化工原理答案
化工原理答案
蒸馏5、在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。
已知原料液流量为4000kg/h ，组成为0.3（二硫化碳质量分数），要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为88%。
试求馏出液的流量和组成，分别以摩尔质量和摩尔分数表示。
解：全塔物料衡算（质量分数表示）WD F Wx Dx Fx W D F +=+= 由题意得：F=4000，x F =0.3，x W =0.5，88.0%100=⨯=FD D Fx Dx η代入上式得 故 943.011203.0400088.0/112028804000/288005.03.0400012.0=⨯⨯===-===⨯⨯D Fx x hkg D hkg W WF D D η 下面用摩尔分数表示h kmol x D /36.14760.9741120D 974.0154/057.076/943.076/943.0=⨯==+=18 6 在常压操作的连续精馏塔中分离甲醇0.4与水0.6（均为摩尔分数）溶液，试求以下各种进料状况下的q 值。
（1）进料温度为40℃（2）泡点进料（3）饱和蒸汽进料（1） 查得甲醇汽化潜热1150kJ/kg ，水的汽化热为2300 kJ/kg ，故平均汽化热为：kg /kJ 27.1676186.0324.01823006.0186.0324.03211504.0r =⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯= 由题中数据可得x=0.4时，溶液泡点温度为75.3℃，则平均温度为： 65.572403.75=+=m t ℃ 查平均温度下甲醇比热为65kJ/kg·K溶液平均比热为K kg kJ ∙=⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯=/35.3186.0324.01818.46.0186.0324.03265.24.0cp 最后由热状态参数q 定义得：07.127.167627.1676)403.75(35.3=+-⨯=+∆=r rt c q p（2） 泡点进料q=1（3） 饱和蒸汽进料q=07 对于习题6中的溶液，若原料液流量为100kmol/h ，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（摩尔分数），回流比为2.5，试求产品流量，精馏段下降液体流量和提馏段上升蒸气流量。
化工原理课后答案
3．在大气压力为的地区，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=,R=。
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×。
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⨯φ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== 1-11． 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。
解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:简化: g W u H f /)21(22∑+=1-14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。
丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为（表压），精馏塔内操作压力为（表压）。
塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ，管内径为140mm ，丙烯密度为600kg/m 3。
化工原理课后习题(参考答案)
解
x
1 / 17 0.0105 1 / 17 100 / 18
p* 798 E＝ 76 kPa x 0.0105 1 / 17 c 0.584 kmol / m3 (100 1) / 998 .2
0.584 H c / p 0.73kmol /(m3 kPa) 0.798 y * 798 / 100 10 3 7.98 10 3
1 1 m K Y k Y kY
1 m 比较 与 kY kX
（2）
N A KY Y Y *
5-15Байду номын сангаас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）
qm qm1 qm 2 20 10 30t / h 30000 kg / h
qv qm / 30000 / 998 .2 30.05m3 / h 流速为 v 1.0m / s
d
4qv 4 30.05 0.103 m 103 mm v 3600 1.0
G(Y1 Y2 ) L( X 1 X 2 )
Y1 Y2 L G min X 1,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
0.01 1.8 10 4 解 x1 0.01 1 997 / 18
p1 1.662 10 5 1.8 10 4 29.92 kPa
化工原理——带答案
第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A ）。
A.表压=绝对压-大气压B.表压=大气压-绝对压C.表压=绝对压+真空度2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B ）。
A.绝对压B.表压C.真空度D.大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（B ）。
A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（B ）。
A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D.无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（B ）kPa。
A. 80B. - 80C. 21.3D.181.36.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。
A.500B.1250C.1150D.19007.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（B ）。
A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压8.某塔高30m,进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa,（塔外大气压强为100kpa）。
那么塔顶处水的压强（A）。
A. 403 . 8kpaB. 698. 1kpaC. 600kpaD. 100kpa9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ）A.均相等B.不相等C.不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据（C ）.A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（P指-P）的值（B ）。
A.偏大B.偏小C.越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。
A.仅随位置变，不随时间变B.仅随时间变，不随位置变C.既不随时间变，也不随位置变D.既随时间变，也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B ）流量都相等。
化工原理习题答案.
第一章 流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×10 3Pa ，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 98.7×10 4Pa 。
解：略2.在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为 960 kg/m 3的油品，油面高于罐底 9.6m ，油面 上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760mm 的圆孔，其中心距罐底 800mm ，孔盖用 14 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为 39.23×106Pa ，问至少需要几个螺钉？解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压为 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 a +ρgh作用在孔盖外侧的是大气压强 p a ，故孔盖内外两侧所受 压强差为：Δp=p p a = p a +ρgh p a =ρgh∴Δp=960×9.81(9.60.8)=8.29×10 4Pa作用在孔盖上的净压力为：P=Δp ×πd 2 /4=8.29×10 4 ×π0.76 2 /4=3.76×10 4N每个螺钉能承受的力为：400×9.807×10 4 ×π/4×0.014 2 =6.04×10 3N螺钉的个数＝3.76×10 4 /6.04×10 3=6.23 个≈7 个 即至少要 7个螺钉。
3.某流化床反应器上装有两个 U 管压差计， 如本题附图所示。
测得 R 1=400mm,R 2=50mm, 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=50mm 。
试求 A 、B 两处的表压强。
解：U 管压差计连接管中是气体。
以ρg 、ρH2O 及 ρHg 分别表示气体、水与水银的密度。
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。
化工原理课后答案
化工原理课后答案
1. 甲烷的氧化反应方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O。
2. 水的沸腾是因为液态水的分子具有一定的热运动能量，在特定的温度和压力下，水中的分子能克服水的表面张力，从而从液相转变为气相。
3. 化学反应速率可以通过测量反应物浓度的变化来确定。
一般情况下，反应速率与反应物浓度之间存在正比关系，即反应速率随着反应物浓度的增加而增加。
4. 标准气体体积的计量单位是摩尔，即每个摩尔的气体占据的体积为标准状况下的体积。
5. 配比是指化学反应中不同反应物之间的摩尔比例关系。
化学方程式中的系数即为反应物的配比关系。
6. 溶液的浓度可以通过溶质的质量或体积与溶液总质量或总体积的比例来计算得到。
常见的浓度单位包括摩尔浓度、质量浓度和体积浓度等。
7. 反应的热力学变化可以通过反应物和产物之间的化学键的形成和断裂来解释。
在化学反应中，反应物中的化学键断裂需要吸收能量，而产物中的化学键形成释放能量。
8. 氧化还原反应是指化学反应中电子的转移。
氧化剂接收电子，被还原；还原剂失去电子，被氧化。
9. 反应热是指在恒定压力下，化学反应发生时放出或吸收的能量。
反应热可通过测量反应物和产物的焓变来确定。
10. 反应平衡是指在特定的温度和压力下，反应物和产物之间的浓度或压力保持不变。
在平衡态下，反应物和产物之间的反应速率相等，且不再出现净反应。
化工原理课后习题答案
1-1.容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B中的气体真空度为1.2×I04 Pa ,试分别求出A 、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力解：标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力P A= 101.325 +60=161.325 kPa容器B 的绝对压力P B=101.325-12=89.325 kPa[1-2] 某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。
试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解:进口绝对压力出口绝对压力P出=101.3+157 = 258.3 kPa进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa[1-8] 如图所示，容器内贮有密度为1250kg/m的液体，液面高度为3.2m。
容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m ，容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。
试求: (1)压差计读数(指示液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。
解：容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压)液体密度，指示液密度(1)压差计读数R=?在等压面上（2）[1-16]在图所示的水平管路中，水的流量为2.5L/s。
已知管内径d1=5cm ,d2 =2.5cm ，液柱高度h=lm 。
若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。
解：水的体积流量截面1处的流速截面2 处的流速在截面l 与2 之间列伯努利方程，忽略能量损失。
截面2 处的静压头水柱负值表示该处表压为负值，处于真空状态。
[1-20] 如图所示.用离心泵输送水槽中的常温水。
泵的吸入管为￠32mmX 2.5mm ，管的下端位于水面以下2m ，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为。
若截面2-2'处的真空度为39.2kPa.由1- 1'截面至2-2'截面的压头损失为。
化工原理课后习题答案
第七章 吸收1,解：（1）008.0=*y 1047.018100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.0109.3011074.734⨯⨯==P E m (3)0195.0109.301109.533=⨯⨯=*y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 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atm P 1=，,293k T =故()()smD G 25217571071.11.205.2112915.36129310212121--⨯=+⨯+⨯=HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气()24.986.1002.9621m kN P BM =+=代入式x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm.5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数下C 80，s cm s cm T T D D 25275.175.112121044.3344.029*******.0-⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= C 80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P时间s NA M t 21693.041025.718224=⨯⨯⨯==-π 6,解：画图7,解：塔低：6110315-⨯=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-⨯=y 02=x2.5N 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH g =⨯ 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()()ZA L y y P K A y y G m G m -=-21如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。
化工原理课后习题答案
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) ×3.14×0.762150.307×103 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Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3= ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 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= 0.418ｍ6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。
《化工原理》试题库答案
《化工原理》试题库答案一、选择题1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。
A.质量流量B.体积流量C.流速D.静压能2. 孔板流量计是( C )。
A. 变压差流量计，垂直安装。
B. 变截面流量计，垂直安装。
C. 变压差流量计，水平安装。
D. 变截面流量计，水平安装。
3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。
A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。
A．增加离心泵的排液高度。
B. 增加离心泵的吸液高度。
C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。
D. 启动前，没有关闭出口阀门。
5．水在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。
A.层流B. 湍流C. 可能是层流也可能是湍流D. 既不是层流也不是湍流6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。
A. 位能B. 动能C. 静压能D. 热能7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。
A. 逆流B. 并流C. 错流D. 折流8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。
A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。
A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。
A. 热传导B. 对流C. 热辐射D.对流传热11.流体在管内呈湍流流动时B。
A.Re≥2000B. Re>4000C. 2000<Re<4000D. Re<200012.离心泵最常用的调节方法是（B）A 改变吸入管路中阀门开度B 改变压出管路中阀门的开度C 安置回流支路，改变循环量的大小D 车削离心泵的叶轮13.U型管压差计指示液的密度（A）被测流体的密度。
化工原理 练习答案
Ｄ
,Ｒ
可达到要求。（增大，减少，不变，不确定）
解： xF ↓ , 要求 x D 不变，则 D 减少，可达到要求。
V V ( 1 q )F R 1 D 1 q F
V 不变，Ｄ↓，则Ｒ增大，可达到要求。 10、操作中精馏塔，保持Ｆ、 xF 、ｑ、V 不变，减少Ｄ，则塔顶易挥发组分回
收率η
（3） 若操作回流比取最小回流比的 1.4 倍，采出率不变，则塔顶产物理论上可
达到的最高浓度是多少？
解：
（1）
=
DxD FxF
xD
FxF D
0.882
FxF F
W
DxD D
WxW
xW
0.018
（2） q 1 , xe xF 0.45
ye
1
(
xe 1)
xe
0.672
最小回流比 Rmin
xD ye
ye xe
=0.9
（3）要使塔顶理论产物达到最高浓度，此时塔板板数无穷多，有两种可能：①
加料口出现挟点，操作线与相平衡线相交；②塔釜无产品轻组分， xW =0
①
R
1.4Rmin
xD ye
ye xe
=1.26
xD
0.952
xw
FxF DxD W
=-0.05
0,
不成立
② xw =0 ， xD
解： xD 变小， xW 变小。
7 精馏操作中，若 、
F、
xF
、
NT
,
N
F
、α、q、V
均为定值，现塔顶采出率
D
/
F
增加，则 xW
， xD
。（变大，变小，不变，不确定）
化工原理作业答案
第一章 流体流动与输送机械3．某地区大气压力为101.3kPa ，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa 。
若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？解：''表表绝＋p p p p p a a =+=∴kPa 3.15675)1303.101)(''=-==＋（－＋真表a a p p p p 7．如附图所示，水在管道中流动。
为测得A -A ′、B -B ′截面的压力差，在管路上方安装一U 形压差计，指示液为水银。
已知压差计的读数R ＝180mm ，试计算A -A ′、B -B ′截面的压力差。
已知水与水银的密度分别为1000kg/m 3和13600 kg/m 3。
解：图中，1-1′面与2-2′面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面，即'11p p =， '22p p =又 gm p p A ρ-='1gRR m g p gR p gR p p B 002021)('ρρρρ++-=+=+=所以 gR R m g p gm p B A 0)(ρρρ++-=-整理得 gR p p B A )(0ρρ-=-由此可见， U 形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示液的密度、读数R 有关，而与U 形压差计放置的位置无关。
代入数据 Pa 2224918.081.9)100013600(=⨯⨯-=-B A p p9．图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水，并沿气压管流至地沟排出。
现已知真空表的读数为78kPa ，求气压管中水上升的高度h 。
解: a p gh p =+ρ水柱高度 m 95.781.910107833=⨯⨯=ρ-=g p p h a11．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。
化工原理课后习题答案(全)
绪论1解：换算因数： 1.010********/==⋅=⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅sm kg s m s cm g sN m scm g spa scm g∴1g ⋅cm -1⋅s -1=0.1pa ⋅s 2.解：51001325.1Paatm ⨯= 1m N Pa 2=⋅- 1m N J =⋅ 3310m L -= ∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-∴21001325.1J atm L ⨯=⋅以J ·mol -1·K -1表示R 的值R =0.08206×1.01325×102 J ﹒mol -1﹒K -1=8.315 J ﹒mol -1﹒K -1第一章 流体流动1. 表压=－真空度=－4.8×104Pa 绝压=5.3×104 Pa2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3mm mkg mmm kg h 4921000600820h 3323=⋅⨯⋅==--水油ρρ h=h 1+h 3=892mm5解:以图中截面a-a ′为等压面，则P 啊=Pa ′ρ油g(h 1+h 0)=ρ油g(h 2-R+h 0) + ρ水银gR （h 0为水银压差计高液面与容器底部的高度差） ∴ h 2=h 1 + R - ρ水银R/ρ油 = 4 +0.2-13600*0.2/860 = 1.04m6解：h=P(表压)/ ρ水g =81.9*10001000*10 =1.02 m7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=0.8×π×(57-3.5×2)2×10-6/4=1.57×10-3m 3/sWs=Vs ρ=1.57×10-3×1840=2.89kg/ss m kg u AWsG ⋅=⨯===2/147218408.0ρ 9解：以地面以下的水管所在的平面为基准水平面，则：fh Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z 1=9m, u 1=0, P 1=P 2=P 0 ,Z 2=4m,u 2=u∴9.81*9=9.81*4+222u +40*222u∴u=1.55m/s,Vs=uA=1.55*3.1415926*0.0252=10.95m3/h 若Vs'=Vs*(1+25%)=1.25Vs,则u'=1.25u=1.9375m/s ∴Z 1-Z 2=7.86m,即将水箱再升高7.86-5=2.86m 10解:Vs=8m3/h 时，该系统管路中水的流速为u 1=4Vs/3600πd 2=4*8/3600*3.1415926*0.0532=1.008m/s以压力表处为截面1-1'，水箱液面为截面2-2'，并以截面1-1'为基准水平面，则：f h Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z2-Z1=24m P2=0 u2=0∴P1=(234.93+∑h f )*1000而3424.5001.01000*008.1*053.0Re===μρduε/d=0.2/53=0.00377查表得λ=0.0282 ∴∑h f = （h f + ξ）﹒u 12/2 =（0.0282*100/0.053 + 1）* 1.0082/2 =27.54J/Kg ∴P 1=(234.93+27.54)*1000=0.262MPa即压力表的读数为0.262MPa 时才能满足进水量为8m3/h 的需要。
化工原理附答案
一. 填空（每小题1分，共20分）1．流体流动阻力的形成是流体具有———粘性———的结果。
2. 边长为a 的正方形截面风道，其当量直径为—————a ———。
3．经内径为50mm 的钢管输送运动20℃的水，水的流速为2 m/s ，粘度为1.005cP 。
试判定水在钢管中的流型。
湍流4．每千克水经过泵后其机械能增加了490J ，则该泵的扬程为——50m O H 2————。
5．某精馏塔顶操作压强须维持在5.3kPa ，若当地气压计的读数为100.6kPa （755mmHg ），塔顶真空表读数应为———— 93.5————kPa （mmHg ）。
6．一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将————下降——，在空气中的沉降速度将———增大———。
7．通常，——————气固——非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，——液固——————悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。
8．饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是——————滤饼层——————————而不是——————过滤介质——————————。
9．当进气口气速一定时，旋风分离器的直径越大，其分离因数越———小—————；转速一定的离心分离机随着转鼓直径的增大，其分离因数将————增加——————。
10．在板框式过滤机中，洗涤速率是过滤终了时过滤速率的—————1/4—————倍。
11．金属的导热系数大都随其纯度的增加而————增大————，随其温度的升高而———减小————12．写出三种间壁式换热器的名称：————套管式———————、———管壳式——————————和——板式。
13．对流传热的热阻主要集中在———滞流内层—————，因此，———减薄滞流内层厚度———————是强化对流传热的重要途径。
14．黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的-- 5.39------------倍。
化工原理实验答案
实验四1.实验中冷流体和蒸汽的流向,对传热效果有何影响无影响;因为Q=αA△t m,不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动,由于蒸汽的温度不变,故△t不变,而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响,所以传热效果不变;2.蒸汽冷凝过程中,若存在不冷凝气体,对传热有何影响、应采取什么措施不冷凝气体的存在相当于增加了一项热阻,降低了传热速率;冷凝器必须设置排气口,以排除不冷凝气体;3.实验过程中,冷凝水不及时排走,会产生什么影响如何及时排走冷凝水冷凝水不及时排走,附着在管外壁上,增加了一项热阻,降低了传热速率;在外管最低处设置排水口,及时排走冷凝水;4.实验中,所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度为什么传热系数k接近于哪种流体的壁温是靠近蒸汽侧温度;因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系数,而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度,所以壁温是靠近蒸汽侧温度;而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验,对α关联式有何影响基本无影响;因为α∝ρ2gλ3r/μd0△t,当蒸汽压强增加时,r 和△t均增加,其它参数不变,故ρ2gλ3r/μd0△t变化不大,所以认为蒸汽压强对α关联式无影响;实验五固体流态化实验1.从观察到的现象,判断属于何种流化2.实际流化时,p为什么会波动3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合,为什么4流体分布板的作用是什么实验六精馏1．精馏塔操作中,塔釜压力为什么是一个重要操作参数,塔釜压力与哪些因素有关答1因为塔釜压力与塔板压力降有关;塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起,因而塔板压力降与气体流量即塔内蒸汽量有很大关系;气体流量过大时,会造成过量液沫夹带以致产生液泛,这时塔板压力降会急剧加大,塔釜压力随之升高,因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据;2塔釜温度、流体的粘度、进料组成、回流量;2．板式塔气液两相的流动特点是什么答：液相为连续相,气相为分散相;3．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：1减少成品酒精的采出量或增大进料量,以增大回流比；2加大蒸气量,增加塔顶冷凝水量,以提高凝液量,增大回流比;5．本实验中进料状态为冷态进料,当进料量太大时,为什么会出现精馏段干板,甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象,应如何调节答：进料量太大时,塔内的温度较低,组分达不到足够的温度,没有上升蒸汽,故精馏段干板,甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象;1减小进料量；2升高塔釜温度6．在部分回流操作时,你是如何根据全回流的数据,选择一个合适的回流比和进料位置的答：通过全回流,可以通过作图法求得全回流理论板数NT,再根据总板效率,粗略算出塔板数,从而根据生产要求,确定回流比和进料位置;7若进料浓度下降,进料口下降还是上升进料组成的变化,直接影响精馏操作,当进料中重组分的浓度增加时,精馏段的负荷增加;对于固定了精馏段板数的塔来说,将造成重组份带到塔顶,使塔顶产品质量不合格;若进料中的轻组分的浓度增加时,提馏段的负荷增加;对于固定了提馏段塔板数的塔来说,将造成提馏段的轻组分蒸出不完全,釜液中轻组分的损失加大;同时,进料组成的变化还将引起全塔物料平衡和工艺条件的变化;组份变轻,则塔顶馏分增加,釜液排出量减少;同时,全塔温度下降,塔压升高;组份变重,情况相反;进料组成变化时,可采取如下措施;1改进料口;组份变重时,进料口往下改；组份变轻时,进料口往上改;2改变回流比;组份变重时,加大回流比；组份变轻时,减少回流比;3调节冷剂和热剂量;根据组成变动的情况,相应地调节塔顶冷剂和塔釜热剂量,维持顶、釜的产品质量不变;8若测得单板效率超过100%作何解释在进行精馏操作时,在塔板上由于液体流径长,造成塔板上有明显的浓度差异,使气体分布不均匀而可能使塔板的单板效率超过100%.吸收1．水吸收空气中的二氧化碳属于气膜吸收还是液膜控制答：因为二氧化碳极不容易溶于水中,所以为液膜控制;2．吸收过程的影响因素有哪些答：1吸收剂的流量、种类；2被吸收气体的流量；3吸收温度；4填料分布的均匀性；5吸收塔的压差；6吸收塔的液位;3．气体温度与液体温度不同时,应按哪个温度计算相平衡常数答：按气体和液体温度的对数平均值计算;4．当进气浓度不变时,欲提高溶液出口浓度,可采用哪些措施答：1降低温度；2降低进气的流量；3降低吸收剂的流量5填料吸收塔塔底为什么有液封装置采用了什么原理这时采用液封装置是防止塔内气体一般为有毒有害或者本来就是产品外漏,造成污染环境或者浪费;还有稳定塔的气压;原理是利用一定高度液体产生的压力抵消塔内产生的压力产生平衡,隔离塔内外气体;6 填料吸收塔传质系数测定实验中测定kxa有什么工程意义传质系数是气液吸收过程重要的研究的内容,是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一7能否用自来水代替高位槽水为什么不能;因为自来水水压不稳,使整个体系成为不稳定体系8填料塔的液泛和哪些因素有关直径一定的塔,可供气、液两相自由流动的截面是有限的;二者之一的流量若增大到某个限度,降液管内的液体便不能顺畅地流下；当管内的液体满到上层板的溢流堰顶时,便要漫到上层板,产生不正常积液,最后可导致两层板之间被泡沫液充满;这种现象,称为液泛;液泛开始时,塔的压降急剧上升,效率急剧下降;随后塔的操作遭到破坏;主要原因：降液管内液体倒流回上层板. 过量液沫夹带到上层板防止产生液泛的措施是：1按规定的进料量操作；2按规定的回流量操作;实验八干燥1、为什么在操作中要先开鼓风机送气,而后通电加热答：防止损坏风机;2、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燥,为什么3物料厚度不同时,干燥速率曲线又如何变化4、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5实验过程中干、湿球温度计是否变化为什么6如何判断实验已经结束答：当物料恒重时,可判断实验已经结束;7恒定干燥条件是指什么指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式,都在整个干燥过程中均保持恒定流化床干燥1、固体流态化的过程包括固定床流化床气力输送2、下列叙述正确的是固体颗粒层用气体进行的流态化的形式为聚式流l化固体颗粒层用液体进行的流态化的形式为散式流l化3、聚式流o床的不正常操作现象主要有沟流与节涌l其中沟流产生的原因颗粒粒度小气流速度小分布板开孔率小4、聚式流o床的不正常操作现象主要有沟流与节涌l其中节涌产生的原因为颗粒粒度大气流速度大床层高径比大5、在实验过程中l空气m过预热器后,未发生变化的参数为湿度6、在实验过程中l测得的床层温度与物料表面温度较为近似,在恒速干燥阶段,其值与下列选项中的哪些参数相同：湿球温度绝热饱和湿度7、在干燥过程中l若增加干燥介质空气的流速,则有气速增加,物料的干燥速度变大气速增加,临界湿含量的值变大气速增加,平衡湿含量的值不变8、在实验过程中l若进口空气的性质恒定,预热器的出口温度越高,则干燥速度越高临界湿含量越高9、在降速干燥阶段,若空气的干球温度为t,湿球温度为tW,露点为td,物料表面温度为tm,则有 tm > tw10、在干燥过程中l若待干燥物料一定,改变干燥介质空气的性质,下列参数不发生变化的是结合水分气体扩散系数1、下面操作正确的是;开始测量数据后,不要改变水浴温度; 测量过程中泵要一直开启;2、实验中使用的游标卡尺的精度为; 0.1mm吸收系数1、下列关于体积传质系数与液泛的关系正确的是：Kya随液泛程度先增加后减少2、正确应用亨利定律与拉乌尔定律计算的过程是：吸收计算应用亨利定律精馏计算应用拉乌尔定律3、判别填料塔压降Δp与气速u和喷淋量l的关系：u越大,Δp越大 l 越大,Δp越大4、判断下列诸命题是否正确喷淋密度是指单位时间通过单位面积填料层的液体体积5、干填料及湿填料压降-气速曲线的特征：对干填料u增大△P/Z增大对湿填料u增大△P/Z增大6、测定压降-气速曲线的意义在于：选择适当的风机7、测定传质系数kya的意义在于：计算填料塔的高度确定填料层高度8、为测取压降-气速曲线需测下列哪组数据测塔压降、空气转子流量计读数、空气温度、空气压力和大气压9、传质单元数的物理意义为：反映了物系分离的难易程序它反映相平衡关系和进出口浓度状况10、HoG的物理意义为：它仅反映设备效能的好坏高低11、温度和压力对吸收的影响为：T增高P减小,Y2增大X1减小 T降低P 增大,Y2减小X1增大12、气体流速U增大对KYa影响为：U增大,KYa增大一、精馏乙醇—水实验1、精馏操作回流比: 越大越好越小越好2、精馏段与提馏段的理论板: 不一定精馏段比提馏段多或少3、当采用冷液进料时,进料热状况q值: q>14、全回流在生产中的意义在于：用于开车阶段采用全回流操作产品质量达不到要求时采用全回流操作用于测定全塔效率5、精馏塔塔身伴热的目的在于：防止塔的内回流6、全回流操作的特点有：F=0,D=0,W=07、本实验全回流稳定操作中,温度分布与哪些因素有关当压力不变时,温度分布仅与组成的分布有关8、判断全回流操作达到工艺要求的标志有：浓度分布基本上不随时间改变而改变温度分布基本上不随时间改变而改变9、塔压降变化与下列因素有关：气速塔板型式不同10、如果实验采用酒精-水系统塔顶能否达到98%重量的乙醇产品注:%酒精-水系统的共沸组成若进料组成大于% 塔釜可达到98%以上的酒精若进料组成大于% 塔顶不能达到98%以上的酒精11、冷料回流对精馏操作的影响为： XD增加,塔顶T降低12、当回流比R<Rmin时,精馏塔能否进行操作能操作,但塔顶得不到合格产品13、在正常操作下,影响精馏塔全效率的因素是：物系,设备与操作条件14、精馏塔的常压操作是怎样实现的塔顶成品受槽顶部连通大气15、全回流操作时,回流量的多少受哪些因素的影响受塔釜加热量的影响16、为什么要控制塔釜液面高度为了防止加热装置被烧坏为了使精馏塔的操作稳定为了使釜液在釜内有足够的停留时间17、塔内上升气速对精馏操作有什么影响上升气速过大会引起液泛上升气速过大会造成过量的液沫夹带上升气速过大会使塔板效率下降18、板压降的大小与什么因素有关与上升蒸气速度有关与塔釜加热量有关实验9 流化床干燥实验讲义⑴物料去湿的方法有哪些本实验所用哪种方法答：方法有机械去湿,吸附去湿,供热去湿;本实验所用方法供热去湿中的对流干燥;⑵对流干燥过程的特点是什么答：当温度较高的气体与湿物料直接接触时,气固两相间所发生的是热质同时传递的过程;⑶空气的湿度是如何定义的答：空气湿度的定义为每千克绝干空气所带有的水汽量,单位是㎏水/㎏绝干气;⑷相对湿度是如何定义的答：空气中的水汽分压与一定总压及一定温度下空气中水汽分压可能达到的最大值之比定义为相对湿度;⑸湿球温度是指什么温度跟什么有关答：湿球温度是大量空气与少量水长期接触后水面的温度,它是空气湿度和干球温度的函数;⑹湿空气的比容如何定义的计算式是什么答：湿空气的比容是指1kg干气及其所带的Hkg水所占的总体积;=×10-3+×10-3Ht+273H⑺结合水与非结合水如何定义的两者的基本区别是什么答：借化学力或物理力与固体相结合的水统称为结合水；非结合水是指机械地附着与固体表面或颗粒堆积层中的大空隙中未与固体结合的那部分水;两者的基本区别是其表现的平衡蒸汽压不同;⑻本实验中物料的含水量w是用何仪器测得的如何使用该仪器答：本实验中物料的含水量w是用水分快速测定仪来测定的;⑼常用工业干燥器有哪几种本实验所用哪种类型的干燥器答：常用工业干燥器有厢式干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、流化干燥器、转筒干燥器等;本实验所用是流化干燥器;⑽本实验中所用的被干燥物料是什么有什么特点答：变色硅胶;有颜色遇水由蓝变白的特点且耐热性比较好,有好的吸水性;⑾实验中风机旁路阀应如何放空阀又应如何答：实验中风机旁路阀一定不能全观、放空阀实验前后应全开,实验中应全关;⑿实验操作中升压要注意什么答：升压一定要缓慢升压,以免损坏装置⒀干燥器中的剩余物料用什么方法取出答：用漩涡泵吸气方法取出干燥器内剩料、称量;⒁直流电机电压不能超过多少伏答：12伏;⒂实验操作中进料后注意维持哪三不变答：维持进口温度不变,保温电压不变,气体流量计读数不变;⒃干燥器外壁带电实验操作中要注意什么答：不要用手或身体的其他部位触及干燥器外壁,严防触电;⒄干燥过程的经济性主要取决于什么答：鼓泡罩;⒅热效率是如何定义的分析本次实验结果中的热效率;。
化工原理
化工原理[填空题]1已知干空气的组成为：O221%、N278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa及温度为100℃时的密度。
参考答案：[填空题]2如图所示，在异径水平管段两截面（1-1’、2-2’）连一倒置U管压差计，压差计读数R=200mm。
试求两截面间的压强差。
参考答案：[填空题]3将高位槽内料液向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。
设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？参考答案：[填空题]420℃的空气在直径为80mm的水平管流过。
现于管路中接一文丘里管，如图所示。
文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。
空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。
当U管压差计读数R=25mm、h=0.5m时，试求此时空气的流量为若干m3/h。
当地大气压强为101.33×103Pa。
参考答案：[填空题]5用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。
管路直径为60mm。
参考答案：[填空题]6试推导下面两种形状截面的当量直径的计算式。
（1）管道截面为长方，形，长和宽分别为a、b；（2）套管换热器的环形截面，外管内径为d1。
内管外径为d2参考答案：[填空题]7如图为测定离心泵特性曲线的实验装置，实验中已测出如下一组数据：试计算在此流量下泵的压头H、轴功率N和效率η。
参考答案：[填空题]8选用某台离心泵，从样本上查得其允许吸上真空高度Hs=7.5m，现将该泵安装在海拔高度为500m处，已知吸入管的压头损失为1 mH2O，泵入口处动压头为0.2 mH2O，夏季平均水温为40℃，问该泵安装在离水面5m高处是否合适？参考答案：[填空题]9有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm×3.5mm，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。
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6. 在并流换热器中，用水冷却油。
水的进出口温度分别为15℃，40℃，油的进出口温度分别为150℃和100℃。
现生产任务要求油的出口温度降至80℃℃，假设油和水的流量，进出口温度及物性不变，若换热器的管长为1m，试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。
设换热器的热损失可忽略。
解：根据题意列出关系式：热流体（油）：T1=150℃→ T2=100℃冷流体（水）：t1=15℃→ t2=40℃现在要求：热流体（油）：T1=150℃→T2=80℃冷流体（水）：t1=15℃→ t2=开始： Q= W h C ph（T1 - T2）=50 W h C ph =W c C pc（t2-t1）=25W c C pc=K0S0ΔtmΔt m=（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=（135-60）/ln（135/60）=改变后： Q，=W h C ph（T1 - T2）=700 W h C ph=W c C pc（t2，-t1）=（t2，-15）W c C pc=K0S0，Δtm，∴25/（t2，-15）=50/70 ∴t2，=50℃Δt m， =（Δt1-Δt2，）/ln（Δt1/Δt2，）=∴Q/Q*= K0SΔtm / K0S，Δtm，= LΔtm / L，Δtm，=50/70∴ L，==7.重油和原由在单程套换热器中呈并流流动，粮站油的初温分别为243℃和128℃；终温分别为167℃和157 ℃。
若维持两种油的流量和初温不变，而将两流体改为逆流，试求此时流体的平均温度差及他们的终温。
假设在两种流动情况下，流体的无性和总传热系数均不变，换热器的热损失可以忽略。
解：由题意得：并流时：热流体（重油）：T1=243℃→T2=167℃冷流体（原油）：t1=128℃→t2=157℃∴ Q =W h C ph（T1 - T2）=76 W h C ph =W c C pc（t2-t1）=29W c C pc=K0S0ΔtmΔt m =（Δt1-Δt2）/ln （Δt1/Δt2）=43改为逆流后：热流体（重油）：T1=243℃→ T2，=冷流体（原油）：t2，= ←t1=128℃同理：Q ，=W h C ph（T1 - T2，）=（243- T2，）W h C ph=W c C pc（t2，-t1）=（t2，-128）W c C pc=K0S0，Δtm，∴29/（t2，-128）=76/（243- T2，）∴T2，= t2， --------（1）Δtm，=[（243- t2，）-（T2，-128）]/ln[（243- t2，）/（T2，-128）] -------（2）又 Q/Q*= Δtm / Δtm，=29/（t2，-128） ---------（3）由（1）（2）（3）解得 t2，=℃ T2，=℃Δtm，=℃8.在下列各种管式换热器中，某溶液在管内流动并由20℃加热到50℃。
加热介质在壳方流动，其进出口温度分别为100℃和60℃，试求下面各种情况下的平均温度差。
(1)壳方和管方均为单程的换热器。
设两流体为逆流流动。
(2)壳方和管方分别为单程和四程的换热器。
(3)壳方和管方分别为二程和四程的换热器。
解：（1）热流体：T1=243℃→ T2=60℃冷流体：t2=50℃← t1=128℃Δt1=50℃Δt2=40℃∴Δt m=（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=℃（2）壳方和管方分别为单程和四程，则需计算平均温度差校正系数ψΔt，由已知条件计算得ψΔt=∴Δtm，=ψΔtΔtm=×=℃（3）查图得，ψΔt=∴Δtm，=ψΔtΔtm=×=℃9.在逆流换热器中，用初温为20℃的水将s的液体（比热容为kg•℃，密度为850kg/m），由80℃冷却到30℃。
换热器的列管直径为ф，水走管方。
水侧和液体侧的对流传热系数分别为 W/（m2•℃）和 W/（m2•℃）。
污垢热阻忽略。
若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。
解：热流体：T1=80℃→ T2=30℃冷流体：t2=50℃← t1=20℃Δt1=30℃Δt2=100℃∴Δt m=（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=℃Q =W h C ph（T1 - T2）=×10³××50=又Q= K0S0Δtm，其中 1/ K0= d0/αi d i+1/α0 解得K0=×10³m2•℃/W∴×10³× S0=×10³∴S0=³10.在列管式换热器中用冷水冷却油。
水在直径为ф192mm的列管内流动。
已知管内水侧对流传热系数为3490 W/（m2•℃），管外油侧对流传热系数为258 W/（m2•℃）。
换热器用一段时间后，管壁两侧均有污垢形成，水侧污垢热阻为•℃/W，油侧污垢热阻•℃/W。
管壁导热系数λ为45 W/（m•℃），试求：（1）基于管外表面的总传热系数；（2）产生污垢后热阻增加的百分比。
解：（1）1/K0 =d0/αi d i+1/α0+R sid0/d i+R s0+bd0/λd m=19/（3490×15）+×19/15++（×19）/（45×）+1/258∴K0 =208 m2•℃/W（2）产生污垢后增加的总热阻：d0/αi d i+ R s0=19/（3490×15）+=产生污垢前的总热阻：d0/αi d i+1/α0+ bd0/λd m=19/（3490×15）+（×19）/（45×）+1/258 =∴增加的百分比为：=%11.在一传热面积为50m2的单程列管式换热器中，用水冷却某种溶液。
两流体呈逆流流动。
冷水的流量为33000kg/h，温度由20℃升至38℃。
溶液的温度由110℃降至60℃。
若换热器清洗后，在两流体的流量和进出口温度不变的情况下，冷水出口温度增至45℃。
试估算换热器清洗前后传热面两侧的总污垢热阻。
假设（1）两种情况下，流体物性可视为不变，水的比热容可取（kg•℃）；（2）可按平壁处理，两种工况下αi和α0分别相同；（3）忽略管壁热阻和热损失。
解：换洗前：热流体：T1=110℃→ T2=60℃冷流体：t2=38℃←t1=20℃Δt1=72℃Δt2=40℃∴Δt m =（Δt1-Δt2）/ln （Δt1/Δt2）=℃Q= W h C ph（T1 - T2）=50W h C ph =W c C pc（t2-t1）=18W c C pc=K0S0Δtm =代入数据计算得K0=254 W/（m2•℃）换洗后：：热流体：T1=110℃→T2=60℃冷流体：t2=38℃←t1=20℃Δt1=72℃Δt2=40℃∴Δt m =（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=℃Q= W h C ph（T1 - T2）=（100-T2）W h C ph=W c C pc（t2-t1）=25W c C pc=K0，S0Δtm，∴50/（100-T2）=18/25 →T2=℃∴Δt m， =（Δt1，-Δt2，）/ln（Δt1，/Δt2，）=35℃Q= =W c C pc（t2-t1）= K0，S0Δtm，代入数据计算得K0，= W/（m2•℃）∴总污垢热阻为：1/ K0-1/ K0，=1/245-1/=×10-3 m2•℃/W 12.在一单程列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。
温度为160℃饱和蒸汽在壳程冷凝（排出时为饱和液体），原料油在管程流动，并由20℃加热到106℃，列管换热器尺寸为：列管直径为ф19×2mm，管长为4m ，共25根管子。
若换热器的传热量为125Kw，蒸汽冷凝传热系数为7000 W/（m2•℃），油侧污垢热阻可去为 m2•℃/W，管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略，试求管内油侧对流传热系数。
又若有的流速增加一倍，此时若换热器的总传热系数为原来的倍，试求油的出口温度。
假设油的物性不变。
解：1/K0 =d0/αi d i+1/αi+R si d0/d i，又K0=Q/S0Δtm其中S=25××19×10³×4=Δt m=（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=℃∴K0=125×10³/（×）= W/（m2•℃）可以解得αi = W/（m2•℃）改变流速后：K0，= = W/（m2•℃）Q*=2Q（t2，-t1）/（t2-t1）=125×10³（t2，-20）/86又Δt m， =[（T-t1）-（T-t2，）]/ln[（T-t1）/（T-t2，）]=Q，/K0S可以解得 t2，=℃℃的正丁醇在逆流换热器中被冷却到50℃。
换热器的传热面积为6m2，总传热系数为230 W/（m2•℃）。
若正丁醇的流量为1930kg/h，冷却介质为18℃的水。
试求：（1）冷却水的出口温度；（2）冷却水的消耗量，以m³/h表示。
解：由传热方程式Q=K0SΔt m= W h C ph（T1 - T2）查表得70℃的正丁醇的比热为×10³J/（kg•℃）∴Q=1930/3600××10³×（90-50）=×10³J/sΔt m =Q/K0S=×10³/（230×6）=℃Δt m =（Δt1-Δt2）/lnΔt1/Δt2=[（90- t2）-（50-18）]/ln[（90- t2）/（50-18）]试差得t2=℃假定无热阻损失即冷水吸收热量和正丁醇放出热量相等Q =W c C pc（t1-t2），C pc=（kg•℃）×10³=×10³W c（）W c=s ∴V=12m。