化工原理补充计算题

化工原理计算练习题(含答案)

1．将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3/h, 液体的扬升高度为7m 。

输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。

现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。

问：该泵是否合用？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%)1730424644已知：酸液在输送温度下粘度为1.15⨯10-3Pa ⋅s ；密度为1545kg/m 3。

摩擦系数可取为0.015。

解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得：f e H gp z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ2222112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压管内流速：s m dQu /99.1080.0*785.0*360036422===π管路压头损失：m g u d l l H e f06.681.9*299.108.0160015.0222==∑+=∑λ管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /1036001000*36==由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。

因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。

3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内，管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。

已知：水的流量为56.5m 3·h -1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m -3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和有效功率；图2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 ml+Σl e =100m Q = 56.5m3/h∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/sμ= 1cp = 10-3 Pa·S ρ=1000 kg.m-3, λ= 0.024⑴∵Re = duρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000∴水在管内流动呈湍流⑵以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：Z1 +(u12/2g)+(p1/ρg)+H=Z2+(u22/2g)+(p2/ρg)+ΣHf∵Z1=0, u1=0, p = 0 (表压), Z2=18m, u2=0p2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25mΣHf =λ[(l+Σle )/d](u2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m∴H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = HQρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw4．（12分）在内管为φ180×10mm 的套管换热器中，将流量为3.5×104 kg/h 的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/(kg .K)，环隙走冷却水，其进出口温度分别为20℃和30℃，平均比热为 4.174 kJ/(kg .K)，两流体逆流流动，基于传热外表面积的总传热系数K o =2000W/(m 2.K)，热损失可以忽略。

化工原理计算题

流体流动、流体输送机械习题主要计算公式：1、流体静力学根本方程式：ghp p ρ+=0或2、流体的速度、体积流量、质量流量及质量流速之间的关系：uAq v =圆管：24d q u vπ=ρρuA q q v m ==ρρu A q A q G v m ===3、稳定流动时的连续性方程：对任一截面：常数==m q uA ρ对不可压缩流体：常数=uA4、柏努利方程：2211221222u p u p gz gz ρρ++=++不可压缩、有外功参加的实际流体柏努利方程：∑+++=+++fe h p u gz w p u gz ρρ2222121122或∑+∆+∆+∆=fe h pu z g w ρ225、流体通过直管的摩擦阻力：22u d l h f λ=6、摩擦因数〔系数〕λ层流〔2000≤e R 〕：ρμλdu R e 6464==层流时直管摩擦阻力：p g z ρ+=常数232d g lu h f ρμ=湍流〔5310~103⨯=e R 〕，且在光滑管内流动时：25.03164.0eR =λ柏拉修斯〔Blasius 〕式7、局部阻力计算〔1〕当量长度法22u d l h e f λ=〔2〕阻力系数法2u 2ξ=f h8、流体输送设备消耗的功率ηW q ηH ρgq ηP P em v e a ===Hρgq P v e =9、并联管路321V V V V ++=BfA f f f h h h h -∆=∆=∆=∆32110、分支管路21V V V +=1f01210200h ρP 2u gz ρP 2u gz 1-∑+++=++2f0222h ρP 2u gz 2-∑+++=常数=11、毕托管〔皮托管〕 ρρ)2gR(ρu i -=12、孔板流量计：ρρ)2gR(ρA C q i 00v -=13、离心泵的安装高度〔防止汽蚀〕〔1〕允许吸上真空〔高〕度HS ：是指泵入口处P1可允许到达的最高真空度，其表达式为：ρgP P H 1a S -=HS — 离心泵的允许吸上真空高度， m 液柱；Pa — 大气压，N/m2；ρ—被输送液体的密度，kg/m3如图，以贮槽液面为基准，列出槽面0—0与泵入口那么：fH ∑---=2gu ρg P P H 211a g 〔a 〕fH ∑--=∴2g u H H 21S g 此式用于计算泵的安装高度↓↓→↑→2211u u d↓∑↓→↓↑f H 管件l d〔2〕汽蚀余量h ∆：ρgP )2g u ρg P (Δh v211-+=静压头动压头将此式代入上面的〔a 〕式中，有：h H f ∆-∑--=g P ρg P H va g ρ习题：1、用离心泵将池中水送到高位槽，管路总长100m 〔包括当量长〕，其中压力表后为80m ，管路摩擦系数0.025，管内径0.05m ，当流量为10m3/h 时泵效率为80%，求：〔1〕泵的轴功率；〔2〕压力表读数。

化工原理复习题及答案

化工原理复习题及答案【篇一：化工原理复习题库及答案】题一一：填充题（20分）1、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线斜率等于_______，提馏段操作线的斜率等于________ ,回流比等于____________, 馏出液等于___________,回流液量等于_____________。

2、理想溶液的特点是同分子间作用力_____异分子间作用力，形成的混合溶液中没有__________________.___________________。

3、精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成______,塔底组成________4、精馏塔的塔底温度总是_______塔顶温度，其原因________________、-______________________________________________________ __。

5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中x4?0.70，试判断：y4?______、y5?______ 、x5?____。

6 、塔板负荷性能图中有______线，分别是___________、____________、_________________、_____________________、_____________________。

7、在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面是_____________、___________、_____________、______________。

8、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是__________________，对数平均推动力法的适用条件是__________________，梯级图解法的适用条件是____________,图解积分法的适用条件是_______。

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。

2007化工原理补考卷答案

东南大学考试卷（ B 卷）Array课程名称化工原理考试学期06-07-2 得分适用专业化工工艺考试形式开卷考试时间长度120分钟一、选择题（每题1分，共20分）1．某双组分混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.6，相应的泡点为t1，气相组成y A=0.6，相应的露点为t2，则( )。

CA．t1＝t2；B．；t1＞t2；C．t1＜t2；D．不能判断。

2．当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近。

为达到给定的分离要求，所需的理论板数( )。

BA．逐渐减少；B．逐渐增多；C．不变；D．无法判断。

3．某精馏塔的理论板数为15块(包括塔釜)，全塔效率为0.5，则实际塔板数为( )块。

A A．28；B．29；C．30；D．31。

4．操作中的精馏塔，若保持F﹑x F﹑q和提馏段气相流量V´不变，减少塔项产品量D，则变化结果有( )。

AA．x D增加，x W增加；B．x D减小，x W减小；C．x D增加，x W减小；D．x D减小，x W增加；5．某双组分混合物，在精馏塔进行分离，进料量为100 kmol·hr-1，x F = 0.6，要求x D不小于0.9，则塔顶最大产量为( )。

BA．60 kmol·hr-1；B．66.7 kmol·hr-1；C．90 kmol·hr-1；D．不能确定。

6．精馏操作时，若其他操作条件均不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成x D变化为( )。

AA．变小；B．变大C．不变；D．不确切；7．逆流操作的吸收塔，若脱吸因数mV/L增加而汽液进口组成不变，则溶质回收率将( )。

BA．增加；B．减小；C．不变；D．不一定。

8．操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将( )。

A A．增大；B．降低；C．不变；D．不确定。

9．低浓度逆流吸收操作中，若其它入塔条件不变，仅增加入塔气体浓度Y1，则：出塔液体浓度X1( )。

化工原理习题(含答案)

·流体流动部分1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。

在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此)（个）695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。

读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。

为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。

试求A 、B 两点的表压力。

解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力 ()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ习题2附图习题1附图3、如本题附图所示，水在管道内流动。

为测量流体压力，在管道某截面处连接U 管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm 。

为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。

化工原理计算题

《化工原理》试题参考答案－计算题《化工原理》计算题1二、某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水，当流量为75m 3/h 时，泵吸入口真空表读数为0.030MPa ，泵压出口处压强计读数为0.30MPa 。

两测压点的位差不计，泵进出口的管径相同，测得此时泵的轴功率为10.6kW, 试求：（1）该泵的扬程He ；（10分）（2）该泵的效率。

（6分）解：（1）选取泵吸入口处的截面为截面1-1，泵压出口处截面为截面2-2；列机械能衡算式：2212222211Z H Z gu gP e gu gP ++=+++ρρ根据题意，已知：P 1= -0.03MPa=-3×104Pa （表）， P 2=0.30MPa=-3×105Pa （表），u 1=u 2，Z 1=Z 2，代入上式：122212212H Z Z gu u gP P e -++=--ρ980733000000807.91000)103(10345=++=⨯⨯--⨯ =33.65m（2）Pe=ρgHe.qv=1000×9.807×33.65×75/3600 =6875W=6.875kW η=Pe/P ×100%=(6.875/10.6)×100%=64.9% 答：该泵的扬程为33.65m ；泵的效率为64.9%。

二、某压滤机作恒压过滤，过滤10min 得滤液5L ，再过滤10min 又得滤液3L ，试问：如果继续过滤10min ，又可得滤液多少L ？（13分）解：对恒压过滤，有：V 2＋2VeV ＝KA 2τ据题意，知：τ1＝10min时, V1＝5L；τ2＝20min时, V2＝8L；代入上式：52＋10Ve＝10KA2 (1)82＋16Ve＝20KA2 (2)联立上式，解得：Ve=3.5,KA2＝6即：V2+7V＝6ττ3＝10+10+10＝30min时，代人，得V3＝10.37LΔV＝10.37-5-3＝2.37L答：再过滤10min.后又得滤液2.37L。

化工原理计算18题

1.含量为0.02（摩尔分数）的稀氨水在20℃时氨平衡的分压为1.66kPa ，氨水上方的总压强为常压，在此含量下相平衡关系服从亨利定律，氨水的密度可近似取1000kg/m 3，试求算亨利系数E 、H 和m 的数值各是多少？解: (1)由 A A Ex p =*可得 k P a x p E AA 3.8302.0666.1*===(2) 取1kmol 氨水为基准,其中含0.98kmol 水与0.02kmol 氨,总摩尔体积为 k m o l m MMV NHOH /02.098.0332ρ+=氨水的总摩尔浓度为3/6.551702.01898.0100002.098.0132m kmol MMV c NHOH =⨯+⨯=+==ρ氨的摩尔浓度 A A cx c = 由 Hc pA A=*,可得 )./(667.03.836.55**m kN kmol Ec pcx pc H AA AA =====(3)由 822.03.1013.83===PE m =2.101.33kPa 、20℃时，氧气在水中的溶解度可用P o2=4.06×106x,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率为0.21,故6661024.51006.427.211006.427.2121.03.101-⨯=⨯=⨯==⨯==p x kPaPy p在本题浓度范围内亨利定律适用由p EMHp c EMH ssρρ==⇒=*查附录表1可知20℃时氧在水中的亨利系数E=4.06×106kPa ,因x 值甚小,所以溶液密度可按纯水计算,即取ρ=1000kg/m 3,所以单位体积溶液中的溶质的摩尔浓度为346*/1091.227.21181006.41000m kmol p EMc s-⨯=⨯⨯⨯==ρ则每立方米溶解氧气质量为32*/31.932m gO c =∙3.一直径为25mm 的萘球悬挂于静止空气中，进行分子扩散。

2011复习化工原理下计算题及答案

一、计算题 1 拟用内径为1.8 m逆流操作的吸收塔,在常温常压下吸收氨—空气混合气中的氨。已知空气的摩尔流量为0.14 kmol·s-1,进口气体中含氨的体积分数为0.020,出口气体中含氨的体积分数为0.0010,喷淋的稀氨水溶液中氨的摩尔分数为5.0×10-4，喷淋量为0.25 kmol·s-1。在操作条件下,物系服从亨利定律,Y*=1.25 X,体积吸收总系数KY a=4.8×10-2 kmol·m-3·s-1。试求: (1) 塔底所得溶液的浓度; (2) 全塔的平均推动力; (3) 吸收塔所需的填料层高度。 (1) Y1 ===0.0204 Y2 ===0.0010 X2 ===0.00050 X1=X2+(Y1-Y2)=0.00050+(0.0204-0.0010)=0.0114 (2)1=Y1 -mX1=0.0204-1.25×0.0114=0.00615 2=Y2-mX2=0.0011.25×0.00050=0.000375 则m == =2.07×10-3 (3) N0G==9.37 S=d2=0.785×1.82=2.54 m2 H0G===1.15 m 则H=H0G·N0G=1.15×9.37=11 m 2. 在直径为0.8 m的填料吸收塔中,用清水吸收空气和氨的混合气体中的氨。已知空气的质量流量为1400 kg·h-1,混合气体中氨的体积分数为 0.0132,经过吸收,混合气中的氨除去了99.5%。在20 ℃,0.10 MPa操作条件下的平衡关系式为Y*=0.75 X。若水的用量为932 kg·h-1,已知氨的气相体积吸收总系数KY a=314 kmol·m-3·h-1,试求吸收塔所需的填料层高度。 y1=0.0132 Y1 ===0.0134 Y2 =0.0134(1-0.995)=6.7×10-5 X2 =0 FB ==48.3 kmol·h-1 FC ==52 kmol·h-1 X1=(Y1-Y2)==0.0124 Y1 *=mX1=0.75×0.0124=0.0093 Y2*=mX2=0 Y1 =Y1-Y1*=0.01340.0093=0.0041 Y2 =Y2-Y2*=6.7×10-5 -4 N0G===13.6 m ===9.8×10 H0G===0.306 m H=H0G·N0G=0.306×13.6=4.2 m 3. 今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量为1000 m3·h-1,原料气中含甲醇100 g·m-3,吸收后的水中含甲醇量等于与进料气体相平衡时浓度的67% 。设在标准状态下操作,吸收平衡关系为Y*=1.15X,甲醇的回收率为98%,吸收系数KY =0.5 kmol·m-2·h-1,塔内填料的有效比表面积为190 m2·m-3,塔内气体的空塔速度为0.5 m·s-1,试求: (1) 水的用量,m3·h-1;

化工原理复习题库及答案

化工原理试题库试题一一：填充题（ 20 分）1、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线斜率等于 _______，提馏段操作线的斜率等于________ ,回流比等于 ____________, 馏出液等于 ___________,回流液量等于 _____________。

2、理想溶液的特点是同分子间作用力_____异分子间作用力，形成的混合溶液中没有 __________________.。

3、精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成______,塔底组成 ________4、精馏塔的塔底温度总是_______塔顶温度，其原因 ________________、-。

5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.70、0. 82,其中x40.70 ，试判断：y4______、y 5______、 x50.62、0.75、____。

6 、塔板负荷性能图中有______线，分别是 ___________、____________、_________________、_____________________、_____________________。

7、在选择吸收剂时，应主要考虑的 4 个方面是 _____________、___________、_____________、______________。

8、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是__________________，对数平均推动力法的适用条件是__________________，梯级图解法的适用条件是____________, 图解积分法的适用条件是_______。

9、生产上常见的脱吸方法有___________、____________、__________。

10、萃取过程是。

11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为_____________，曲线以外为 _________，萃取操作只能在 _______________内进行。

化工原理复习资料选择及计算题---答案

第一章流体流动与输送机械一、填空或选择1．牛顿粘性定律的表达式为du dyτμ=，该式应用条件为牛顿型流体作_层流流动。

在SI 制中，粘度的单位是流体的物性，在cgs 制中，粘度的单位是泊。

2．*设备的表压强为100kPa ，则它的绝对压强为_201.33 kPa ；另一设备的真空度为400mmHg ，则它的绝对压强为_360mmHg 。

〔当地大气压为101.33 kPa 〕3．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布侧形是_抛物线型曲线。

其管中心最大流速为平均流速的_2 倍，摩擦系数λ与Re 关系为64Reλ=。

层流区又称为阻力的一次方。

4．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与_Re_和_ε/d 有关；假设其作完全湍流，则λ仅与_ε/d 有关。

完全湍流又称为阻力的平方区。

5．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一_层流底层_，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度_越薄；流动阻力越大。

6．因次分析的依据是_因次一致性原则。

7．从液面恒定的高位槽向常压容器加水，假设将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量将_减小，管路的局部阻力将_增大，直管阻力将_减小，管路总阻力将_恒定。

〔设动能项可忽略。

〕8．根据流体力学原理设计的流量〔流速〕计中，用于测定大直径气体管路截面上速度分布的是测速管〔皮托管〕；恒压差流流量计有转子流量计；恒截面差压流量计有孔板流量计和文丘里流量计；能量损失最大的是孔板流量计；对流量变化反映最灵敏的是孔板流量计。

A ．孔板流量计B ．文丘里流量计C ．皮托管D ．转子流量计9．当量直径的定义式为4⨯流通截面积润湿周边，水力半径为_1/4_倍当量直径。

10．直管阻力的计算式22f l u p d ρλ∆=；局部阻力的计算式有22f u p ρξ∆=和22e f l u p d ρλ∆=。

11．水流经图示的管路系统从细管喷出。

化工原理练习题

化工原理练习题一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中，下列哪种设备主要用于实现固体颗粒的分离？A. 离心泵B. 过滤机C. 换热器D. 反应器2. 以下哪个参数不是传热系数的计算因素？A. 流体的流速B. 流体的密度C. 流体的粘度D. 流体的比热容3. 在化工过程中，下列哪种情况会导致反应速率降低？A. 增加反应物浓度B. 提高温度C. 减少催化剂用量D. 增大压力4. 以下哪种不是化工过程中常用的分离方法？A. 蒸馏B. 萃取C. 蒸发D. 混合5. 化工原理中，下列哪种设备用于实现流体的压缩？A. 离心泵B. 压缩机C. 换热器D. 冷却塔6. 根据牛顿冷却定律，物体的冷却速率与什么有关？A. 物体的体积B. 物体与周围环境的温差C. 物体的质量D. 物体的颜色7. 在化工生产中，以下哪种情况下，反应器的容积效率最高？A. 反应物浓度较低B. 反应时间较长C. 反应温度较高D. 反应物浓度较高8. 化工过程中，传质系数的高低主要受哪些因素影响？A. 温度B. 压力C. 流体的流速D. 所有以上因素9. 以下哪种类型的换热器不适合处理高粘度流体？A. 壳管式换热器B. 板式换热器C. 螺旋板式换热器D. 管壳式换热器10. 在化工生产中，对于某些反应，为什么需要在反应器中加入催化剂？A. 降低反应温度B. 提高反应速率C. 改变反应产物D. 减少原料使用量二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述化工生产中常见的三种传热方式，并举例说明。

2. 描述化工过程中蒸馏操作的基本原理，并解释为何蒸馏可以用于分离不同沸点的混合物。

3. 解释何为反应速率常数，并说明它与哪些因素有关。

三、计算题（每题25分，共50分）1. 某化工工厂需要将一种液体从20°C加热到80°C，该液体的比热容为4.18 kJ/kg·K，质量流量为50 kg/s。

如果使用一个换热器，其传热系数为1000 W/m²·K，换热面积为10 m²，求所需的热量输入。

化工原理计算题

流体流动计算题：1、采用如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为1000kg/m 3）输送到喷淋塔中。

塔压力表的读数为100kPa 。

吸入和压出管路总长为100m （包括管出入口和全部管件的当量长度）。

管内摩擦系数可取为0.032，输送管尺寸为108×4mm 。

泵的有效功率为4kW ，输水量为40m 3/h 。

确定压出管出口距水池液面的垂直距离。

2、在一管路系统中，用离心泵将密度为1000kg/m 3的清水从敞口地面水池输送到高位密封储槽（其表压为9.81×104Pa ），两槽液面的位差10m 。

管路直管长为50m ，管路上装有2个900弯头、一个全开闸阀和一个底阀。

管内径均为40mm ，摩擦系数为0.02。

900弯头 d l e 35= ，全开闸阀 d l e 9= ，底阀d l e 285= 。

试求：（1）该管路的特性曲线方程；（2）若离心泵的特性曲线方程为 279920040V q H -= （式中单位：m ；单位：m 3/s ），泵的效率为0.7，求该管路的输送量及泵的轴功率。

3、见期中试卷流体流动计算题或第一章作业补充题。

（摩擦系数可视为已知沉降与过滤计算题1 采用长、宽、高分别为10×6×3m 的降尘室处理含尘炉气，降尘室内分为5层。

含尘炉气的体积流量为10000m 3/h ，已知操作温度下的气体黏度为3.4×10-5Pa•s ，密度为0.5kg/m 3，矿尘密度为4000kg/m 3。

试问该降尘室能否完全沉降20 以上的尘粒？2 见期中试卷沉降计算题3 用板框压滤机在恒定压差下过滤某悬浮液，已知操作条件下的过滤常数K 为7.5×10-5m 2/s ，q e 为 0.012m 3/m 2，每获得1m 3滤液得滤饼0.05m 3。

要求每一操作周期得8m 3滤液，过滤时间为0.5h 。

滤饼不可压缩。

求：（1）过滤面积；（2）现有一台板框压滤机，每框的边长为635mm ，需要多少个框能满足要求？框厚是多少？4 用板框压滤机在恒定压差下过滤某悬浮液，已知过滤方程为τ2521057540A .V .V -⨯=+的单位为s 。

化工原理计算题例题

三计算题1 （15分）在如图所示的输水系统中，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m ，其中压力表之后的管路长度为80m ，管路摩擦系数为0.03，管路径为0.05m ，水的密度为1000Kg/m 3，泵的效率为0.85，输水量为15m 3/h 。

求：（1）整个管路的阻力损失，J/Kg ；（2）泵轴功率，Kw ；（3）压力表的读数，Pa 。

解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg ；由题意知，s m A Vu s /12.2)405.03600(152=⨯⨯==π 则kg J u d l h f /1.135212.205.010003.0222=⨯⨯=⋅⋅=∑λ （2）泵轴功率，kw ；在贮槽液面0-0´与高位槽液面1-1´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：∑-+++=+++10,121020022f e h p u gH W p u gH ρρ 其中， ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0， p 1= p 0=0（表压）, H 0=0， H=20m 代入方程得： kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+⨯=+=∑又 s kg V W s s /17.41000360015=⨯==ρ 故 w W W N e s e 5.1381=⨯=， η=80%， kw w N N e 727.11727===η2 （15分）如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。

当输水量为36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ，压力表读数为2.452×105Pa ，泵的效率为70%，水的密度ρ为1000kg/m 3，试求：（1）两槽液面的高度差H 为多少？（2）泵所需的实际功率为多少kW ？（3）真空表的读数为多少kgf/cm 2？解：（1）两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得：∑-+++=++32,323222222f h p u gH p u gH ρρ 其中， ∑=-kg J h f /9.432,, u 3=0, p 3=0,p 2=2.452×105Pa, H 2=5m, u 2=Vs/A=2.205m/s代入上式得： m H 74.2981.99.481.9100010452.281.92205.2552=-⨯⨯+⨯+= （2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：∑-+++=+++30,323020022f e h p u gH W p u gH ρρ 其中， ∑=-kg J h f /9.864.630,, u 2= u 3=0, p 2= p 3=0, H 0=0， H=29.4m代入方程求得： W e =298.64J/kg ， s kg V W s s /101000360036=⨯==ρ 故 w W W N e s e 4.2986=⨯=， η=70%， kw N N e 27.4==η（3）真空表的读数在贮槽液面0-0´与真空表截面1-1´间列柏努利方程，有：∑-+++=+++10,1211020022f h p u gH p u gH ρρ 其中，∑=-kg J hf /96.110,, H 0=0， u 0=0, p 0=0, H 1=4.8m,u 1=2.205m/s代入上式得， 2421/525.01015.5)96.12205.28.481.9(1000cm kgf Pap -=⨯-=++⨯-= 3 用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔顶部，槽水位维持恒定。

化工原理(答案)

一、填空题1、化工原理所研究的单元操作可分为流体流动过程（动量传递过程）、传热过程（热量传递过程）、传质过程（质量传递过程）。

2、摩尔比与摩尔分数的计算关系：xxX -=13、单元操作中常用的5个概念：物料衡算、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率、经济核算。

4、对于理想气体混合物中各组分：摩尔分数=压力分数=体积分数。

5、以外界大气压为基准测得的压力称为表压。

6、用真空表测量某台离心泵进口的真空度为30KPa ，出口用压力表测量的表压为170KPa ，当地大气压力为101KPa ，则出口的绝对压力为271KPa ，进口的绝对压力为71KPa 。

7、温度20℃，苯（ρ=879kg/m 3）0与甲苯（ρ=867kg/m 3）按体积比4:6混合，假设混合物的体积为1m 3，其混合物的密度为871.8kg/m 3。

8、流体静力学基本公式：P=P O +ρgh 。

9、在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点，因其深度相同，其压力亦相等。

此压力相等水平面称为等压面。

10、流体流速与流量的关系（假设管路直径为d ）：24u d qv π=11、质量守恒定律：从截面1-1进入的流体质量流量等于从2-2流出的质量流量。

12、不可压缩的流体在管路中的流速与管路内经的平方成反比，即21221)(d du u =。

13、伯努利方程式：常数=++2u 2ρpgz 。

gz 为单位质量（1kg ）流体所具有的位能，p/ρ为单位质量（1kg ）流体所具有的静压能，u 2/2为单位质量（1kg ）流体所具有的动能。

（z:压头，p/g ρ：静压头，u 2/2g ：动压头）14、∑+++=+++Hf g up g z gh u p g z 2222222111ρρ。

15、当温度升高时，液体的黏度减小，气体的黏度增大。

16、流体流动状态可分为层流和湍流。

两者的本质差别是湍流时流体质点存在径向脉动。

17、雷诺数：μρdu =Re ，当≤Re 2000，为层流，当≥Re 4000时，为湍流。

化工原理计算题

化工原理试卷（计算题）班级姓名分数一、计算题( 共43题320分)1. 5 分(2823)如图，用泵将15 ℃的水从水池送至一敞口储槽中。

储槽水面与水池液面相距10 m，水面高度均保持不变。

输水管内径为68 mm，管道阻力造成的总能量损失为20 J·kg-1，试问泵需给每千克的水提供多少能量？2. 10 分(3758)一单程列管换热器, 平均传热面积A为200 m2。

310 ℃的某气体流过壳程，被加热到445 ℃, 另一种580 ℃的气体作为加热介质流过管程, 冷热气体呈逆流流动。

冷热气体质量流量分别为8000 kg·h-1和5000 kg·h-1, 平均比定压热容均为1.05 kJ·kg-1·K-1。

如果换热器的热损失按壳程实际获得热量的10%计算, 试求该换热器的总传热系数。

3. 5 分(2466)已知20℃水在φ109 mm×4.5 mm的导管中作连续定态流动（如图所示）,流速为 3.0 m·s-1。

液面上方的压强p=100 kPa。

液面至导管中心的距离为4 m，求A点的表压强为多少千帕？（20℃水的密度ρ=1000 kg·m-3）。

4. 10 分(3711)在一列管式换热器中进行冷、热流体的热交换, 并采用逆流操作。

热流体的进、出口温度分别为120 ℃和70 ℃,冷流体的进、出口温度分别为20 ℃和60 ℃。

该换热器使用一段时间后,由于污垢热阻的影响,热流体的出口温度上升至80 ℃。

设冷、热流体的流量、进出口温度及物性均保持不变,试求:污垢层热阻占原总热阻的百分比?5. 10 分(4951)某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液。

原料以泡点温度进塔，已知操作线方程如下：精馏段：y n +1=0.630 x n+0.361提馏段：y m +1=1.805 x m-0.00966试求该塔的回流比及进料液、馏出液与残液的组成。

化工原理计算试题 (1)

离心泵的计算1计算题j01b10029如图所示, 水通过倾斜变径管段(A-B), D A=100mm，D B =240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直距离为h=0.3m试求:(1) 试求A、B两点的压差等于多少Pa？(2)A、B管段阻力损失为多少mmHg？(3)若管路水平放置，而流量不变，U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化?计算题j01b10029 (题分：20)(1) u A=(2/60)/[(π/4)×(0.10)2]=4.244 m/s，u B=4.244×(1/2.4)2=0.7368 m/sp A/ρ＋u A2/2= gh＋p B/ρ＋u B2/2＋∑h f∵p A/ρ－(gh＋p B/ρ)=(ρi－ρ)gR/ρ∴p A－p B=(ρi－ρ)gR＋ρgh=(13.6-1)×103×9.81×0.020+103×9.81×0.3=5415 Pa(2) ∑h f=(p A/ρ－gh－p B/ρ)＋u A2/2－u B2/2=(ρi－ρ)gR/ρ＋u A2/2－u B2/2=(13.6－1)×9.81×0.020＋(4.244)2/2－(0.7368)2/2=11.2 J/kg即∆p f=ρ∑h f=103×11.2=11.2×103 Pa换成mmHg: ∑H f=∆p f/(ρHg⋅g)= 11.2×103/(13.6×103×9.81)=0.0839 mHg=83.9 mmHg(3) p A/ρ＋u A2/2=p B/ρ＋u B2/2＋∑h f∵u A、u B、∑h f均不变，故(ρi－ρ)gR’/ρ之值不变即R’不变，R’=R=20 mm水平放置时p A-p B = (13.6-1)⨯103⨯9.81⨯0.020 =2472Pa比倾斜放置时的压差值小。

化工原理习题

化工原理习题1. 某化工厂生产聚合物，其中一种聚合物的产率为80%。

请计算，如果生产100吨原料，则能够得到多少吨的聚合物？2. 某化学反应的速率常数为0.02 L/(mol•min)，在初始时刻反应物浓度为2 mol/L，反应物浓度随时间的变化满足一级反应动力学方程。

请问在10分钟后，反应物的浓度是多少？3. 某化学反应是一个液相反应，反应速率随温度的升高而增加。

已知在20°C时反应速率为2 mol/(L•min)，Q10为2.2。

请问在30°C时，反应速率是多少？4. 某气体反应按照零级反应进行，反应速率为0.1 mol/(L•s)。

如果初始时刻气体的浓度为0.5 mol/L，请问经过100秒后气体的浓度是多少？5. 某化学反应的平衡常数为Kp = 0.05 atm。

如果在反应过程中，初始时刻的压强为0.1 atm，平衡时的压强为x atm。

请问平衡时反应物的压强是多少？6. 某反应涉及到液态氯乙醇，其表观反应级数为二级，速率常数为0.001 L/(mol•min)。

如果初始时刻液态氯乙醇浓度为2mol/L，并在5分钟后降至1 mol/L，请问该反应的速率常数是多少？7. 某蒸馏过程中，对正庚烷和正己烷共蒸馏，分配系数分别为1.2和0.8。

如果初始时刻的混合物中正庚烷占总量的60%，则在蒸馏过程中，正庚烷的浓度如何变化？8. 某化学反应的活化能为50 kJ/mol，当温度从298 K升至308 K时，该反应速率的增加比例是多少？9. 某溶液的pH值为4，经过添加稀释剂后，溶液的pH值增加到6。

请问溶液的氢离子浓度发生了多大变化？10. 某化学反应在高温下进行时，反应速率呈现指数增加。

已知在1000 K时，反应速率常数为0.1 s^-1。

请问在1100 K时，反应速率常数是多少？。