⎪⎭⎪⎬⎫=ρ=14500 根据输送量和风压选择离心式风机。
11. 15℃的空气直接由大气进入风机，再通过内径为800mm 的水平管道送到炉底，炉底表压为10.8kPa 。
空气输送量为20000m 3/h （进口状态计），管长为100m （包括局部阻力的当量长度），管壁绝对粗糙度可取为0.3mm 。
现库存一台离心通风机，其性能如下所示。
核算此风机是否合用？当地大气压为101.33kPa 。
转速，r/min 风压，Pa风量，m ³/h 1450 12650 21800解：核算风机是否合用主要要看管路实际输送的以进口状态计的风量和实验条件下的风压是否比风机提供的要小。
此题要注意将管路实际输送的风量和风压换算成实验条件下的后再与所提供风机的相关参数进行比较。
（1）管路输送系统的风压H T ：可通过在风机入口和炉底间列伯努利方程得到：T f f fT 'H h '..d 'd u 'Re u d l 'h 's /m ../d Q u u u kpa .p z h 'u 'p z g ''H ⇒⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫ρ⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫λ⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫==εμρ=λ⋅ρ=ρ=⨯π=π====ρ+ρ++ρ=∑∑∆∆∆∑∆∆∆000375080030206118043600200004810022222222222其中： 操作条件下的（15℃，1个大气压）下空气的密度'ρ和粘度'μ可查附录。
化工原理习题解--第二章--流体输送机械
化工原理(第四版)习题解--第二章--流体输送机械(总10页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。
若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。
解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==，流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液，其他性质可视为与水相同。
若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。
解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。
（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。
(3)液体密度ρ增大，则轴功率V q gHP ρη=将增大。
【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。
化工原理第2章解析
• 流速（u） ——在单位时间内流体在导管中流 过的距离，[m s1]
流速u
体积流量 qV 导管截面积 A
• 管道直径（d）
2-2 定常态流动与非定常态流动
• 在流体流动系统内，任一空间位置上的流量、 流速、压力和密度等物理参数，只随空间位置 的改变而改变．而不随时间变化的流动称为定 常态流动或稳定流动。
• 此数群被称之为雷诺准数。 雷诺准数值的大小，可以用来判断流动类型。
Re<2000，层流； Re>4000 ，湍流， Re=2000-4000，过渡流。
2-4 牛顿粘性定律
• 选相邻两薄圆筒流体（1，2）进行分析。设两 薄层之间垂直距离为dy，两薄层速度差为du， 即（u2-u1），两薄层之间接触的圆筒表面积为 A，两薄层之间的内摩擦力为F。
第二章 流体流动与输送
内容提要：主要讨论化工生产过程中的流体流 动的基本原理及流体流动的基本规律，并运用这 些原理与规律去分析和解决化工生产中的物料输 送问题。
基本要求： 1.了解化工生产过程中流体流动的基本规律； 2.掌握柏努利方程及其在化工生产中的应用； 3.掌握流体在管内流动阻力的计算； 4.了解流体输送机械的工作原理和相关计算。
大小。
2-5 流动边界层
• 在δ距离内流体层呈现速度梯度，这个速度梯 度区称为流动边界层。
• 稳定段的长度 L0：流体流动从管道入口开始形
成边界层起直到发展到边界层在管道中心汇合 为止的长度。
L0/d=0.0575Re
2-6 动量传递
层流：Байду номын сангаас
du dy
F A
M
L T 2
L2
质量 速度 面积 时间
化工原理思考题及答案2
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?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作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的;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?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。
在Re很大，λ与Re无关的区域，称为完全湍流粗糙管。
16、非圆形管的水力当量直径是如何定义的?能否按计算流量?17、在满流的条件下，水在垂直直管中向下流动，对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度?因为质量守恒，直管内不同轴向位子的速度是一样的，不会因为重力而加快，重力只体现在压强的变化上。
化工原理吸收课后问题详解
第二章吸收习题解答1从手册中查得101.33KPa 25C 时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平 衡分压为0.987KPa 。
已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数 H(kmol/ (m 3 kPa))及相平衡常数 m 。
由 F N H 3已知:F N H / =0.987kP a .相应的溶液浓度C NH 3可用如下方法算出：33以100g 水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同31000kg / m .则:1000CNH30.582=0.590kmol/(m 3kP a)0.98762: 101.33kpa 1OC 时，氧气在水中的溶解度可用 p o2=3.31 X0 x 表示。
式中:P o2为氧在气相中的分压，kPa x 为氧在液相中的摩尔分数。
试求在此温度及压强下与.并取其值为C NH苗"582kmol/m 3PNH 3y NH -mNH 3XNH 3y NH竝二皿"00974 P 101.33XNH170.01051 100 17 18m=74=0.9280.0105 XNH3空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧• 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21 .故 屯 二 Py O =101.33 0.21 = 21.28kRP O2因X O 2值甚小，故可以认为X :- x 即：X O x^2 =6.43 10占3.某混合气体中含有2%（体积）CO 2,其余为空气。
混合气体的温度为30C,总压强 为506.6kPa 。
从手册中查得30C 时C02在水中的亨利系数 E=1.88x105KPa,试求 溶解度系数H （kmol/ （m 3kPa 、））及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平 衡的水中溶有多少克CO 2。
P解:(1).求H由H=EM HO 求算H 1000 2.955 10，kmol/(m 3kP,)EM H O 1.88 1 051 8 ⑵求m E 1.88 105 m371P 506.6 ⑵当y =0.02时.100g 水溶解的CO 2 F C O/ -506.6 0.02 =10.13kF a ⑶ 眈 10.13 上 x 」 5 =5.39 10E 1.88^10因x 很小,故可近似认为X x二 3.31 106 二 3.31 106 二6.43 10所以:溶解度=驾晋“14廿器O=九4眉盟H 2OX =5.39"0j 沁型]=5.39“0入(兰)段"kmolgO) 18 "kggO)=1.318灯0' ]kg(C°2) [kgMO) 一故100克水中溶有CO 20.01318gCO 24•.在101.33kPa 0C 下的O 2与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。
化工原理2相关习题详解
化工原理2相关习题详解1.在一Φ60×3.5mm的钢管外层包有两层绝热材料，里层为40mm的氧化镁粉，平均导热系数λ=0.07W/m·℃，外层为20mm的石棉层，其平均导热系数λ=0.15W/m·℃。
现用热电偶测得管内壁温度为500℃，最外层表面温度为80℃，管壁的导热系数λ=45W/m·℃。
试求每米管长的热损失及两保温层相交界面的温度。
2.一空气冷却器，空气在管外横向流过，对流传热系数为80 W/（m2·K）；冷却水在管内流过，对流传热系数为5000 W/（m2·K）。
冷却管为φ25×2.5mm的钢管，其导热系数为45 W/（m·K）。
（不考虑污垢热阻）求（1）该状态下的总传热系数；（2）若将管外对流传热系数提高一倍，其他条件不变，总传热系数如何变化？（3）若将管内对流传热系数提高一倍，其他条件不变，总传热系数如何变化？若将传热系数改为85则，解答如下：3.在套管换热器中用冷水将100℃的热水冷却到60℃，冷水温度从20℃升至30℃。
试求在这种温度条件下，逆流和并流时的平均温差。
4.在一单壳程，双管程的管壳式换热器中，冷流体温度从20℃升至60℃，热流体温度从90℃升至70℃。
试求在这种温度条件下，冷热流体进行热交换时的平均温差。
5.在逆流套管换热器中用油加热冷水，传热面积15.8m2。
油流量2.85kg/s，进口温度110℃；水流量0.667kg/s，进口温度35℃。
油和水的平均热容分别为1.9kJ/（kg·℃）、4.18kJ/（kg·℃），换热器传热系数K=320W/ （m2·℃）。
求水的出口温度及换热量。
6.北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。
试问树叶上下表面的哪一面结霜，为什么？答：霜会结在树叶的上表面。
因为清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。
而太空表面的温度低于0℃，而地球表面的温度一般在0℃以上。
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选择题 填空题
例2-1 某输水管路系统要求流量为80m3/h、压头为
18m，试选择一台适宜的离心泵，再求该泵实际运行 时所需轴功率及因阀门调节流量而多消耗的轴功率。 0.906KW 解： IS 100 80 125
n
qv
80
He
20 21.2
78% 77%
Pa 电机功率 NPSHr
11 4.5m
p0 p1 u12 Hg H f 01 g g 2 g
填空题
1.设计点；最佳工况参数；该泵运行时效率最高点。 2. 1.0；1.5 3.不变；不变；增大20％
4. 1.5；1.5
5.流量、压头；风量、风压；残压、抽气速率。
6.0.9025H
7.H2=(n2/n1) 2f[(n1/n2) qv2]
二章主要内容
离心泵的工作原理、结构、工作点调节、 安装高度计算及泵的选择。
离心风机的工作原理、结构。
其它泵、机的基本概念。
求解泵的压头、流量、轴功率等性能参数 计算题 计算由阀门关小造成的能量损失 计算泵的安装高度 流量调节 工作点 柏努利方程
【Hg 】 机械问题：流量、压头、轴功率 管路中的机械 实验操作 气蚀、气缚、安装高度 理论
H
2 2
Pe he qm gqv H e
Pa
Pe
4、he1 he 2 P =ρh T e
2
Pe qv PT
3
H
n H n Pa 6、 qV n ， e ， q V n H e n Pa n
0.952 H
2
3、 H Kq 2 z p Kq 2 v v g g
10.33mH 2O 2 2 8、 p0 pK u0 uK Z K Z0 H f 0 K g 2g 2g
11m
P
水
H
qv
选择题
1、 H p0 pv H f 01 NPSH g
2 p0 u0 p1 u12 0-1列方程 z0 z1 H f 01 g 2g g 2g p0 pv H g g g H f 01 NPSH 1.78m
4.36m+0.5m
填空题
2、
u u2 HT qV ctg 2 qV 2r2 b2 w 2 sin 2 g gA2 2r2 b2c 2 sin 2
g g
减 小 汽 蚀 危 险 8、 增 大 汽 蚀 危 险
1 K
定值
2 l u 2 H Kq f 0 1 d 2 g v
1 K
0
0
2 p0 u0 p1 u12 z0 z1 H f 01 g 2 g g 2 g
0.95qv qv
qv
3
7、
qv 1 n1 H 1 n1 Pa1 n1 H1 f qv 1 q n , H n ,P n v2 2 2 2 a2 2 2 n2 n1 H2 n f n qv 2 1 2
填空题
8.缺底阀和滤网；不应设入口阀；压力表应设在出 口阀前，入口应装真空表；安装高度过大。
9.转向反；应设回路调节装置。
选择题
1. A、C、A、C 4. B 5. D 7. D 8. A 2. C 3. A 6. C
2900 100
H e qv g
7.0 21.2 20 18002KW
H 21.2 18 3.2m
80 100
例2-2 用离心泵将20℃的清水送到某设备中，泵的前后
分别装有真空表和压强表，已知泵吸入管路的压头损失 为2.1m、动压头为0.3m，水面与泵吸入口中心线之间的 垂直距离为2.2m，操作条件下泵的允许汽蚀余量为4.36m。 试求：真空表读数为若干kPa？ p1 45.13kPa 当水温升至50℃时，发现真空表和压强表读数跳 动，流量骤降，试判断故障并排除。pa 98.1kPa, 解：截面如图所示，0-0为水平基准。 pv 12.34kPa