化工基础课后习题答案讲解(武汉大学版)
化学工程基础 (武汉大学 著) 课后习题答案第二张
解；通风管内空气温度不变，压强变化很小，只有 0.05 米水柱，可按不可压缩流体处
理。
以管道中心线作基准水平面，在截面 1−1′与 2−2′之间列柏努利方程，此时Z1=Z2，因两
n 截面间无外功加入，故He=0，能量损失忽略不计，则Σhf=0。
.c 所以方程简化为：
u 12
+
P1
=
u
2 2
+
P2
n 2 ρ 2 ρ
第二章 流体流动与输送
1、一个工程大气压是 9.81×104Pa，一个工程大气压相当于多少毫米汞柱？相当于多少
米水柱？相当于密度为 850kg ⋅ m−3的液体多少米液柱？
n 解：已知：ρHg = 13600 kg ⋅ m−3 .c ρ料 = 850 kg ⋅ m−3
ρH2O = 1000 kg ⋅ m−3 ρ = 9.81×104Pa
迎 的真空度？ 说明：入水口和喷嘴间的位差及水流经喷嘴的阻力损失可以忽略不计。
欢 解：取喷射泵进水口为 1−1′截面，喷嘴处为 2−2′截面，因位差忽略，Z1=Z2，又Σhf=0
案 则柏努利方程为：
u 12
+
P1
=
u
2 2
+
P2
2ρ 2ρ
答 u1
=
qv A1
=
0.6 3600 × π × 0.022
头的能量损失），泵的效率为 0.65，求泵的轴功率。（贮槽液面维持恒定）
解：贮槽液面维持恒定，故本题属于定态流动
n 取 1−1′面（贮槽的液面）为基准面，在 1−1′与 2−2′面（管道与喷头连接处）间列 c 柏努利方程，即：
aan. gZ1
+ P1 ρ
化工基础课后习题答案
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。
化学工程基础 (武汉大学 著) 课后习题答案第三章
更
duρ 0.0254 × 10 × 0.56 = = 12369 μ 0.0115 × 10 −3
故
Cpμ 2.5 × 10 3 × 0.0115 × 10 −3 = = 0.706 λ 0.0407 0.0407 λ α = 0.023 Re 0.8 Pr 0.4 = 0.023 × (12369) 0.8 × 0.706 0.3 = 62.4 W ⋅ m−2 ⋅ K−1 de 0.0254
WW
.a
id
火砖
cn
1、平壁炉的炉壁由三种材料组成，其厚度和导热系数列于本题附表。 习题 1 附表
A
m2
= 2πrm2L = 2 × 3.14 × 0.038 × 1 = 0.239m2
保温灰层内半径r3=0.055mm，外半径r4=0.085mm r
m3
=
案
故 Am2=2Am1 (Am=πdm ⋅ L) Δt Δt Δt 互换前： φ = = = δ δ2 δ δ δ1 2 + + λ Am λ1Am1 1 λ1Am1 λ 2 Am 2 λ ⋅ 2 Am 1 1 1 2 1
答
案
网 :W
WW
.a
40°C 20°C
查图得温度校正系数ϕA=0.97 所以 Δtm = ϕA ⋅ Δt′m = 0.97 × 53.1 = 51.5°C
多
石棉层内半径r2=25mm，外半径r3=55mm r3 > 2 ，需按对数平均求传热面积 r2 r
m2
更
案
A
m1
欢
= 2πrm1L = 2π(0.025 + 0.02)/2 × 1 = 0.1413m2
=
0.055 − 0.025 = 0.038m 0.055 ln 0.025
化工基本知识课后答案解析(中国石化出版社)第5章传热
第五章 传热1.一立式加热炉炉墙由厚150mm 的耐火材料构成，其导热系数为λ1＝1.3W/(m ·K)，其内外表面温度为ll00℃及240℃，试求通过炉墙损失的热量(W/m 2)；若外加一层25mm ，λ2＝0.3W/(m ·K)的绝热材料，并假定炉内壁温度仍为1100℃，而热损失降至原来的57％，求绝热层外壁温度及两层交界面处的温度。
解：211213.74533.115.02401100m W b t t AQ q =-=-==λ24.424857.0'm W q q ==4.42483.0025.03.115.01100'3221131=+-=+-==t b b t t A Qq λλ解得：3t =255.8℃4.42483.115.01100''21121=-=-==t b t t AQ q λ解得：'2t =609.8℃2某加热炉炉墙由耐火砖、绝热层与普通砖组成，耐火砖里侧温度为900℃，普通砖外侧温度为50℃，各层厚度分别为：耐火砖140mm ，绝热层(石棉灰)20mm ，普通砖280mm ；各层导热系数：λ1＝0.93W/(m ·K)，λ2＝0.064W/(m ·K)，λ3=0.7W/(m ·K)。
(1)试求每m 2炉墙的热损失；(2)若普通砖的最高耐热温度为600℃，本题条件下，是否适宜? 解： （1）2332211419.9847.028.0064.002.093.014.050900m W b b b t t q =++-=++-=λλλ （2）2333439.9847.028.050m W t b t t q =-=-=λ 解得：3t =444℃ 适宜3.用平板法测定某固体的导热系数，试件做成圆形薄板，直径d ＝120mm ，厚度为δmm ，与加热器的热表面及冷却器的冷表面直接接触。
化学工程基础填空及习题答案(武汉大学)
项目一流体流动与输送一、填空1．流体的输送方式有高位槽送料、输送机械送料、压缩气体送料、真空抽料。
2．高位槽送料是利用容器、设备之间的位差，将处在高位设备内的液体输送到低位设备内的操作。
3．压缩气体送料一般采用压缩空气或惰性气体代替输送机械来输送物料，是一种由低处向高处送料的情况。
4．真空抽料是通过真空系统造成的负压来实现流体输送的操作。
5．影响气体密度的因素有温度和压力，气体密度随压力的增大而增大，随温度的减小而减小。
6．压力的三种表示方法是绝对压力、表压和真空度。
测量压力的仪表通常有压力表、真空表、压力真空表。
7．流体流量分为体积流量和质量流量，常用来测量流体流量的仪表有转子流量计、孔板流量计、文丘里流量计等。
其中转子流量计必须垂直安装在管路上，而且流体必须下进上出。
8．通常情况下，用雷诺数来Re来判断流体的流动类型，当Re＜2000时，流体总是做层流流动；当Re＞4000时，流体总是做湍流流动；而当2000＜Re＜4000时，流体可能是层流也可能是湍流。
9．流体阻力的产生是因为流体具有黏性（内因）和流体的流动形态（外因）。
流体阻力分为直管阻力和局部阻力两种。
10．化工管路主要由管子、管件和阀件构成，也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等附件。
11．化工管路的连接方式主要有螺纹连接、法兰连接、承插式连接和焊接四种。
12．化工管路热补偿的主要方法有两种，即利用弯管进行的自然补偿和利用补偿器进行的热补偿。
13．离心泵的调节方式有改变阀门开度、改变叶轮的的转速和改变叶轮的直径三种，工业生产中最常用的是改变阀门开度，原因是简单方便。
14．离心泵在开车前要灌泵，目的是为了防止发生气缚现象。
操作过程中，无论是开车还是停车，出口阀门都要先关闭，但其原因不同，开车时是为了保护电动机，停车时是为了防止出口管路上的高压液体倒流入泵内打坏叶轮。
1．化工生产中，非均相混合物的分离过程常用于回收分散物质、净化分散介质、劳动保护和环境卫生等方面。
化学工程基础课后习题答案(武汉大学第二版)
1－20一转子流量计，转子材料为铝，出厂时用20℃，0.1MPa 压强下的空气标定，得转子高度为100mm 时， 流量为10m3/h。今将该流量计用于测量 T=50℃，P=0.15MPa 下的氯气，问在同一高度下流量为多少？若将该 转子材料换为黄铜，问在同一高度下氯气和空气的流量各为多少？
1－21从设备送出的废气中含有少量可溶物质， 在放空之前令其通过一个洗涤塔， 以回收这些物质进行综合 利用，并避免环境污染。气体流量为3600 m3/h(操作条件下)，其物理性质与50℃的空气基本相同，如右图 所示，气体进入鼓风机前的管路上安装有指示液为水的 U 形管压差计，其读数为30 mm。输气管与放空管 内径均为250 mm，管长、管件与阀门的当量长度之和为50 m（不包括进、出塔及管出口阻力）放空口与鼓 风机进口的垂直距离为20 m，已估计气体通过塔内填料层的压降为1961 Pa。管壁的绝对粗糙度ε可取为 0.15mm，大气压强为0.101 Mpa，求鼓风机的有效功率。
1－7用右图中串联的 U 型管压差计测量蒸汽锅炉上面上方的蒸汽压。 U 形管压差计的指示液为水银。 两U
-1-
形管间的连接管内充满水。 已知水银面与基准面的垂直距离分别为： h1=2.3m， h2＝1.2m， h3=2.5m， h4=1.4m， 锅中水面与基准面间的垂直距离 h5=3m，大气压强 Pa=745 mmHg。试求锅炉上方水蒸汽的压强 p0。
化学工程基础课后习题答案
第一章 流体力学习题..................................................................................................................2 第二章 流体流动与输送..............................................................................................................14 第三章 传热过程......................................................................................................................... 19 第三章习题和答案....................................................................................................................... 26 第五章 吸收.................................................................................................................................38 第六章 精馏.................................................................................................................................47 第六章 精馏习题和答案..............................................................................................................49 第八章 化学反应工程基本原理.................................................................................................. 56 第九章 均相反应器..................................................................................................................... 58
化学工程基础答案李德华
化学工程基础答案李德华【篇一：化学工程基础习题答案(武汉大学第二版)】 1.解：pvac?po ?p绝即13.3?10?3pa?98.7?10?3?po?p绝?p.4?10?3pa 绝?85pa?p?po?85.4?10?3pa?98.7?10?3pa??13.3?10pa?32.解：?de?4??(d1?d2)?70?d1??d2d12??2d23.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有u21?2d 1d 22?2若将直径减小一半，即d 1?u21?42即液体的流速为原流速的4倍.4.解：lu2hf????d2gl1u12hf1??1??d12ghf2l2u22??2??d22ghf2hf1l2u22?2??d22g?l1u12?1??d12g64?du????u2?4u1,l1?l2,d1?2d264?l2u22??d2u2?d22g?64?l1u12??d1u1?d12g64?l2u22??d2u2?d22g?(u2)2l64??1?2g2d2u2?2d24?111??2?21641?16hf2hf1hf2hf1hf2hf1hf2?16hf1即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解：1）雷诺数re??ud?其中??1000kg?m?3，u?1.0m?s?1d?25mm?25?10?3m??1cp?10?3ps?s故re??ud?1000?1.0?25?10?3? ?310?25000故为湍流。
2）要使管中水层流，则re?20001000?25?10?3m?u?2000 即re??310解得u?0.08m?s?17.解：取高位水槽液面为1-1′， a-a′截面为2-2′截面，由伯努利方程22p1u1p2u1z1???z2???hf ?g2g?g2g其中z1?10m,z2?2m;p1?p2;u1?0;hf??hgf2u216.15u2?则10?2? 2?9.89.8解得1）a-a′截面处流量u?u2u?2.17m?s?12）qv?au?其中a??d2??3.14?(100?10?3)2?7.85?10?3m2 u?2.17m?s?11414qv?7.85?10?3?2.17?3600?61.32m38.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???z2?? ?g2g?g2g其中z1?z2,p1?1mho??gh12u1?0.5m?s?1,p1??gh2 d120.2u2?2u1?()2?0.5?2.0m?s?1d20.10.5222?h???0.19m2?9.82?9.815.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中：z1?2m,z2?10m;u1?u2?0p1?pvac??100mmhg??13.6?103?9.8?0.1??13332.2pa p2?02??13332.219.61000?he?10?(?4?)?g9.898019.613332.2he?12.08???14.08?1.388?15.4689.8980?gp?he?qv???10215.468?2???(53?10?3)2?980102?0.655kw17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中：z1?0,z1?50m;p1?p2?0hf?he?50?20?52.05 9.8p?he?qv??52.05?36?1000??8.05kw 102?102?0.6?360019.解：取贮槽液面为1-1′截面，蒸发器内管路出口为2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中，z1?0,z1?15m;p1?0,p2??200?10?3?13.6?103?9.8??26656pa 12026656 he?15???24.979.89.8?1200h?q??24.97?20?1200p?ev??1.632kw102102?3600hf?20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，出口管路压力表所在液面为2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中，z1?0,z2?5.0m;【篇二：化学工程基础实践周日志】>课程编号：095008课程名称：化学工程基础及实验学时/学分：(64+48)/(4+3)适用专业：化学先修课程：高等数学，普通物理，物理化学开课系或教研室：化学与化工系一、课程的性质与任务1．课程性质：化学工程基础是工程技术的一个分支，是一门探讨化工生产过程的基本规律、并应用这些规律解决生产实际问题的专业基础学科。
武汉大学化工原理第二版课后习题答案第六章
第六章 精 馏1、正戊烷（）和正已烷（）的溶液可以认为是理想溶液，已知两个纯组分的饱和蒸气压（毫米汞柱）和温度（°C ）的关系如下：C 1.36T a o =]C [7.68T b o =正戊烷 0.232t 1065852.6p lg 1+−=° 正已烷 4.224t 1172878.6p lg 2+−=° 试计算该二组分溶液的气液相平衡关系（用y-x 函数关系，或y-x 相图表示）。
解：二组分沸点的平均值4.5227.681.36t =+=°C 在52.4°C 时 lg °=6.852-1p 0.2324.521065+=3.107 °=1279.4mm-Hg 1p lg °=6.878-2p 644.24.2244.521172=+ ∴ P2°=440.6 mm-Hg 12α=904.26.4404.1279P P .2.1== ∴ y=xx x x 904.11904.2)1(11212+=−α+α 2、在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液。
原料液流量为100kmol/h 组成为0.3（易挥发组分的摩尔分率，下同），泡点进料。
馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05，操作回流比为3.5，试求：（1）塔顶和塔底产品流量，kmol/h ；（2）精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量，kmol/h 。
解：（1）求塔顶和塔底的产品流量q n,D 和q n,W∵ ⎩⎨⎧+=+=+=+=W W ,n d D ,n f F ,n W d fD ,n D ,n F ,n x q x q x q Wx Dx Fx q q q W D F ∴ 05.095.0)05.030.0(100X X )x x (q q W d W f F ,n D ,n −−=−−= = 27.78hKmolw = 100 − 27.78 = 72.22kmolh −1（2）求精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量q n,V 、q n,L 和q n,V ′、q n,L ′① 精馏段∵ 5.3q q R D,n L ,n == ∴78.275.3q 5.3L D ,n ×== hKmol 23.97= ∵D ,n L ,n V ,n q q q +=∴78.2723.97q V ,n += =][01.125hKmol ② 提馏段因系泡点进料 ∴1=δ由q n,L’ = q n,L + δq n,F = q n,L + q n,F∴ ]hKmol [23.19210023.92'L =+= 由V = q n,V = q ′n,V + (1 − δ)q n,F∴ q n,V = q ′n,V =125.01 [hKmol ]3、有一个甲醇精馏塔，采用连续精馏，常压操作；进料的组成为84％（摩尔百分数，下同）的甲醇，16％水，处理量为235h kmol 。
化学工程基础习题答案武汉大学第二版精品
化学工程基础习题第二章．P 69 1.解：o vacP P P =-绝3313.31098.710o Pa P P --⨯=⨯=-绝即 385.410P Pa -⇒=⨯绝o a P P P =-33385.41098.71013.310Pa Pa Pa---=⨯-⨯=-⨯2.解：22121212444()70d d de d d d d ππππ-=⨯=-=+3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有221212d d u u =若将直径减小一半，即12d 2d =214u u ⇒=即液体的流速为原流速的4倍.4.解：gu d L H f 22⋅⋅=λ21111122222222f f L u H d gL u H d gλλ=⋅⋅=⋅⋅22222221111121121222222222111111222222221212222121226464Re 4,,26426426421()6441222411611112162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d gdu u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρμρμρμρμρ⋅⋅=⋅⋅=====⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==⋅⋅⨯=即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解：1）雷诺数μρud =Re其中31000kg m ρ-=⋅，11.0u m s -=⋅3252510d mm m -==⨯3110cp Ps s μ-==⋅故μρud=Re331000 1.0251010--⨯⨯⨯=25000=故为湍流。
2）要使管中水层流，则2000Re ≤即3310002510Re 200010m u--⨯⨯⋅=≤ 解得10.08um s -≤⋅7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程12221112u u H 22f p p z z g g g gρρ++=+++其中1210,2;z m z m ==121;0;ff p p u H gh===∑则22216.1510229.89.8u u =++⨯解得1）A-A ′截面处流量2uu =12.17u m s -=⋅2）qvAu ρ=其中232113.14(10010)44A d π-==⨯⨯⨯ 327.8510m -=⨯ 12.17u m s -=⋅33q 7.8510 2.17360061.32v m h-=⨯⨯⨯=8.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22p p z z g g g gρρ++=++其中21211,1H O z z p m gh ρ===11120.5,u m s p gh ρ-=⋅=221121220.2()0.5 2.00.1d u u m s d -==⨯=⋅220.520.1929.829.8h m ∆+==⨯⨯15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：12122,10;0z m z m u u ====123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHgp ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000210(4)9.898019.613332.212.0814.08 1.38815.4689.8980e e H g H gρ-++=++⨯=++=+=⨯3215.4682(5310)98040.655kw 102102e V H q P πρ-⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅===17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：1112z 0,z 50;0m p p ==-=209.8f H =205052.059.8e H =+= 52.053610008.05kw 1021020.63600e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯===⨯⨯19.解：取贮槽液面为1-1′截面，蒸发器内管路出口为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，11z 0,z 15;m ==1332a 0,2001013.6109.826656p 1209.8f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-=120266561524.979.89.81200e H =+-=⨯24.97201200 1.632kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，出口管路压力表所在液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 5.0;m ==2125a 40, 2.5.2.59.8 2.4510p 0.01p p kgf cm --==⨯==⨯忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =32362.23600(7610)4u π-==⨯⨯522.4510 2.20.25.010009.829.89.85.0250.250.0230.27e H ⨯=+++⨯⨯=+++=30.273610003.0kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯2） 3.04.3kw 1020.7e V H q Pρη⋅⋅===3）取贮槽液面为1-1′截面，水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22f p p z z H g g g gρρ++=+++其中：12z 0,z 4.8;m ==120,?p p ==忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =22 2.20.2(4.8)10009.849600pa29.89.8p =-++⨯⨯=-⨯ 得真空表的读数为49600vacPa P=23.解：1）取低位槽液面为1-1′截面高位槽液面为2-2′截面 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 20;m ==120,0p p ==5,20525fe HH ==+=w 259.8245J/kg e =⨯=2）在管路A 、B 截面间列伯努利方程得：22AB 22222222u u 22u 2u 2()()6()62A B A B A B A B fB A B A A B Hg H O H O Hg H O H O A B H O H Op p z z H g g g g p p L z z g g d g p p dg z z L g gp p gR g R p p g u ρρλρρλρρρρρρρρρρ++=+++-=-+=⨯⨯--+-=-⨯+⨯⨯-⨯+⨯-====1.03m s -⋅3）225 2.030.05100040.976102Pkw π⨯⨯⨯⨯==4）根据静力学基本方程式：2002222220222022(6)''(6)6()6'(6)6'()[13.6 1.211B H O Hg B Hg H O A H O B H O H O Hg A B H O H O Hg A Hg H O H O H O Hg A Hg H O Hg H O p g H gR p p gR p g H p gh p g g h R gR p p g gR gR p gR p g H g gR gRp p gR gH gR ρρρρρρρρρρρρρρρρρρρρ++=+⇒=+-++=++-+⇒=+-+⇒=+-++-+⇒-=-+-=⨯-⨯5(13.61)0.04]9.810001.5510ap +-⨯⨯⨯=⨯第三章 传热过程p105 ex1解：2332211411243901.011200001.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.0301150m W t t R t q ==--=++-=++-=∑∆=λδλδλδ120073.3)(1120300`-⋅⋅︒=+∑⇒+∑==W m C R R R R q12083.2901.073.3-⋅⋅︒=-=W m C Rex2解：141414141111()()22()2()()11()i ii m ii i i n i i i i ii n i T T T T Ar L L T T L T T r r rl r r r r l r φδδλπλππλλ++++--==∑∑--==-∑∑-196.138168.101413214.694.30139.01413007.0435.12.0788.016223.022514.32558507.0125552.012025161)35260(2-⋅==++=++⨯⨯=++-=m W l l l Lnn n πφEx4解：空气的定性温度220180T200C 2+==︒200℃时空气的物性参数为：30.746/Kg m ρ=2113.9110W m K λ---=⨯⋅⋅52.610a P s μ-=⨯⋅ 11.034Cp C KJ Kg -=⋅⋅︒ 115u m s -=⋅，450.0254150.7461.09102.610e du R ρμ-⨯⨯===⨯⨯3521.034102.6100.683.93110p r C P μλ--⨯⨯⨯===⨯0.80.3240.80.320.023()()3.931100.023(1.0910)0.680.025453.8er R P dW m Kλα-=⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ ex5解：水的定性温度C 3022040T ︒=+=30℃时水的物性参数为：3/7.995m Kg =ρ116176.0--⋅⋅=K m W λ s P a ⋅⨯=-51007.80μ14.174p C KJ Kg C -=⋅⋅︒4.08.0)()(023.0r e P R dλα=当11-⋅=s m u时，6.248681007.807.995102.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e41.56176.01007.8010174.453=⨯⨯⨯==-λμp r C PKm W ⋅=⨯⨯⨯=24.08.05.4583)41.5()6.24868(002.06176.0023.0α当0.3u =时58.7460⇒=μρdu R e ，此时，2000<Re<10000Cm W ︒⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯=28.158.01638)58.74601061(58.7460965.185.38023.0αex7解：甲烷的定性温度：C 75230120T︒=+=0℃条件下：3/717.0m Kg =ρ1103.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51003.1μ 117.1--⋅⋅=K Kg KJ C p由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取de0255.0019.03719.0019.043719.044422=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==ππππ润湿周边流体截面积e d7.177281003.1717.0100255.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 584.003.01003.110.153=⨯⨯⨯==-λμp r C P由于甲烷被冷却，3.0n =123.08.03.08.01.57851.077.2505176.1023.0)584.0()7.17728(0255.003.0023.0)()(023.0--⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==K m W P R d r e eλα若甲烷在管内流动：75.104411003.1717.010015.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e122.64--⋅⋅=K m W αEx81401525T C ∆=-=︒ ，21303397T C ∆=-=︒2121972553.19725m n n T T T C T l l T ∆-∆-∆===︒∆∆（逆流）在按照折流校正33150.16130151304053315P R -==--==-φ＝0.970.9753.151.5m T C ∆=⨯=︒ex9(1)()()13211187503080109.125.1-⋅=-⨯⨯⨯=-=s J T T c q p m φ(2)C T ︒=-=∆1020301 ，C T ︒=-=∆4040802C l T T l T T T n nm ︒=-=∆∆∆-∆=∆64.21410401212(3)123333000000251.010176.01021.002.0025.002.0025.045025.00025.002.01085.0025.0107.1111---⋅⋅=⨯+⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯=++++==W K m l R R d d d d K R ns si mi λδαα油 1291.3981--⋅⋅==K m W RK (4)274.1364.2191.395118750m t K A m=⨯=∆=φ若近似按平面壁计算，则26.45310176.01021.0450025.01085.01107.111113333000=⨯+⨯++⨯+⨯=++++==--K R R K R s si mi λδαα油211.12m A =ex10(1)m d 301016-⨯= ，m d i 31013-⨯= ，m 3105.1-⨯=δ)123330005.81011.0100414.010231.119015.144016105.110001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(2)12300006.14618015.144016105.110001316111---⋅⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i αλδα (3)()1233300078.85011.0100414.010616.019015.144016105.120001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i i αλδαex11解：(1)()()''''11212m p m p q c T T q C T T φ=-=-''2550p m p m C q C q = p m p m C q C q 2''= 5.926013560135.=-=∆nm l Tmp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ(2)()()''''21212m p m p q c t t q C t t φ=-=-()'2'1''70t t C q C q p m p m -= 35'2'1=-t t ，50'2=t81.693013530135=-=∆nm l t ，m p m m t k C q t k A ∆=∆=221270ϕ又流量及物性不变，21k k =2211707092.56475 1.855505069.83490.7m pm m pmq C k t A q C A k T ∆⨯====⨯∆ 855.11212==A A L L ，m L 855.12= ex12解：(1)()1123319302.8810(9050)2306360061.7610230644.75md pd mmm m q c T T KA t t t t Cφ=-=∆=⨯⨯⨯-=⨯⨯∆=⨯=⨯⨯∆∆=︒.903244.75903229.5m nt T tl t C --∆==-=︒ mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ()()()112123361.7610 4.229.5181.27910 4.6/md pd mh ph mh mh q c T T q c t t q q kg hφ=-=-⨯=⨯⨯-=⨯=吸收p1872ex 解：（1）33333120267.8211010010() 2.300.3410002.300 1.13510.2026A aA A A A aA P P C mol m C C P H mol m P H P *---*---*=⨯⨯===⇒===⨯ （2）73271000 4.895101.13510 1.8104.89510aA AP E P HM P x --*===⨯⨯⨯⨯=⨯（3）22.48310013.110895.457=⨯⨯==总P E m （4）总压提高一倍，E 、H 值均不变24210026.210895.4571=⨯⨯==P E m ex9．解：02329.002329.0102329.0102329.0645299564511=-=-==+=y y Y y第一解法：,12,12,1221,211,12121,1111,1,()min min 026.726.71.6526.71.6526.70.023850.0005426.7 1.65512864.814814.8/266.n Cn B n C n B n C n B n C n C q Y Y q X X q Y Y Y Y q X Y X q Y Y Y Y Y q X Y X X mol q X q kmol h **⎫-=⎪-⎪⎛⎫-⎪⇒= ⎪⎬ ⎪⎪⎝⎭=⎪⎪=⎭--=====⨯====又设又又366mh第二解法： 设吸收率为η则，()121Y Y η-=进气量设为h kg a /.,3512.5%.95%2910n B a a kmol q h η-=⨯=⨯,12111,1,,,,3,3,(1)()min 26.726.7512() 1.65()min 1.6526.7.5%2910.95%14814.8/266.0n C n B n C n C n Bn Bn C n C q Y Y Y Y Y q X q q q q a q a mq kmol h hηη*----=====⨯⨯⨯⨯===ex10．（1）02.01=Y0002.0%)991(12=-=Y Y 02=X当液气比为2.2时，,12,1210.020.00022.2n C n Bq Y Y q X X X --===-009.01=X111*2221212120.020.0090.0110.00020.0110.00020.0026950.011ln ln0.00020.020.00027.350.002695m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y *∆=-=-=∆=-=∆-∆-∆===∆∆--===∆（2）当液气比为1.25时，(3) 当X 2=0.00011时01595.000011.001584.0)(25.112211=+=+-=X Y Y X17.1501584.025.1%9902.01==⨯=OGN X03.19001040.00002.002.0=-=OG N(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，1,1221,21210.020.810.0040.020.001680%0.02n Cn B q Y Y Y Y q X Y Y Y Y η*--====--===ex11.03093.003.0103.01=-=Y21(198%)0.030930.020.0006Y Y =-=⨯=21,3,121,21,min 1,,1122,0 1.67273(13%)65.16.22.410303min 1.28 1.2898% 1.25441.281.254465.1681.74.81.74 1.5122.6.()65.16(0122.6n B n C n Bn C n C n C n BX q mol s q Y Y Y q X q mol s q mol s q X Y Y X q η----==⨯⨯-=⨯⎛⎫-===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭-=⨯==⨯==-+=⨯.030930.0006)0.016-=8.8003465.00006.003093.0003465.00006.001045.0ln0006.001045.0ln 0006.001045.0016.028.103093.0212121222111=-=∆-==-=∆∆∆-∆=∆=-=∆=⨯-=-=∆**mOG m Y Y Y N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y,65.160.65031.6760 1.08.80.6503 5.72n BOG Y OG OG q H K S H H N m ∂===⨯=⨯=⨯=12.(1)111222120.050.0526110.050.002630.002637110.0026361.2580.02033(100061.2)18y Y y y Y y X X ===--===--==-=111222121212,32.00.0526 2.00.020230.012140.0026370.012140.0026370.01214ln ln0.0026370.00950.00621.5270.05260.0026378.060.00620.55620.9522.410m OG mn B Y X Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y q ***-=∆=-=-⨯=∆=-=∆-∆-∆==∆∆==-=∆-===⨯⨯⨯12317329821.602.21.6020.7440.8457.79..V OG Y Y Y mol s q H K SK K mol m s ααπ-∂--====⨯⨯=（2）,12,12-1,0.05260.00263692.46980.02023=2.469821.602=53.35mol.s n C n B n C q Y Y q X X q -=--==⨯360035.531⨯=nX An=0.02023×53.35×3600=3885.37mol m=58×3885.37=225.4kg （1）另解：,12,120.05260.00263692.46980.02023n C n B q Y Y q X X -=--==气相传质单元数：,,12,,22,,1ln (1)1120.052602ln (1)2 2.46980.002637 2.46981 2.46988.028n B n B OGn B n C n C n C mq mq Y mX N mq q Y mY q q ⎡⎤-=-+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦-= m N H H OG OG 7474.0028.86===又22,,31221.60257.5..0.74744n B n B OGY Y SOG q q H K mol m s dK H sπ⋅====⋅⨯（3）若填料层增加3m ，则：m H H N OG OG 042.127474.09''===0011.0'4698.22'0526.0)4698.221(ln 4698.221122=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=Y Y N OG 又 液气比一定，则：12111,'2.4698,'0.02085'''0.0208553.3536004004.45n B Y Y X X n X q mol-====⨯⨯=则：kgm kg n m 9.64.22526.23226.232'58=-=∆==13解：（1）121210022.4320.0753100100022.4320.0753(10.98)0.00150.01960Y Y X X ⨯==-⨯=⨯-===1,,12,12,11,0.278100012.41.22.4()()12.41(0.07530.0015)(0.01960)46.72.0.84.n B n B n C n C n C q mol s q Y Y q X X q q mol s kg s ---⨯==-=-⨯-=-==（2）OG OG H H N =⋅Y 1=0.073 Y 2=0.0015 X 1=0.0196 X 2=0Y 1*=1.15X 1=0.0225 Y 2*=1.5X 2=011*1122()ln*0.0730.00250.00150.0180.0730.0025ln0.0015m Y Y *Y Y Y Y Y -⋅∆=----==-120.07530.00154.10.018OG mY Y N Y -=∆-==0.5100022.40.84526.414.10.845 3.46OG H m H m⨯===⨯=14解： （1）OGOGN H H =Y 1=0.025 Y 2=0.0045 X 1=0.008 X 2=0Y 1*=1.5X 1=0.012 Y 2*=1.5X 2=0008.00045.0012.0025.0ln0045.0012.0025.0*ln)(22*1111=---=---=∆⋅Y Y Y Y *Y Y Y m56.2008.00045.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y Nm H OG 91.356.210==（2）当003.0'2=Y 时12121,,1n C n BY Y Y Y q q X X'--==''-=-1003.0025.0008.00045.0025.0X0086.01='X0121.00086.05.1025.0111=⨯-=-=∆Y Y Y003.0222=-=∆Y Y Y0065.0003.00121.0ln003.00121.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m38.30065.0003.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y N3.91 3.3813.213.210 3.2OG OGH H N m H m'=⋅=⨯==-=第六章 精馏P244 ex2.(1),,,,,,n F n D n W n F F n D d n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,1001000.30950.05n D n Wn D n W q q q q =+⨯=⨯+⨯1,1,27.7872.22n D n W q kmol h q kmol h--=⋅⋅=⋅⋅(2),,,n L n L n F q q q δ'=+1,27.78 3.597.23n L q R D kmol h -=⋅=⨯=⋅1,97.23100197.23.n L q kmol h -'=+=1,,,97.2327.78125.01.n V n L n D q q q Kkmol h -=+=+= 1,,125.01.n V n V q q kmol h -'==(3),,,,, D ,n F n D n W n F Fn D n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,2352350.840.980.002n D n Wn D n Wq q q q =+⨯=+,,201.433.6n D n W q q ==1.-h kmol,1=R 1=δ ,201.4n L q =1,,,436.4.n L n L n F q q q kmol h -'=+=⋅,,,402.8n V n L n D q q q =+=1,,402.8.n V n V q q kmol h -'==⋅(4)23206.010554.0.2326.010554.0)19.46.068.24.0)(303.75(⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯-=δ094.1=(5)精:225.075.049.04311+=+=+++=x x R Xx R R y d进:⎪⎩⎪⎨⎧====---=2.10.18.011δδδδδδf x x y⎪⎩⎪⎨⎧-===+-=5.265.025.04x y x y x y f（6）2.04.02.02.15.015.1-=+=x y xx y42.0=δx 521.0=δy42.095.0521.095.01min min --=-R R30.4min =R（8）66.05.021.075.0+-=+=x y x y⇒ 66.05.15.01=-=-f x δδ44.031==f x δ 交点36.0=x 48.0=y898.015.0833.01==+=d x y x y10.20.3*1*11+=x x y 10.20.3898.0*1*1+=x x746.0*1=x6.0746.00898898.01*1010=--=--x x x x x806.01=x821.015.0806.0833.0=+⨯=y第八章 化学反应工程基本原理P340 （1）[][]112261058.2---⋅==⨯=-h p p hp p dtdp AAAAA133622221065.9450314.81058.2))(()())(()(---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯====-=-=-===h kmol m Rt k k c k Rt c k dtc d Rt c k dt Rt c d p k dtdp c Rt p v n nRt pv p c c p A A p A p AAA A[][]1131323132)(------⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=h kmol m h m kmol mkmol h m kmol c k Ac （2）%5.83)09.011(109.01)1(111110900.00000.10,0,0,24622=⨯+⨯-=+-==-+=-+===+→A A A AA A A A A y y y y x a a r s y y H H C H C δδ 或%5.83)09.011(109.01)1(1)1(0,0,0,0,=⨯+⨯-=+-=⇒+-=A A A A A A AA A A A A y y y y x x y x y y δδ3%98)0022.0411(1152.00022.01152.0)1(418881224122488)(6234)(64540,0,22232223223=⨯+⨯-=+-==--++=+++=+++=+++=+A A A AA A A y y y y x QO H N NO O NH Q O H N O NH Q O H NO O NH δδ副主设n 0=1，则n A0=0.11521393.0087.00473.12304.01129.00023.01152.00473.10022.0)98.01(1152.0)1()1(20,0,=⨯-=∆=-=∆=-=-=⇒-=O A AA A A A A n n y x n n nx n y设主反应消耗NH 3的量为Z ，副反应消耗NH 3的量为F1393.0F 43Z 451129.0F Z 4F )(6234 Z45Z )(64542223223＝＝Ｆ３副主++++=+++=+Q O H N O NH Q O H NO O NH%4.971129.011.0%5.951152.011.00029.011.0======⇒βφF Z5s q V t V R 25001.05.20===对于全混流反应器，121.0)350250(632.011)250(1)(1)(2503501250250=-=-=-=-=-==------e e F ee F et F et E tttττττ第九章 均相反应器（1）30st 60st 10ln 100ln 30t 99.011ln1t 9.011ln10311ln1t =∆==-=-=-=+→k k x k SR A A 级反应对于间歇操作反应器一（2）min16501.02.03.099.0t min1501.02.03.09.0t )1(x t 99900A=⨯⨯==⨯⨯=-=→+A A x kc RB A 级反应对于间歇操作反应器二（4）min50558.01111t)1(x )1(x t 20A0A===-=-=-=-=+→+t x x kc x kc SR B A A A A A A τττ二级反应对于全混流操作反应器级反应对于间歇操作反应器二（8）4.000200200000100,43)1ln(4141)11(11)1()(.4.15111110.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-===-==-+=-+==+→⎰⎰⎰-A A A A x AA A A x A A A AA x AAA V R A A A x x x kc dx x x kc x x c k dx c r dx c q V l mol RTp V n c a a r s y CO CH CHO CH A AA τδ（15）LL V x x k dx x x k x y x c k dx c r dx c q V c k P k r a a r s y CH H C H C R A Ax A A Ax AA A A A AA x AAA V R Ac A p A A A A AA 6.24610210233.110233.1)6.04.01ln2(10)11ln 2(1)11(11)1()(111110.12444000,000000,32283=⨯⨯⨯=⨯=-⨯=--=-+=+-=-====-=-+=-+==+→-⎰⎰⎰δτδ。
化学工程基础答案李德华
化学工程基础答案李德华【篇一：化学工程基础习题答案(武汉大学第二版)】 1.解：pvac?po ?p绝即13.3?10?3pa?98.7?10?3?po?p绝?p.4?10?3pa 绝?85pa?p?po?85.4?10?3pa?98.7?10?3pa??13.3?10pa?32.解：?de?4??(d1?d2)?70?d1??d2d12??2d23.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有u21?2d 1d 22?2若将直径减小一半，即d 1?u21?42即液体的流速为原流速的4倍.4.解：lu2hf????d2gl1u12hf1??1??d12ghf2l2u22??2??d22ghf2hf1l2u22?2??d22g?l1u12?1??d12g64?du????u2?4u1,l1?l2,d1?2d264?l2u22??d2u2?d22g?64?l1u12??d1u1?d12g64?l2u22??d2u2?d22g?(u2)2l64??1?2g2d2u2?2d24?111??2?21641?16hf2hf1hf2hf1hf2hf1hf2?16hf1即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解：1）雷诺数re??ud?其中??1000kg?m?3，u?1.0m?s?1d?25mm?25?10?3m??1cp?10?3ps?s故re??ud?1000?1.0?25?10?3? ?310?25000故为湍流。
2）要使管中水层流，则re?20001000?25?10?3m?u?2000 即re??310解得u?0.08m?s?17.解：取高位水槽液面为1-1′， a-a′截面为2-2′截面，由伯努利方程22p1u1p2u1z1???z2???hf ?g2g?g2g其中z1?10m,z2?2m;p1?p2;u1?0;hf??hgf2u216.15u2?则10?2? 2?9.89.8解得1）a-a′截面处流量u?u2u?2.17m?s?12）qv?au?其中a??d2??3.14?(100?10?3)2?7.85?10?3m2 u?2.17m?s?11414qv?7.85?10?3?2.17?3600?61.32m38.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???z2?? ?g2g?g2g其中z1?z2,p1?1mho??gh12u1?0.5m?s?1,p1??gh2 d120.2u2?2u1?()2?0.5?2.0m?s?1d20.10.5222?h???0.19m2?9.82?9.815.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中：z1?2m,z2?10m;u1?u2?0p1?pvac??100mmhg??13.6?103?9.8?0.1??13332.2pa p2?02??13332.219.61000?he?10?(?4?)?g9.898019.613332.2he?12.08???14.08?1.388?15.4689.8980?gp?he?qv???10215.468?2???(53?10?3)2?980102?0.655kw17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中：z1?0,z1?50m;p1?p2?0hf?he?50?20?52.05 9.8p?he?qv??52.05?36?1000??8.05kw 102?102?0.6?360019.解：取贮槽液面为1-1′截面，蒸发器内管路出口为2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中，z1?0,z1?15m;p1?0,p2??200?10?3?13.6?103?9.8??26656pa 12026656 he?15???24.979.89.8?1200h?q??24.97?20?1200p?ev??1.632kw102102?3600hf?20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，出口管路压力表所在液面为2-2′截面，由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中，z1?0,z2?5.0m;【篇二：化学工程基础实践周日志】>课程编号：095008课程名称：化学工程基础及实验学时/学分：(64+48)/(4+3)适用专业：化学先修课程：高等数学，普通物理，物理化学开课系或教研室：化学与化工系一、课程的性质与任务1．课程性质：化学工程基础是工程技术的一个分支，是一门探讨化工生产过程的基本规律、并应用这些规律解决生产实际问题的专业基础学科。
化学工程基础习题答案武汉大学第二版
化学工程基础习题第二章．P 69 1.解：o vacP P P =-绝3313.31098.710o Pa P P --⨯=⨯=-绝即 385.410P Pa -⇒=⨯绝 o a P P P =-33385.41098.71013.310Pa Pa Pa---=⨯-⨯=-⨯2.解：22121212444()70d d de d d d d ππππ-=⨯=-=+3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有221212d d u u =若将直径减小一半，即12d 2d =214u u ⇒=即液体的流速为原流速的4倍.4.解：gu d L H f 22⋅⋅=λ21111122222222f f L u H d gL u H d gλλ=⋅⋅=⋅⋅22222221111121121222222222111111222222221212222121226464Re 4,,26426426421()6441222411611112162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d gdu u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρμρμρμρμρ⋅⋅=⋅⋅=====⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==⋅⋅⨯=即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解：1）雷诺数μρud=Re其中31000kg m ρ-=⋅，11.0u m s -=⋅3252510d mm m -==⨯3110cp Ps s μ-==⋅故μρud=Re331000 1.0251010--⨯⨯⨯=25000=故为湍流。
2）要使管中水层流，则2000Re≤即3310002510Re 200010m u--⨯⨯⋅=≤ 解得10.08um s -≤⋅7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程12221112u u H 22fp p z z g g g gρρ++=+++其中1210,2;z m z m ==121;0;ff p p u H gh===∑则22216.1510229.89.8u u =++⨯解得1）A-A ′截面处流量2uu =12.17u m s -=⋅2）qvAu ρ=其中232113.14(10010)44A d π-==⨯⨯⨯ 327.8510m -=⨯ 12.17u m s -=⋅33q 7.8510 2.17360061.32v m h-=⨯⨯⨯=8.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22p p z z g g g gρρ++=++其中21211,1H O z z p m gh ρ===11120.5,u m s p gh ρ-=⋅=221121220.2()0.5 2.00.1d u u m s d -==⨯=⋅220.520.1929.829.8h m ∆+==⨯⨯15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：12122,10;0z m z m u u ====123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHgp ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000210(4)9.898019.613332.212.0814.08 1.38815.4689.8980e e H g H gρ-++=++⨯=++=+=⨯3215.4682(5310)98040.655kw 102102e V H q P πρ-⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅===17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：1112z 0,z 50;0m p p ==-=209.8f H =205052.059.8e H =+= 52.053610008.05kw 1021020.63600e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯===⨯⨯19.解：取贮槽液面为1-1′截面，蒸发器内管路出口为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，11z 0,z 15;m ==1332a 0,2001013.6109.826656p 1209.8f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-=120266561524.979.89.81200e H =+-=⨯24.97201200 1.632kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，出口管路压力表所在液面为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 5.0;m ==2125a 40, 2.5.2.59.8 2.4510p 0.01p p kgf cm --==⨯==⨯忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =32362.23600(7610)4u π-==⨯⨯522.4510 2.20.25.010009.829.89.85.0250.250.0230.27e H ⨯=+++⨯⨯=+++=30.273610003.0kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯2） 3.04.3kw 1020.7e V H q Pρη⋅⋅===3）取贮槽液面为1-1′截面，水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22fp p z z H g g g gρρ++=+++其中：12z 0,z 4.8;m ==120,?p p ==忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =22 2.20.2(4.8)10009.849600pa29.89.8p =-++⨯⨯=-⨯ 得真空表的读数为49600vacPa P=23.解：1）取低位槽液面为1-1′截面高位槽液面为2-2′截面 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 20;m ==120,0p p ==5,20525f e H H ==+= w 259.8245J/kg e =⨯=2）在管路A 、B 截面间列伯努利方程得：22AB 22222222u u 22u 2u 2()()6()62A B A B A B A B fB A B A A B Hg H O H O Hg H O H O A B H O H Op p z z H g g g gp p L z z g g d g p p dg z z L g gp p gR g R p p g u ρρλρρλρρρρρρρρρρ++=+++-=-+=⨯⨯--+-=-⨯+⨯⨯-⨯+⨯-====1.03m s -⋅3）225 2.030.05100040.976102Pkw π⨯⨯⨯⨯==4）根据静力学基本方程式：2002222220222022(6)''(6)6()6'(6)6'()[13.6 1.211B H O Hg B Hg H O A H O B H O H O Hg A B H O H O Hg A Hg H O H O H O Hg A Hg H O Hg H O p g H gR p p gR p g H p gh p g g h R gR p p g gR gR p gR p g H g gR gRp p gR gH gR ρρρρρρρρρρρρρρρρρρρρ++=+⇒=+-++=++-+⇒=+-+⇒=+-++-+⇒-=-+-=⨯-⨯5(13.61)0.04]9.810001.5510ap +-⨯⨯⨯=⨯第三章 传热过程p105 ex1解：2332211411243901.011200001.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.0301150m W t t R t q ==--=++-=++-=∑∆=λδλδλδ120073.3)(1120300`-⋅⋅︒=+∑⇒+∑==W m C R R R R q12083.2901.073.3-⋅⋅︒=-=W m C Rex2解：141414141111()()22()2()()11()i ii m ii i i n i i i i ii n iT T T T Ar L L T T L T T r r rl r r r r l r φδδλπλππλλ++++--==∑∑--==-∑∑-196.138168.101413214.694.30139.01413007.02.01622514.32558507.0125552.012025161)35260(2-⋅==++=++⨯⨯=++-=m W l l l Lnn n πφEx4解：空气的定性温度220180T200C 2+==︒200℃时空气的物性参数为：30.746/Kg m ρ=2113.9110W m K λ---=⨯⋅⋅52.610a P s μ-=⨯⋅ 11.034C p C KJ Kg -=⋅⋅︒ 115u m s -=⋅，450.0254150.7461.09102.610e du R ρμ-⨯⨯===⨯⨯3521.034102.6100.683.93110p r C P μλ--⨯⨯⨯===⨯0.80.3240.80.320.023()()3.931100.023(1.0910)0.680.025453.8er R P dW m Kλα-=⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ ex5解：水的定性温度C 3022040T ︒=+=30℃时水的物性参数为：3/7.995m Kg =ρ116176.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51007.80μ14.174p C KJ Kg C -=⋅⋅︒4.08.0)()(023.0r e P R dλα=当11-⋅=s m u时，6.248681007.807.995102.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e41.56176.01007.8010174.453=⨯⨯⨯==-λμp r C PKm W ⋅=⨯⨯⨯=24.08.05.4583)41.5()6.24868(002.06176.0023.0α当0.3u =时58.7460⇒=μρdu R e ，此时，2000<Re<10000Cm W ︒⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯=28.158.01638)58.74601061(58.7460965.185.38023.0αex7解：甲烷的定性温度：C 75230120T︒=+=0℃条件下：3/717.0m Kg =ρ1103.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51003.1μ 117.1--⋅⋅=K Kg KJ C p由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取de0255.0019.03719.0019.043719.044422=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==ππππ润湿周边流体截面积e d7.177281003.1717.0100255.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 584.003.01003.110.153=⨯⨯⨯==-λμp r C P由于甲烷被冷却，3.0n=123.08.03.08.01.57851.077.2505176.1023.0)584.0()7.17728(0255.003.0023.0)()(023.0--⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==K m W P R d r e eλα若甲烷在管内流动：75.104411003.1717.010015.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e122.64--⋅⋅=K m W αEx81401525T C ∆=-=︒ ，21303397T C ∆=-=︒2121972553.19725m n n T T T C l l T ∆-∆-∆===︒∆（逆流）在按照折流校正33150.16130151304053315P R -==--==-φ＝0.970.9753.151.5m T C ∆=⨯=︒ex9(1)()()13211187503080109.125.1-⋅=-⨯⨯⨯=-=s J T T c q p m φ(2)C T ︒=-=∆1020301 ，C T ︒=-=∆4040802 C l T T l T T T n nm ︒=-=∆∆∆-∆=∆64.21410401212(3)123333000000251.010176.01021.002.0025.002.0025.045025.00025.002.01085.0025.0107.1111---⋅⋅=⨯+⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯=++++==W K m l R R d d d d K R ns si mi λδαα油 1291.3981--⋅⋅==K m W RK (4)274.1364.2191.395118750m t K A m=⨯=∆=φ若近似按平面壁计算，则26.45310176.01021.0450025.01085.01107.111113333000=⨯+⨯++⨯+⨯=++++==--K R R K R s si mi λδαα油211.12m A =ex10(1)m d 301016-⨯= ，m d i 31013-⨯= ，m 3105.1-⨯=δ)123330005.81011.0100414.010231.119015.144016105.110001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(2)12300006.14618015.144016105.110001316111---⋅⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(3))1233300078.85011.0100414.010616.019015.144016105.120001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i i αλδαex11解：(1)()()''''11212m p m p q c T T q C T T φ=-=-''2550p m p m C q C q = p m p m C q C q 2''= 5.926013560135.=-=∆nm l Tmp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ(2)()()''''21212m p m p q c t t q C t t φ=-=-()'2'1''70t t C q C q p m p m -=35'2'1=-t t ，50'2=t81.693013530135=-=∆nm l t ，m p m m t k C q t k A ∆=∆=221270ϕ又流量及物性不变，21k k =2211707092.56475 1.855505069.83490.7m pm m pmq C k t A q C A k T ∆⨯====⨯∆ 855.11212==A A L L ，m L 855.12= ex12解：(1)()1123319302.8810(9050)2306360061.7610230644.75md pd mmm m q c T T KA t t t t Cφ=-=∆=⨯⨯⨯-=⨯⨯∆=⨯=⨯⨯∆∆=︒.903244.75903229.5m nt T tl t C --∆==-=︒ mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ()()()112123361.7610 4.229.5181.27910 4.6/md pd mh ph mh mh q c T T q c t t q q kg hφ=-=-⨯=⨯⨯-=⨯=吸收p1872ex 解：（1）33333120267.8211010010() 2.300.3410002.300 1.13510.2026A aA A A A a A P P C mol m C C P H mol m P H P *---*---*=⨯⨯===⇒===⨯ （2）73271000 4.895101.13510 1.8104.89510aA AP E P HM P x --*===⨯⨯⨯⨯=⨯（3）22.48310013.110895.457=⨯⨯==总P E m （4）总压提高一倍，E 、H 值均不变24210026.210895.4571=⨯⨯==P E m ex9．解：02329.002329.0102329.0102329.0645299564511=-=-==+=y y Y y第一解法：,12,12,1221,211,12121,1111,1,()min min 026.726.71.6526.71.6526.70.023850.0005426.7 1.65512864.814814.8/266.n Cn B n C n B n C n B n C n C q Y Y q X X q Y Y Y Y q X Y X q Y Y Y Y Y q X Y X X mol q X q kmol h **⎫-=⎪-⎪⎛⎫-⎪⇒= ⎪⎬ ⎪⎪⎝⎭=⎪⎪=⎭--=====⨯====又设又又366mh第二解法： 设吸收率为η则，()121Y Y η-=进气量设为h kg a /.,3512.5%.95%2910n B a a kmol q h η-=⨯=⨯,12111,1,,,,3,3,(1)()min 26.726.7512() 1.65()min 1.6526.7.5%2910.95%14814.8/266.0n C n B n C n C n Bn Bn C n C q Y Y Y Y Y q X q q q q a q a mq kmol h hηη*----=====⨯⨯⨯⨯===ex10．（1）02.01=Y0002.0%)991(12=-=Y Y 02=X当液气比为2.2时，,12,1210.020.00022.2n C n Bq Y Y q X X X --===-009.01=X111*2221212120.020.0090.0110.00020.0110.00020.0026950.011ln ln0.00020.020.00027.350.002695m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y *∆=-=-=∆=-=∆-∆-∆===∆∆--===∆（2）当液气比为1.25时，(3) 当X 2=0.00011时01595.000011.001584.0)(25.112211=+=+-=X Y Y X17.1501584.025.1%9902.01==⨯=OGN X03.19001040.00002.002.0=-=OG N(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，1,1221,21210.020.810.0040.020.001680%0.02n Cn B q Y Y Y Y q X Y Y Y Y η*--====--===ex11.03093.003.0103.01=-=Y21(198%)0.030930.020.0006Y Y =-=⨯=21,3,121,21,min 1,,1122,01.67273(13%)65.16.22.410303min 1.28 1.2898% 1.25441.281.254465.1681.74.81.74 1.5122.6.()65.16(0122.6n B n C n Bn C n C n C n BX q mol s q Y Y Y q X q mol s q mol s q X Y Y X q η----==⨯⨯-=⨯⎛⎫-===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭-=⨯==⨯==-+=⨯.030930.0006)0.016-=8.8003465.00006.003093.0003465.00006.001045.0ln0006.001045.0ln 0006.001045.0016.028.103093.0212121222111=-=∆-==-=∆∆∆-∆=∆=-=∆=⨯-=-=∆**mOG m Y Y Y N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y,65.160.650360 1.08.80.6503 5.72n BOG Y OG OG q H K S H H N m ∂===⨯=⨯=⨯=12.(1)111222120.050.0526110.050.002630.002637110.0026361.2580.02033(100061.2)18y Y y y Y y X X ===--===--==-=111222121212,32.00.0526 2.00.020230.012140.0026370.012140.0026370.01214ln ln0.0026370.00950.00621.5270.05260.0026378.060.00620.55620.9522.410m OG mn B Y X Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y q ***-=∆=-=-⨯=∆=-=∆-∆-∆==∆∆==-=∆-===⨯⨯⨯12317329821.602.21.6020.7440.8457.79..V OG Y Y Y mol s q H K SK K mol m s ααπ-∂--====⨯⨯=（2）,12,12-1,0.05260.00263692.46980.02023=2.469821.602=53.35mol.s n C n B n C q Y Y q X X q -=--==⨯360035.531⨯=nX An=0.02023×53.35×3600=3885.37mol m=58×3885.37=225.4kg （1）另解：,12,120.05260.00263692.46980.02023n C n B q Y Y q X X -=--==气相传质单元数：,,12,,22,,1ln (1)1120.052602ln (1)2 2.46980.002637 2.46981 2.46988.028n B n B OGn B n C n C n C mq mq Y mX N mq q Y mY q q ⎡⎤-=-+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦-= m N H H OG OG 7474.0028.86===又22,,31221.60257.5..0.74744n B n B OGY Y SOG q q H K mol m s dK H sπ⋅====⋅⨯（3）若填料层增加3m ，则：m H H N OG OG 042.127474.09''===0011.0'4698.22'0526.0)4698.221(ln 4698.221122=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=Y Y N OG 又 液气比一定，则：12111,'2.4698,'0.02085'''0.0208553.3536004004.45n B Y Y X X n X q mol-====⨯⨯=则：kgm kg n m 9.64.22526.23226.232'58=-=∆==13解：（1）121210022.4320.0753100100022.4320.0753(10.98)0.00150.01960Y Y X X ⨯==-⨯=⨯-===1,,12,12,11,0.278100012.41.22.4()()12.41(0.07530.0015)(0.01960)46.72.0.84.n B n B n C n C n C q mol s q Y Y q X X q q mol s kg s ---⨯==-=-⨯-=-==（2）OG OG H H N =⋅Y 1=0.073 Y 2=0.0015 X 1=0.0196 X 2=0Y 1*=1.15X 1=0.0225 Y 2*=1.5X 2=011*1122()ln*0.0730.00250.00150.0180.0730.0025ln0.0015m Y Y *Y Y Y Y Y -⋅∆=----==-120.07530.00154.10.018OG mY Y N Y -=∆-==0.5100022.40.84526.414.10.845 3.46OG H m H m⨯===⨯=14解： （1）OGOGN H H =Y 1=0.025 Y 2=0.0045 X 1=0.008 X 2=0Y 1*=1.5X 1=0.012 Y 2*=1.5X 2=0008.00045.0012.0025.0ln0045.0012.0025.0*ln)(221111=---=---=∆⋅Y Y Y Y *Y Y Y m56.2008.00045.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y Nm H OG 91.356.210==（2）当003.0'2=Y 时 12121,,1n C n BY Y Y Y q q X X '--==''-=-1003.0025.0008.00045.0025.0X0086.01='X0121.00086.05.1025.0111=⨯-=-=∆Y Y Y003.0222=-=∆Y Y Y 0065.0003.00121.0ln003.00121.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m38.30065.0003.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y N3.91 3.3813.213.210 3.2OG OGH H N m H m'=⋅=⨯==-=第六章 精馏P244 ex2.(1),,,,,,n F n D n W n F F n D d n W wq q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩ ,,,,1001000.30950.05n D n Wn D n W q q q q =+⨯=⨯+⨯1,1,27.7872.22n D n W q kmol h q kmol h--=⋅⋅=⋅⋅(2),,,n L n L n F q q q δ'=+1,27.78 3.597.23n L q R D kmol h -=⋅=⨯=⋅1,97.23100197.23.n L q kmol h -'=+=1,,,97.2327.78125.01.n V n L n D q q q Kkmol h -=+=+= 1,,125.01.n V n V q q kmol h -'==(3),,,,, D ,n F n D n W n F Fn D n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,2352350.840.980.002n D n Wn D n Wq q q q =+⨯=+,,201.433.6n D n W q q ==1.-h kmol,1=R 1=δ,201.4n L q =1,,,436.4.n L n L n F q q q kmol h -'=+=⋅,,,402.8n V n L n D q q q =+=1,,402.8.n V n V q q kmol h -'==⋅(4)23206.010554.0.2326.010554.0)19.46.068.24.0)(303.75(⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯-=δ094.1=(5)精:225.075.049.04311+=+=+++=x x R X x R R y d进:⎪⎩⎪⎨⎧====---=2.10.18.011δδδδδδf x x y⎪⎩⎪⎨⎧-===+-=5.265.025.04x y x y x y f（6）2.04.02.02.15.015.1-=+=x y xx y42.0=δx 521.0=δy 42.095.0521.095.01min min --=-R R30.4min =R（8）66.05.021.075.0+-=+=x y x y⇒ 66.05.15.01=-=-f x δδ44.031==f x δ 交点36.0=x 48.0=y898.015.0833.01==+=d x y x y10.20.3*1*11+=x x y 10.20.3898.0*1*1+=x x746.0*1=x6.0746.00898898.01*1010=--=--x x x x x806.01=x821.015.0806.0833.0=+⨯=y第八章 化学反应工程基本原理P340 （1）[][]112261058.2---⋅==⨯=-h p p hp p dtdp AAAAA133622221065.9450314.81058.2))(()())(()(---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯====-=-=-===h kmol m Rt k k c k Rt c k dtc d Rt c k dt Rt c d p k dtdp c Rt p v n nRt pv p c c p A A p A p AAA A[][]1131323132)(------⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=h kmol m h m kmol mkmol h m kmol c k Ac （2）%5.83)09.011(109.01)1(111110900.00000.10,0,0,24622=⨯+⨯-=+-==-+=-+===+→A A A AA A A A A y y y y x a a r s y y H H C H C δδ 或%5.83)09.011(109.01)1(1)1(0,0,0,0,=⨯+⨯-=+-=⇒+-=A A A A A A AA A A A A y y y y x x y x y y δδ3%98)0022.0411(1152.00022.01152.0)1(418881224122488)(6234)(64540,0,22232223223=⨯+⨯-=+-==--++=+++=+++=+++=+A A A AA A A y y y y x QO H N NO O NH Q O H N O NH Q O H NO O NH δδ副主设n 0=1，则n A0=0.11521393.0087.00473.12304.01129.00023.01152.00473.10022.0)98.01(1152.0)1()1(20,0,=⨯-=∆=-=∆=-=-=⇒-=O A AA A A A A n n y x n n nx n y设主反应消耗NH 3的量为Z ，副反应消耗NH 3的量为F1393.0F 43Z 451129.0F Z 4F )(6234 Z45Z )(64542223223＝＝Ｆ３副主++++=+++=+Q O H N O NH Q O H NO O NH%4.971129.011.0%5.951152.011.00029.011.0======⇒βφF Z5s q V t V R 25001.05.20===对于全混流反应器，121.0)350250(632.011)250(1)(1)(2503501250250=-=-=-=-=-==------ee F ee F et F et E tttττττ第九章 均相反应器（1）30st 60st 10ln 100ln 30t 99.011ln1t 9.011ln10311ln1t =∆==-=-=-=+→k k x k SR A A级反应对于间歇操作反应器一（2）min16501.02.03.099.0t min1501.02.03.09.0t )1(x t 99900A=⨯⨯==⨯⨯=-=→+A A x kc RB A 级反应对于间歇操作反应器二（4）min50558.01111t )1(x )1(x t 20A0A===-=-=-=-=+→+t x x kc x kc SR B A A A A A A τττ二级反应对于全混流操作反应器级反应对于间歇操作反应器二（8）4.00020000000100,43)1ln(4141)11(11)1()(.4.15111110.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-===-==-+=-+==+→⎰⎰⎰-A A A A x AA A A x A A A AA x AAA V R A A A x x x kc dx x x kc x x c k dx c r dx c q V l m ol RTp V n c a a r s y CO CH CHO CH A AA τδ（15）LL V x x k dx x x k x y k dx c r dx c q V c k P k r a a r s y CH H C H C R A Ax A A Ax AA A A A AA x AAA V R Ac A p A A A A AA 6.24610210233.110233.1)6.04.01ln2(10)11ln 2(1)11(11)(111110.12444000,000000,32283=⨯⨯⨯=⨯=-⨯=--=-+=+=-====-=-+=-+==+→-⎰⎰⎰δτδ。
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。
化学工程基础习题答案（武汉大学__第二版）.doc
化学⼯程基础习题答案（武汉⼤学__第⼆版）.doc 化学⼯程基础习题即13.3x10-3Pa = 98.7x 10⼀3 = ￡ _乌=> P,.. = 85.4 x 10-3PaP“ = P-P°=85.4x10喝⼀98.7x10打⼝=-13.3⼜10-3户。
2.解：￡ j2 _￡ j2A 1 A 2de = 4x -----------—=（《-L） = 707td A + 7rd2~3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有甜直径减⼩⼀半，即% =2n"/ =4即液体的流速为原流速的4倍.4.解：r 2// =2- —7 d 2g16j2%：.云五 "fi 久.必.竺d 、2gu 2 = 4坊,L i= L^d j= 2d 264// L 2 W 22■?. —Hf2 _d*2P d? 2g Hj\ 64// L 、妒炯p 由2g64" L 2 U 22I ⼀ ? — . ~H ⼝ _d 必% 2g"投 q T ('杼 64/z L] 4 -77~i~Z 章 ~^g~ 2d 、⼀UcP 2 o ⼀4 - H f2 H ⼋% =16%6. 解:1)雷濒Re = M其中 p - 1000kg - /n -3, u = 1.0/n s"1cl = 25mm = 25x10-3 m "-\cp - 10-3 Ps - s故Re?即产⽣的剧损失为原来的16倍。
10()0x1.0x25x10—310—3=25000岫湍流。
2)要使管中⽔层流，则Re < 2000c 1000x 25x 10⼀'m -u _ ___ 即 Re = --------------- z ---------- < 2000< 0.08/??-.v -17.解：取⾼位⽔槽液⾯为1-1',A-A ，截⾯为2-2,截⾯，由伯努利⽅程P 、 U ： p, U ； TT z. + —+ —L = Zo + —+ —L + H fPg 2g _pg 2g其中％ = 10/n,z 2 = 2m;5 - Wo 16.15i/2 则 10 = 2 + — + -----------2x9.8 9.81)A-A ，截⾯处流量〃 =U 2u = 2.17m ?$T2)q v =Aup其中 A ==-x3.14x(100xl0~3)244= 7.85x10-3 次 u = 2.17m-5^'q r =7.85xl0-3x2.17x3600 = 61.32^8.解：对Id 截⾯和2-2'截⾯，由伯努利⽅程得Pi U|p, U|^+―+ —= Zo+ —+ —Pg 2g ~ pg 2gPl =P2；〃1 =°；H,Xh fgPgh\Pl%oW] = 0.5m ?sT,P] = pglv.—但 u. = (^^)2 x 0.5 = 2.0m ? 5-1d ； 10.1■o 52 22△/? + —^― = — = 0.19s2x9.8 2x9.815.解：液⾯为1-1，截⾯，⾼位槽液⾯为2-2,截⾯, 由伯努利⽅程得2m, Zo = 10m ； "| = w 2P } =p vac =-i00mmHg=⼀ 13.6 x 1 O’ x 9.8 x 0.1 = -13332.2p aP 2 =0c -13332.2 〃 5 19.6 』1000、 2 + ------------- + H, =10 + (——+ 4x ---------- ) pg c 9.8 980 H c =12.08 + 业 +133322= 14.08 +1.388 = 15.468 e9.8 980⼝15.468X 2X -X (53X 10~3)2X 980P = ⼟⼼= ------------------------ 4 --------------------------= 0.655kw 102 102 17.解：取⽔池液⾯为T 截⾯，⾼位截⾯为2-2,截⾯，由伯努利⽅程得4+⼋+3+乩=泰+咨乏+"Pg 2g ~ pg 2g其中：Z] =0,Z] =50m;P[—外=0H -20/ 〃⼚ 79.8H =50 +史= 52.05 e 9.819.解：取贮槽液⾯为T 截⾯，蒸发器内管路出⼝为2-2'截⾯, 由伯努利⽅程得= 1.632kw363600 x % (76x10—3 ⼫= 2.2= 5.0 + = 3.0kw9 9p 、 ur Tr p, ur __ —+ — + H C =Zo+ — + — + // Pg 2g - pg 2g其中，Z] = 0, Z] = 15m;Pl = 0, p 2 = -200 X10⼀3 x 13.6 X1 ()3 X 9.8 = -26656p aH /=l2%.8"5 + 器兀= 24.97p _ H< , q 、，, P _ 24.97 x20xl 200 -K)2-102x360020.解，1)取贮⽔池液⾯为1-1'截⾯,出⼝管路压⼒表所在液⾯为2-2,截⾯, 由伯努利⽅程得P\ U ) 廿 p. U, …^+ —+— + //=^+ — + — + //.pg 2g '?pg 2g其中，z t =0,z o =5.0m;1 ■Pi =0, p 2 = 2.5kgf.cm忽略出⽔管路⽔泵⾄压⼒表之间的阻⼒损失，则：衡算系统的阻⼒损失主要为吸⼊管路的阻⼒损失: -0.2/⼚ 79.82.45 xIO 5 2.22 0.2 -------------- 1 ---------- 1 --- 1000x9.8 2x9.8 9.8=5.0 + 25 + 0.25 + 0.02 = 30.27H (，qv , P _ 30.27x36xl000 ~102- — ~102x36005* 喑= 4.3kw3)液⾯为Hl z 截⾯，⽔WA 管路上真空藏液⾯为2-2,截⾯,2.5x9.8 0.0 L= 2.45x1 ()5 Pa由伯努利⽅程得9 9U7 U~ ..z}+ — + — = z^ — ^ — + H fPg 2g ~ pg 2gPl其中$ Zj =0,z2 =4.8m;Pi = 0, P? = ?忽略进⽔管路⽔泵中真空表⾄⽔泵之间的阻⼒损失,则：衡算系统的阻⼒损失为吸⼊管路的阻⼒损失：H -o.y”⼚79.8p, ——(4.8 +2.222x9.80 2+ —)x1000x9.8 = -49600pa得真空表的读数为p = 49600P。
化学工程基础习题答案武汉大学第二版
化学工程基础习题第二章．P 69 1.解：o vacP P P =-绝3313.31098.710o Pa P P --⨯=⨯=-绝即 385.410P Pa -⇒=⨯绝o a P P P =-33385.41098.71013.310Pa Pa Pa---=⨯-⨯=-⨯2.解：22121212444()70d d de d d d d ππππ-=⨯=-=+3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有221212d d u u =若将直径减小一半，即12d 2d =214u u ⇒=即液体的流速为原流速的4倍.4.解：gu d L H f 22⋅⋅=λ21111122222222f f L u H d gL u H d gλλ=⋅⋅=⋅⋅22222221111121121222222222111111222222221212222121226464Re 4,,26426426421()6441222411611112162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d gdu u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρμρμρμρμρ⋅⋅=⋅⋅=====⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==⋅⋅⨯=即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解：1）雷诺数μρud =Re其中31000kg m ρ-=⋅，11.0u m s -=⋅3252510d mm m -==⨯3110cp Ps s μ-==⋅故μρud=Re331000 1.0251010--⨯⨯⨯=25000=故为湍流。
2）要使管中水层流，则2000Re ≤即3310002510Re 200010m u--⨯⨯⋅=≤ 解得10.08um s -≤⋅7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程12221112u u H 22f p p z z g g g gρρ++=+++其中1210,2;z m z m ==121;0;ff p p u H gh===∑则22216.1510229.89.8u u =++⨯解得1）A-A ′截面处流量2uu =12.17u m s -=⋅2）qvAu ρ=其中232113.14(10010)44A d π-==⨯⨯⨯ 327.8510m -=⨯ 12.17u m s -=⋅33q 7.8510 2.17360061.32v m h-=⨯⨯⨯=8.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22p p z z g g g gρρ++=++其中21211,1H O z z p m gh ρ===11120.5,u m s p gh ρ-=⋅=221121220.2()0.5 2.00.1d u u m s d -==⨯=⋅220.520.1929.829.8h m ∆+==⨯⨯15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：12122,10;0z m z m u u ====123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHgp ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000210(4)9.898019.613332.212.0814.08 1.38815.4689.8980e e H g H gρ-++=++⨯=++=+=⨯3215.4682(5310)98040.655kw 102102e V H q P πρ-⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅===17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中：1112z 0,z 50;0m p p ==-=209.8f H =205052.059.8e H =+= 52.053610008.05kw 1021020.63600e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯===⨯⨯19.解：取贮槽液面为1-1′截面，蒸发器内管路出口为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，11z 0,z 15;m ==1332a 0,2001013.6109.826656p 1209.8f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-=120266561524.979.89.81200e H =+-=⨯24.97201200 1.632kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，出口管路压力表所在液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 5.0;m ==2125a 40, 2.5.2.59.8 2.4510p 0.01p p kgf cm --==⨯==⨯忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =32362.23600(7610)4u π-==⨯⨯522.4510 2.20.25.010009.829.89.85.0250.250.0230.27e H ⨯=+++⨯⨯=+++=30.273610003.0kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯2） 3.04.3kw 1020.7e V H q Pρη⋅⋅===3）取贮槽液面为1-1′截面，水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22f p p z z H g g g gρρ++=+++其中：12z 0,z 4.8;m ==120,?p p ==忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =22 2.20.2(4.8)10009.849600pa29.89.8p =-++⨯⨯=-⨯ 得真空表的读数为49600vacPa P=23.解：1）取低位槽液面为1-1′截面高位槽液面为2-2′截面 由伯努利方程得12221112u u 22e fp p z H z H g g g gρρ+++=+++其中，12z 0,z 20;m ==120,0p p ==5,20525fe HH ==+=w 259.8245J/kg e =⨯=2）在管路A 、B 截面间列伯努利方程得：22AB 22222222u u 22u 2u 2()()6()62A B A B A B A B fB A B A A B Hg H O H O Hg H O H O A B H O H Op p z z H g g g g p p L z z g g d g p p dg z z L g gp p gR g R p p g u ρρλρρλρρρρρρρρρρ++=+++-=-+=⨯⨯--+-=-⨯+⨯⨯-⨯+⨯-====1.03m s -⋅3）225 2.030.05100040.976102Pkw π⨯⨯⨯⨯==4）根据静力学基本方程式：2002222220222022(6)''(6)6()6'(6)6'()[13.6 1.211B H O Hg B Hg H O A H O B H O H O Hg A B H O H O Hg A Hg H O H O H O Hg A Hg H O Hg H O p g H gR p p gR p g H p gh p g g h R gR p p g gR gR p gR p g H g gR gRp p gR gH gR ρρρρρρρρρρρρρρρρρρρρ++=+⇒=+-++=++-+⇒=+-+⇒=+-++-+⇒-=-+-=⨯-⨯5(13.61)0.04]9.810001.5510ap +-⨯⨯⨯=⨯第三章 传热过程p105 ex1解：2332211411243901.011200001.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.0301150m W t t R t q ==--=++-=++-=∑∆=λδλδλδ120073.3)(1120300`-⋅⋅︒=+∑⇒+∑==W m C R R R R q12083.2901.073.3-⋅⋅︒=-=W m C Rex2解：141414141111()()22()2()()11()i ii m ii i i n i i i i ii n i T T T T Ar L L T T L T T r r rl r r r r l r φδδλπλππλλ++++--==∑∑--==-∑∑-196.138168.101413214.694.30139.01413007.0435.12.0788.016223.022514.32558507.0125552.012025161)35260(2-⋅==++=++⨯⨯=++-=m W l l l Lnn n πφEx4解：空气的定性温度220180T200C 2+==︒200℃时空气的物性参数为：30.746/Kg m ρ=2113.9110W m K λ---=⨯⋅⋅52.610a P s μ-=⨯⋅ 11.034Cp C KJ Kg -=⋅⋅︒ 115u m s -=⋅，450.0254150.7461.09102.610e du R ρμ-⨯⨯===⨯⨯3521.034102.6100.683.93110p r C P μλ--⨯⨯⨯===⨯0.80.3240.80.320.023()()3.931100.023(1.0910)0.680.025453.8er R P dW m Kλα-=⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ ex5解：水的定性温度C 3022040T ︒=+=30℃时水的物性参数为：3/7.995m Kg =ρ116176.0--⋅⋅=K m W λ s P a ⋅⨯=-51007.80μ14.174p C KJ Kg C -=⋅⋅︒4.08.0)()(023.0r e P R dλα=当11-⋅=s m u时，6.248681007.807.995102.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e41.56176.01007.8010174.453=⨯⨯⨯==-λμp r C PKm W ⋅=⨯⨯⨯=24.08.05.4583)41.5()6.24868(002.06176.0023.0α当0.3u =时58.7460⇒=μρdu R e ，此时，2000<Re<10000Cm W ︒⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯=28.158.01638)58.74601061(58.7460965.185.38023.0αex7解：甲烷的定性温度：C 75230120T︒=+=0℃条件下：3/717.0m Kg =ρ1103.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51003.1μ 117.1--⋅⋅=K Kg KJ C p由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取de0255.0019.03719.0019.043719.044422=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==ππππ润湿周边流体截面积e d7.177281003.1717.0100255.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 584.003.01003.110.153=⨯⨯⨯==-λμp r C P由于甲烷被冷却，3.0n =123.08.03.08.01.57851.077.2505176.1023.0)584.0()7.17728(0255.003.0023.0)()(023.0--⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==K m W P R d r e eλα若甲烷在管内流动：75.104411003.1717.010015.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e122.64--⋅⋅=K m W αEx81401525T C ∆=-=︒ ，21303397T C ∆=-=︒2121972553.19725m n n T T T C T l l T ∆-∆-∆===︒∆∆（逆流）在按照折流校正33150.16130151304053315P R -==--==-φ＝0.970.9753.151.5m T C ∆=⨯=︒ex9(1)()()13211187503080109.125.1-⋅=-⨯⨯⨯=-=s J T T c q p m φ(2)C T ︒=-=∆1020301 ，C T ︒=-=∆4040802C l T T l T T T n nm ︒=-=∆∆∆-∆=∆64.21410401212(3)123333000000251.010176.01021.002.0025.002.0025.045025.00025.002.01085.0025.0107.1111---⋅⋅=⨯+⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯=++++==W K m l R R d d d d K R ns si mi λδαα油 1291.3981--⋅⋅==K m W RK (4)274.1364.2191.395118750m t K A m=⨯=∆=φ若近似按平面壁计算，则26.45310176.01021.0450025.01085.01107.111113333000=⨯+⨯++⨯+⨯=++++==--K R R K R s si mi λδαα油211.12m A =ex10(1)m d 301016-⨯= ，m d i 31013-⨯= ，m 3105.1-⨯=δ)123330005.81011.0100414.010231.119015.144016105.110001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα(2)12300006.14618015.144016105.110001316111---⋅⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i αλδα (3)()1233300078.85011.0100414.010616.019015.144016105.120001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝++=K m W d d d d K m i i i αλδαex11解：(1)()()''''11212m p m p q c T T q C T T φ=-=-''2550p m p m C q C q = p m p m C q C q 2''= 5.926013560135.=-=∆nm l Tmp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ(2)()()''''21212m p m p q c t t q C t t φ=-=-()'2'1''70t t C q C q p m p m -= 35'2'1=-t t ，50'2=t81.693013530135=-=∆nm l t ，m p m m t k C q t k A ∆=∆=221270ϕ又流量及物性不变，21k k =2211707092.56475 1.855505069.83490.7m pm m pmq C k t A q C A k T ∆⨯====⨯∆ 855.11212==A A L L ，m L 855.12= ex12解：(1)()1123319302.8810(9050)2306360061.7610230644.75md pd mmm m q c T T KA t t t t Cφ=-=∆=⨯⨯⨯-=⨯⨯∆=⨯=⨯⨯∆∆=︒.903244.75903229.5m nt T tl t C --∆==-=︒ mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ()()()112123361.7610 4.229.5181.27910 4.6/md pd mh ph mh mh q c T T q c t t q q kg hφ=-=-⨯=⨯⨯-=⨯=吸收p1872ex 解：（1）33333120267.8211010010() 2.300.3410002.300 1.13510.2026A aA A A A aA P P C mol m C C P H mol m P H P *---*---*=⨯⨯===⇒===⨯ （2）73271000 4.895101.13510 1.8104.89510aA AP E P HM P x --*===⨯⨯⨯⨯=⨯（3）22.48310013.110895.457=⨯⨯==总P E m （4）总压提高一倍，E 、H 值均不变24210026.210895.4571=⨯⨯==P E m ex9．解：02329.002329.0102329.0102329.0645299564511=-=-==+=y y Y y第一解法：,12,12,1221,211,12121,1111,1,()min min 026.726.71.6526.71.6526.70.023850.0005426.7 1.65512864.814814.8/266.n Cn B n C n B n C n B n C n C q Y Y q X X q Y Y Y Y q X Y X q Y Y Y Y Y q X Y X X mol q X q kmol h **⎫-=⎪-⎪⎛⎫-⎪⇒= ⎪⎬ ⎪⎪⎝⎭=⎪⎪=⎭--=====⨯====又设又又366mh第二解法： 设吸收率为η则，()121Y Y η-=进气量设为h kg a /.,3512.5%.95%2910n B a a kmol q h η-=⨯=⨯,12111,1,,,,3,3,(1)()min 26.726.7512() 1.65()min 1.6526.7.5%2910.95%14814.8/266.0n C n B n C n C n Bn Bn C n C q Y Y Y Y Y q X q q q q a q a mq kmol h hηη*----=====⨯⨯⨯⨯===ex10．（1）02.01=Y0002.0%)991(12=-=Y Y 02=X当液气比为2.2时，,12,1210.020.00022.2n C n Bq Y Y q X X X --===-009.01=X111*2221212120.020.0090.0110.00020.0110.00020.0026950.011ln ln0.00020.020.00027.350.002695m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y *∆=-=-=∆=-=∆-∆-∆===∆∆--===∆（2）当液气比为1.25时，(3) 当X 2=0.00011时01595.000011.001584.0)(25.112211=+=+-=X Y Y X17.1501584.025.1%9902.01==⨯=OGN X03.19001040.00002.002.0=-=OG N(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，1,1221,21210.020.810.0040.020.001680%0.02n Cn B q Y Y Y Y q X Y Y Y Y η*--====--===ex11.03093.003.0103.01=-=Y21(198%)0.030930.020.0006Y Y =-=⨯=21,3,121,21,min 1,,1122,0 1.67273(13%)65.16.22.410303min 1.28 1.2898% 1.25441.281.254465.1681.74.81.74 1.5122.6.()65.16(0122.6n B n C n Bn C n C n C n BX q mol s q Y Y Y q X q mol s q mol s q X Y Y X q η----==⨯⨯-=⨯⎛⎫-===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭-=⨯==⨯==-+=⨯.030930.0006)0.016-=8.8003465.00006.003093.0003465.00006.001045.0ln0006.001045.0ln 0006.001045.0016.028.103093.0212121222111=-=∆-==-=∆∆∆-∆=∆=-=∆=⨯-=-=∆**mOG m Y Y Y N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y,65.160.65031.6760 1.08.80.6503 5.72n BOG Y OG OG q H K S H H N m ∂===⨯=⨯=⨯=12.(1)111222120.050.0526110.050.002630.002637110.0026361.2580.02033(100061.2)18y Y y y Y y X X ===--===--==-=111222121212,32.00.0526 2.00.020230.012140.0026370.012140.0026370.01214ln ln0.0026370.00950.00621.5270.05260.0026378.060.00620.55620.9522.410m OG mn B Y X Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y q ***-=∆=-=-⨯=∆=-=∆-∆-∆==∆∆==-=∆-===⨯⨯⨯12317329821.602.21.6020.7440.8457.79..V OG Y Y Y mol s q H K SK K mol m s ααπ-∂--====⨯⨯=（2）,12,12-1,0.05260.00263692.46980.02023=2.469821.602=53.35mol.s n C n B n C q Y Y q X X q -=--==⨯360035.531⨯=nX An=0.02023×53.35×3600=3885.37mol m=58×3885.37=225.4kg （1）另解：,12,120.05260.00263692.46980.02023n C n B q Y Y q X X -=--==气相传质单元数：,,12,,22,,1ln (1)1120.052602ln (1)2 2.46980.002637 2.46981 2.46988.028n B n B OGn B n C n C n C mq mq Y mX N mq q Y mY q q ⎡⎤-=-+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦-= m N H H OG OG 7474.0028.86===又22,,31221.60257.5..0.74744n B n B OGY Y SOG q q H K mol m s dK H sπ⋅====⋅⨯（3）若填料层增加3m ，则：m H H N OG OG 042.127474.09''===0011.0'4698.22'0526.0)4698.221(ln 4698.221122=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=Y Y N OG 又 液气比一定，则：12111,'2.4698,'0.02085'''0.0208553.3536004004.45n B Y Y X X n X q mol-====⨯⨯=则：kgm kg n m 9.64.22526.23226.232'58=-=∆==13解：（1）121210022.4320.0753100100022.4320.0753(10.98)0.00150.01960Y Y X X ⨯==-⨯=⨯-===1,,12,12,11,0.278100012.41.22.4()()12.41(0.07530.0015)(0.01960)46.72.0.84.n B n B n C n C n C q mol s q Y Y q X X q q mol s kg s ---⨯==-=-⨯-=-==（2）OG OG H H N =⋅Y 1=0.073 Y 2=0.0015 X 1=0.0196 X 2=0Y 1*=1.15X 1=0.0225 Y 2*=1.5X 2=011*1122()ln*0.0730.00250.00150.0180.0730.0025ln0.0015m Y Y *Y Y Y Y Y -⋅∆=----==-120.07530.00154.10.018OG mY Y N Y -=∆-==0.5100022.40.84526.414.10.845 3.46OG H m H m⨯===⨯=14解： （1）OGOGN H H =Y 1=0.025 Y 2=0.0045 X 1=0.008 X 2=0Y 1*=1.5X 1=0.012 Y 2*=1.5X 2=0008.00045.0012.0025.0ln0045.0012.0025.0*ln)(22*1111=---=---=∆⋅Y Y Y Y *Y Y Y m56.2008.00045.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y Nm H OG 91.356.210==（2）当003.0'2=Y 时12121,,1n C n BY Y Y Y q q X X'--==''-=-1003.0025.0008.00045.0025.0X0086.01='X0121.00086.05.1025.0111=⨯-=-=∆Y Y Y003.0222=-=∆Y Y Y0065.0003.00121.0ln003.00121.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m38.30065.0003.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y N3.91 3.3813.213.210 3.2OG OGH H N m H m'=⋅=⨯==-=第六章 精馏P244 ex2.(1),,,,,,n F n D n W n F F n D d n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,1001000.30950.05n D n Wn D n W q q q q =+⨯=⨯+⨯1,1,27.7872.22n D n W q kmol h q kmol h--=⋅⋅=⋅⋅(2),,,n L n L n F q q q δ'=+1,27.78 3.597.23n L q R D kmol h -=⋅=⨯=⋅1,97.23100197.23.n L q kmol h -'=+=1,,,97.2327.78125.01.n V n L n D q q q Kkmol h -=+=+= 1,,125.01.n V n V q q kmol h -'==(3),,,,, D ,n F n D n W n F Fn D n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,2352350.840.980.002n D n Wn D n Wq q q q =+⨯=+,,201.433.6n D n W q q ==1.-h kmol,1=R 1=δ ,201.4n L q =1,,,436.4.n L n L n F q q q kmol h -'=+=⋅,,,402.8n V n L n D q q q =+=1,,402.8.n V n V q q kmol h -'==⋅(4)23206.010554.0.2326.010554.0)19.46.068.24.0)(303.75(⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯-=δ094.1=(5)精:225.075.049.04311+=+=+++=x x R Xx R R y d进:⎪⎩⎪⎨⎧====---=2.10.18.011δδδδδδf x x y⎪⎩⎪⎨⎧-===+-=5.265.025.04x y x y x y f（6）2.04.02.02.15.015.1-=+=x y xx y42.0=δx 521.0=δy42.095.0521.095.01min min --=-R R30.4min =R（8）66.05.021.075.0+-=+=x y x y⇒ 66.05.15.01=-=-f x δδ44.031==f x δ 交点36.0=x 48.0=y898.015.0833.01==+=d x y x y10.20.3*1*11+=x x y 10.20.3898.0*1*1+=x x746.0*1=x6.0746.00898898.01*1010=--=--x x x x x806.01=x821.015.0806.0833.0=+⨯=y第八章 化学反应工程基本原理P340 （1）[][]112261058.2---⋅==⨯=-h p p hp p dtdp AAAAA133622221065.9450314.81058.2))(()())(()(---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯====-=-=-===h kmol m Rt k k c k Rt c k dtc d Rt c k dt Rt c d p k dtdp c Rt p v n nRt pv p c c p A A p A p AAA A[][]1131323132)(------⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=h kmol m h m kmol mkmol h m kmol c k Ac （2）%5.83)09.011(109.01)1(111110900.00000.10,0,0,24622=⨯+⨯-=+-==-+=-+===+→A A A AA A A A A y y y y x a a r s y y H H C H C δδ 或%5.83)09.011(109.01)1(1)1(0,0,0,0,=⨯+⨯-=+-=⇒+-=A A A A A A AA A A A A y y y y x x y x y y δδ3%98)0022.0411(1152.00022.01152.0)1(418881224122488)(6234)(64540,0,22232223223=⨯+⨯-=+-==--++=+++=+++=+++=+A A A AA A A y y y y x QO H N NO O NH Q O H N O NH Q O H NO O NH δδ副主设n 0=1，则n A0=0.11521393.0087.00473.12304.01129.00023.01152.00473.10022.0)98.01(1152.0)1()1(20,0,=⨯-=∆=-=∆=-=-=⇒-=O A AA A A A A n n y x n n nx n y设主反应消耗NH 3的量为Z ，副反应消耗NH 3的量为F1393.0F 43Z 451129.0F Z 4F )(6234 Z45Z )(64542223223＝＝Ｆ３副主++++=+++=+Q O H N O NH Q O H NO O NH%4.971129.011.0%5.951152.011.00029.011.0======⇒βφF Z5s q V t V R 25001.05.20===对于全混流反应器，121.0)350250(632.011)250(1)(1)(2503501250250=-=-=-=-=-==------e e F ee F et F et E tttττττ第九章 均相反应器（1）30st 60st 10ln 100ln 30t 99.011ln1t 9.011ln10311ln1t =∆==-=-=-=+→k k x k SR A A 级反应对于间歇操作反应器一（2）min16501.02.03.099.0t min1501.02.03.09.0t )1(x t 99900A=⨯⨯==⨯⨯=-=→+A A x kc RB A 级反应对于间歇操作反应器二（4）min50558.01111t)1(x )1(x t 20A0A===-=-=-=-=+→+t x x kc x kc SR B A A A A A A τττ二级反应对于全混流操作反应器级反应对于间歇操作反应器二（8）4.000200200000100,43)1ln(4141)11(11)1()(.4.15111110.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-===-==-+=-+==+→⎰⎰⎰-A A A A x AA A A x A A A AA x AAA V R A A A x x x kc dx x x kc x x c k dx c r dx c q V l mol RTp V n c a a r s y CO CH CHO CH A AA τδ（15）LL V x x k dx x x k x y x c k dx c r dx c q V c k P k r a a r s y CH H C H C R A Ax A A Ax AA A A A AA x AAA V R Ac A p A A A A AA 6.24610210233.110233.1)6.04.01ln2(10)11ln 2(1)11(11)1()(111110.12444000,000000,32283=⨯⨯⨯=⨯=-⨯=--=-+=+-=-====-=-+=-+==+→-⎰⎰⎰δτδ。
化学工程基础课后习题及答案
化学工程基础课后习题及答案【篇一：化工基础第5章习题答案】xt>5.2气体的吸收1.空气和co2的混合气体中，co2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，y?0.2摩尔分数摩尔比 y?y0.20．25 1?y1?0.22. 20℃的l00g水中溶解lgnh3, nh3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x?1/17=0．01051/17?100／18浓度c的计算20℃，溶液的密度用水的密度?s?998.2kg/m3代替。
溶液中nh3的量为 n?1?10?3/17kmol 溶液的体积v?101?10?3/998.2 m3n1?10?3/17溶液中nh3的浓度c?==0．581kmol／m3 ?3v101?10/998.299.82csx0．010?5．0kmol582／m3 或ms18nh3与水的摩尔比的计算 x?1/170．0106100/18x0.0105??0．0106 1?x1?0.0105或 x?3.进入吸收器的混合气体中，nh3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时nh3的组成，以摩尔比y和摩尔分数y表示。
吸收率的定义为y被吸收的溶质量y1?y21?2原料气中溶质量 y1 y1解原料气中nh3的摩尔分数y?0.1 摩尔比 y1?y10.10.111 1?y11?0.1吸收器出口混合气中nh3的摩尔比为y2?(1??)y1?（1?0.9）?0.111?0.0111摩尔分数 y2?y20.0111=?0.01098 1?y21?0.01114.l00g水中溶解lg nh3，查得20℃时溶液上方nh3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kmol/(m3?kpa)]和相平衡常数m。
总压为100kpa。
解液相中nh3的摩尔分数x?1/170.01051/17?100/180.798 kpa 气相中nh3的平衡分压 p*＝亨利系数 e?p*／x?0.798/0.0105?76n1?10?3/17液相中nh3的浓度c0.581 kmol／m3 ?3v101?10/998.23*?05.81/0.79?8.0k7m28ol/(m?溶解度系数 h?c/pkpa液相中nh3的摩尔分数 x?1/170．01051／17?100/18／p?07.9／81 00气相的平衡摩尔分数 y*?p*相平衡常数 m?y*0.798??0.76 x100?0.0105.0 76或 m?e/p?76/1005. 10℃时氧在水中的溶解度表达式为p*?3.313?106x，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。
化工基础课后习题答案-第二章
第二章 流体流动与输送1、一个工程大气压是 9.81⋅104Pa ，一个工程大气压相当于多少毫米汞柱？相当于多少 米水柱？相当于密度为 850kg ⊕ m 3的液体多少米液柱？解：已知：〉Hg = 13600 kg ⊕ m 3〉 3H 2O = 1000 kg ⊕ m〉料 = 850 kg ⊕ m 3求：h Hg 、 h H 2O 、h 料〉 = 9.81⋅104Pa 因；P = 〉Hg ⊕ g ⊕ h Hg = 〉 ⊕ g ⊕h H 2O = 〉料 ⊕ g ⊕ h 料PH 2O ⋅ 4 所以：h Hg =〉 ⊕g= 9.81 10 ⋅ = 0.735mHg = 735mmHg Hg13600 9.81⋅4 h = P = 9.81 10 = 10.0mH OH 2O 〉 ⊕ ⋅ 2 H 2Og 1000 9.81⋅ 4h 料 = P = 9.81 10 = 11.8m 液柱〉 ⊕g⋅ 料 850 9.812、一个物理大气压是 760 毫米汞柱，问其相当于多少 Pa ？相当于多少米水柱？ 解：因P = 〉Hg ⊕ g ⊕ h Hg = 〉H 2O ⊕ g ⊕ 〉 ⊕h h H 2O⋅所以： h H 2O = -13Hg Hg 〉 = -1313600 0.760 = 10.33mH 2OH O-131000 2P = h Hg ⊕ 〉Hg ⊕ g = 13600 ⋅ 0.760 ⋅ 9.81 = 1.013 ⋅ 105Pa3、在附图所示的气柜内盛有密度为0.80kg ⊕ m 3的气体，气柜与开口U 形管压差计相连， 指示液水银面的读数R 为 0.4m ，开口支管水银面上灌有一段高度R 2为 0.01m 的清水。
左侧水 银面与侧压口中心 线垂 直距离，试求测压口中心截面 处的绝对压强。
（当地大气压m强为 3，水银密度解：设大气因1.01 Pm33PP mn武汉大学取水的密度〉H2O = 1000kg ⊕P A = Pa + R2 〉H2O g + R〉Hg g h〉气g （3）= 1.0133 ⋅ 105 + 0.01 ⋅ 1000 ⋅ 9.81 + 0.4 ⋅ 13600 ⋅ 9.81 0.76 ⋅ 0.8 ⋅ 9.81= 154788.5PaH 1.55 ⋅ 105Pa由于〉气 < 〉Hg 及〉气 < 〉H 2O ，且R 2值很小，故在工程计算中往往略去式（3）中R 2 〉H 2O g及h 〉气g 两项，即将式（3）简化为：P A = Pa + R 〉Hg g= 1.0133 ⋅ 105+ 0.4 ⋅ 13600 ⋅ 9.81= 154696.4 H 1.55 ⋅ 105Pa4、用 U 形管压力计测容器内的压力（如附图）。
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化工基础课后习题第二章．P 69 2.解：22121212444()70d d de d d d d ππππ-=⨯=-=+ 3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有221212d d u u =若将直径减小一半，即12d 2d =214u u ⇒=即液体的流速为原流速的4倍. 4.解：gu d L H f 22⋅⋅=λ21111122222222f f L u H d gL u H d gλλ=⋅⋅=⋅⋅22222221111121121222222222111111222222221212222121226464Re 4,,26426426421()6441222411611112162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d gdu u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρμρμρμρμρ⋅⋅=⋅⋅=====⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==⋅⋅⨯=即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解：1）雷诺数μρud=Re 其中31000kg m ρ-=⋅，11.0u m s -=⋅3252510d mm m -==⨯3110cp Ps s μ-==⋅故μρud=Re 331000 1.0251010--⨯⨯⨯=25000=故为湍流。
2）要使管中水层流，则2000Re ≤即3310002510Re 200010m u--⨯⨯⋅=≤ 解得10.08u m s -≤⋅7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程12221112u u H 22f p p z z g g g gρρ++=+++ 其中1210,2;z m z m ==121;0;ff p p u H gh===∑则22216.1510229.89.8u u =++⨯ 解得1）A-A ′截面处流量2u u =12.17u m s -=⋅2）q v Au ρ=其中23211 3.14(10010)44A d π-==⨯⨯⨯```012.17u m s -=⋅33q 7.8510 2.17360061.32v mh-=⨯⨯⨯=15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e f p p z H z H g g g gρρ+++=+++/ 其中：12122,10;0z m z m u u ====123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHgp ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000210(4)9.898019.613332.212.0814.08 1.38815.4689.8980e e H g H gρ-++=++⨯=++=+=⨯3215.4682(5310)98040.655kw 102102e V H q P πρ-⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅===17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，由伯努利方程得12221112u u 22e f p p z H z H g g g gρρ+++=+++ 其中：1112z 0,z 50;0m p p ==-=209.8f H =205052.059.8e H =+= 52.053610008.05kw 1021020.63600e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯===⨯⨯ 19.解：取贮槽液面为1-1′截面，蒸发器内管路出口为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22e f p p z H z H g g g gρρ+++=+++ 其中，11z 0,z 15;m ==1332a 0,2001013.6109.826656p 1209.8f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-= 120266561524.979.89.81200e H =+-=⨯24.97201200 1.632kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，出口管路压力表所在液面为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22e f p p z H z H g g g gρρ+++=+++ 其中，12z 0,z 5.0;m ==2125a 40, 2.5.2.59.8 2.4510p 0.01p p kgf cm --==⨯==⨯忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =32362.23600(7610)4u π-==⨯⨯522.4510 2.20.25.010009.829.89.85.0250.250.0230.27e H ⨯=+++⨯⨯=+++=30.273610003.0kw 1021023600e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯2） 3.04.3kw 1020.7e V H q P ρη⋅⋅=== 3）取贮槽液面为1-1′截面，水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面， 由伯努利方程得12221112u u 22f p p z z H g g g gρρ++=+++ 其中：12z 0,z 4.8;m ==120,?p p ==忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失：0.29.8f H =22 2.20.2(4.8)10009.849600pa29.89.8p =-++⨯⨯=-⨯ 得真空表的读数为49600vac Pa P = 23.解：1）取低位槽液面为1-1′截面高位槽液面为2-2′截面 由伯努利方程得12221112u u 22e f p p z H z H g g g gρρ+++=+++ 其中，12z 0,z 20;m ==120,0p p ==5,20525fe HH ==+=w 259.8245J/kg e =⨯=2）在管路A 、B 截面间列伯努利方程得：22AB 22222222u u 22u 2u 2()()6()62A B A B A B A B fB A B A A B Hg H O H O Hg H O H O A B H O H Op p z z H g g g g p p L z z g g d g p p dg z z L g gp p gR g R p p g u ρρλρρλρρρρρρρρρρ++=+++-=-+=⨯⨯--+-=-⨯+⨯⨯-⨯+⨯-====1.03m s -⋅3）225 2.030.05100040.976102P kw π⨯⨯⨯⨯==4）根据静力学基本方程式：2002222220222022(6)''(6)6()6'(6)6'()[13.6 1.211B H O Hg B Hg H O A H O B H O H O Hg A B H O H O Hg A Hg H O H O H O Hg A Hg H O Hg H O p g H gR p p gR p g H p gh p g g h R gR p p g gR gR p gR p g H g gR gRp p gR gH gR ρρρρρρρρρρρρρρρρρρρρ++=+⇒=+-++=++-+⇒=+-+⇒=+-++-+⇒-=-+-=⨯-⨯5(13.61)0.04]9.810001.5510ap +-⨯⨯⨯=⨯第三章 传热过程p105 ex1解：2332211411243901.011200001.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.0301150m W t t R t q ==--=++-=++-=∑∆=λδλδλδ120073.3)(1120300`-⋅⋅︒=+∑⇒+∑==W m C R R R R q12083.2901.073.3-⋅⋅︒=-=W m C REx4解：空气的定性温度220180T 200C 2+==︒ 200℃时空气的物性参数为：30.746/Kg m ρ=2113.9110W m K λ---=⨯⋅⋅52.610a P s μ-=⨯⋅ 11.034C p C KJ Kg -=⋅⋅︒115u m s -=⋅，450.0254150.746 1.09102.610e du R ρμ-⨯⨯===⨯⨯ 3521.034102.6100.683.93110p r C P μλ--⨯⨯⨯===⨯ 0.80.3240.80.320.023()()3.931100.023(1.0910)0.680.025453.8e r R P dW m Kλα-=⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ ex5解：水的定性温度C 3022040T ︒=+=30℃时水的物性参数为：3/7.995m Kg =ρ116176.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51007.80μ14.174p C KJ Kg C -=⋅⋅︒4.08.0)()(023.0r e P R dλα=当11-⋅=s m u 时， 6.248681007.807.995102.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 41.56176.01007.8010174.453=⨯⨯⨯==-λμp r C PKm W ⋅=⨯⨯⨯=24.08.05.4583)41.5()6.24868(002.06176.0023.0α当0.3u =时 58.7460⇒=μρdu R e ，此时，2000<Re<10000Cm W ︒⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯=28.158.01638)58.74601061(58.7460965.185.38023.0αex7解：甲烷的定性温度：C 75230120T ︒=+=0℃条件下：3/717.0m Kg =ρ 1103.0--⋅⋅=K m W λs P a ⋅⨯=-51003.1μ 117.1--⋅⋅=K Kg KJ C p由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取de0255.0019.03719.0019.043719.044422=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==ππππ润湿周边流体截面积e d7.177281003.1717.0100255.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 584.003.01003.110.153=⨯⨯⨯==-λμp r C P由于甲烷被冷却，3.0n =123.08.03.08.01.57851.077.2505176.1023.0)584.0()7.17728(0255.003.0023.0)()(023.0--⋅⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==K m W P R d r e eλα若甲烷在管内流动：75.104411003.1717.010015.05=⨯⨯⨯==-μρdu R e 122.64--⋅⋅=K m W αEx8 1401525T C ∆=-=︒ ，21303397T C ∆=-=︒2121972553.19725m n n T T T C T l l T ∆-∆-∆===︒∆∆（逆流） 在按照折流校正33150.16130151304053315P R -==--==-φ＝0.970.9753.151.5m T C ∆=⨯=︒ex9(1)()()13211187503080109.125.1-⋅=-⨯⨯⨯=-=s J T T c q p m φ(2) C T ︒=-=∆1020301 ，C T ︒=-=∆4040802C l T T l T T T n n m ︒=-=∆∆∆-∆=∆64.21410401212 (3)123333000000251.010176.01021.002.0025.002.0025.045025.00025.002.01085.0025.0107.1111---⋅⋅=⨯+⨯+-⨯⨯+⨯⨯+⨯=++++==W K m l R R d d d d K R ns si mi λδαα油 1291.3981--⋅⋅==K m W RK (4)274.1364.2191.395118750m t K A m=⨯=∆=φ若近似按平面壁计算，则26.45310176.01021.0450025.01085.01107.111113333000=⨯+⨯++⨯+⨯=++++==--K R R K R s si mi λδαα油211.12m A =ex10(1) m d 301016-⨯= ，m d i 31013-⨯= ，m 3105.1-⨯=δ()123330005.81011.0100414.010231.119015.144016105.110001316111-----⋅⋅=+⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m i i αλδα (2)12300006.14618015.144016105.110001316111---⋅⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K m W d d d d K m ii αλδα ex11解：(1)()()''''11212m p m p q c T T q C T T φ=-=-''2550p m p m C q C q = p m p m C q C q 2''= 5.926013560135.=-=∆nm l T mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ(2)()()''''21212m p m p q c t t q C t t φ=-=-()'2'1''70t t C q C q p m p m -= 35'2'1=-t t ，50'2=t81.693013530135=-=∆nm l t ，m p m m t k C q t k A ∆=∆=221270ϕ 又流量及物性不变，21k k =2211707092.56475 1.855505069.83490.7m pm m pmq C k t A q C A k T ∆⨯====⨯∆ 855.11212==A A L L ，m L 855.12= ex12解：(1)()1123319302.8810(9050)2306360061.7610230644.75md pd mmm m q c T T KA t t t t Cφ=-=∆=⨯⨯⨯-=⨯⨯∆=⨯=⨯⨯∆∆=︒.903244.75903229.5m nt T tl t C --∆==-=︒ mp m mT k C q T k A ∆=∆=111150ϕ()()()112123361.7610 4.229.5181.27910 4.6/md pd mh ph mh mh q c T T q c t t q q kg hφ=-=-⨯=⨯⨯-=⨯=吸收p1872ex 解：（1）33333120267.8211010010() 2.300.3410002.300 1.13510.2026A aA A A A aA P P C mol m C C P H mol m P H P *---*---*=⨯⨯===⇒===⨯ （2）73271000 4.895101.13510 1.8104.89510aA AP E P HM P x --*===⨯⨯⨯⨯=⨯（3）22.48310013.110895.457=⨯⨯==总P E m （4）总压提高一倍，E 、H 值均不变24210026.210895.4571=⨯⨯==P E m ex9．解：02329.002329.0102329.0102329.0645299564511=-=-==+=y y Y y 第一解法：,12,12,1221,211,12121,1111,1,()min min 026.726.71.6526.71.6526.70.023850.0005426.7 1.65512864.814814.8/266.n Cn B n C n B n C n B n C n C q Y Y q X X q Y Y Y Y q X Y X q Y Y Y Y Y q X Y X X mol q X q kmol h **⎫-=⎪-⎪⎛⎫-⎪⇒= ⎪⎬ ⎪⎪⎝⎭=⎪⎪=⎭--=====⨯====又设又又366mh第二解法：设吸收率为η则，()121Y Y η-= 进气量设为 h kg a /.,3512.5%.95%2910n B a a kmol q h η-=⨯=⨯,12111,1,,,,3,3,(1)()min 26.726.7512() 1.65()min 1.6526.7.5%2910.95%14814.8/266.0n C n B n C n C n Bn Bn C n C q Y Y Y Y Y q X q q q q a q a mq kmol h hηη*----=====⨯⨯⨯⨯===ex10．（1）02.01=Y0002.0%)991(12=-=Y Y 02=X当液气比为2.2时，,12,1210.020.00022.2n C n Bq Y Y q X X X --===- 009.01=X111*2221212120.020.0090.0110.00020.0110.00020.0026950.011ln ln0.00020.020.00027.350.002695m OG m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y *∆=-=-=∆=-=∆-∆-∆===∆∆--===∆（2）当液气比为1.25时，(3) 当X 2=0.00011时17.1501584.025.1%9902.01==⨯=OGN X01595.000011.001584.0)(25.112211=+=+-=X Y Y X03.19001040.00002.002.0=-=OG N(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，1,1221,21210.020.810.0040.020.001680%0.02n Cn B q Y Y Y Y q X Y Y Y Y η*--====--===ex11.03093.003.0103.01=-=Y 21(198%)0.030930.020.0006Y Y =-=⨯=21,3,121,21,min 1,,1122,0 1.67273(13%)65.16.22.410303min 1.28 1.2898% 1.25441.281.254465.1681.74.81.74 1.5122.6.()65.16(0122.6n B n C n Bn C n C n C n BX q mol sq Y YY q X q mol s q mol s q X Y Y X q η----==⨯⨯-=⨯⎛⎫-===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭-=⨯==⨯==-+=⨯.030930.0006)0.016-=8.8003465.00006.003093.0003465.00006.001045.0ln0006.001045.0ln 0006.001045.0016.028.103093.0212121222111=-=∆-==-=∆∆∆-∆=∆=-=∆=⨯-=-=∆**mOG m Y Y Y N Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y,65.160.65031.6760 1.08.80.6503 5.72n BOG Y OG OG q H K S H H N m ∂===⨯=⨯=⨯=12.(1)111222120.050.0526110.050.002630.002637110.0026361.2580.02033(100061.2)18y Y y y Y y X X ===--===--==-=111222121212,32.00.0526 2.00.020230.012140.0026370.012140.0026370.01214ln ln0.0026370.00950.00621.5270.05260.0026378.060.00620.55620.9522.410m OG mn B Y X Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N Y q ***-=∆=-=-⨯=∆=-=∆-∆-∆==∆∆==-=∆-===⨯⨯⨯12317329821.602.21.6020.7440.8457.79..V OG Y Y Y mol s q H K SK K mol m s ααπ-∂--====⨯⨯= （2）,12,12-1,0.05260.00263692.46980.02023=2.469821.602=53.35mol.s n C n B n C q Y Y q X X q -=--==⨯360035.531⨯=nX An=0.02023×53.35×3600=3885.37mol m=58×3885.37=225.4kg （1）另解：,12,120.05260.00263692.46980.02023n C n B q Y Y q X X -=--==气相传质单元数：,,12,,22,,1ln (1)1120.052602ln (1)22.46980.002637 2.46981 2.46988.028n B n B OG n B n C n C n Cmq mq Y mX N mq q Y mY q q ⎡⎤-=-+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦-= m N H H OG OG 7474.0028.86===又22,,31221.60257.5..0.74744n B n B OG Y Y SOG q q H K mol m s dK H sπ⋅====⋅⨯（3）若填料层增加3m ，则：m H H N OG OG 042.127474.09''===0011.0'4698.22'0526.0)4698.221(ln 4698.221122=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯--=Y Y N OG 又 液气比一定，则：12111,'2.4698,'0.02085'''0.0208553.3536004004.45n B Y Y X X n X q mol-====⨯⨯=则：kgm kg n m 9.64.22526.23226.232'58=-=∆==13解：（1）121210022.4320.0753100100022.4320.0753(10.98)0.00150.01960Y Y X X ⨯==-⨯=⨯-===1,,12,12,11,0.278100012.41.22.4()()12.41(0.07530.0015)(0.01960)46.72.0.84.n B n B n C n C n C q mol s q Y Y q X X q q mol s kg s ---⨯==-=-⨯-=-==（2）OG OG H H N =⋅Y 1=0.073 Y 2=0.0015 X 1=0.0196 X 2=0Y 1*=1.15X 1=0.0225 Y 2*=1.5X 2=011*1122()ln*0.0730.00250.00150.0180.0730.0025ln0.0015m Y Y *Y Y Y Y Y -⋅∆=----==-120.07530.00154.10.018OG mY Y N Y -=∆-==0.5100022.40.84526.414.10.845 3.46OG H m H m⨯===⨯=14解： （1）OGOG N HH =Y 1=0.025 Y 2=0.0045 X 1=0.008 X 2=0Y 1*=1.5X 1=0.012 Y 2*=1.5X 2=0008.00045.0012.0025.0ln0045.0012.0025.0*ln)(22*1111=---=---=∆⋅Y Y Y Y *Y Y Y m56.2008.00045.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y Nm H OG 91.356.210==（2）当003.0'2=Y 时12121,,1n C n BY Y Y Y q q X X'--==''-=-1003.0025.0008.00045.0025.0X0086.01='X0121.00086.05.1025.0111=⨯-=-=∆Y Y Y003.0222=-=∆Y Y Y0065.0003.00121.0ln003.00121.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m38.30065.0003.0025.021=-=∆-=mOG Y Y Y N3.91 3.3813.213.210 3.2OG OGH H N m H m'=⋅=⨯==-=第六章 精馏P244 ex2.(1),,,,,,n F n D n W n F F n D d n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,1001000.30950.05n D n Wn D n W q q q q =+⨯=⨯+⨯1,1,27.7872.22n D n W q kmol h q kmol h--=⋅⋅=⋅⋅(2),,,n L n L n F q q q δ'=+1,27.78 3.597.23n L q R D kmol h -=⋅=⨯=⋅1=δ1,97.23100197.23.n L q kmol h -'=+=1,,,97.2327.78125.01.n V n L n D q q q Kkmol h -=+=+= 1,,125.01.n V n V q q kmol h -'==(3),,,,, D ,n F n D n W n F Fn D n W w q q q q x q x q x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,,,,2352350.840.980.002n D n Wn D n Wq q q q =+⨯=+,,201.433.6n D n W q q ==1.-h kmol,1=R 1=δ ,201.4n L q =1,,,436.4.n L n L n F q q q kmol h -'=+=⋅,,,402.8n V n L n D q q q =+=1,,402.8.n V n V q q kmol h -'==⋅(4)23206.010554.0.2326.010554.0)19.46.068.24.0)(303.75(⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯-=δ094.1=(5)精:225.075.049.04311+=+=+++=x x R Xx R R y d进:⎪⎩⎪⎨⎧====---=2.10.18.011δδδδδδfx x y⎪⎩⎪⎨⎧-===+-=5.265.025.04x y x y x y f（6）2.04.02.02.15.015.1-=+=x y xx y42.0=δx 521.0=δy42.095.0521.095.01min min --=-R R 30.4min =R （8）66.05.021.075.0+-=+=x y x y⇒ 66.05.15.01=-=-f x δδ44.031==f x δ 交点36.0=x 48.0=y (10)898.015.0833.01==+=d x y x y10.20.3*1*11+=x x y 10.20.3898.0*1*1+=x x 746.0*1=x6.0746.00898898.01*1010=--=--x x x x x 806.01=x+.0=⨯=y833.0.015.0806821第八章 化学反应工程基本原理P340 （1）[][]112261058.2---⋅==⨯=-h p p hp p dtdp AAAAA133622221065.9450314.81058.2))(()())(()(---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯====-=-=-===h kmol m Rt k k c k Rt c k dtc d Rt c k dt Rt c d p k dtdp c Rt p v n nRt pv p c c p A A p A p AAA A[][]1131323132)(------⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=h kmol m h m kmol mkmol h m kmol c k Ac （2）%5.83)09.011(109.01)1(111110900.00000.10,0,0,24622=⨯+⨯-=+-==-+=-+===+→A A A AA A A A A y y y y x a a r s y y H H C H C δδ 或%5.83)09.011(109.01)1(1)1(0,0,0,0,=⨯+⨯-=+-=⇒+-=A A A AA A A A A A A A y y y y x x y x y y δδ3%98)0022.0411(1152.00022.01152.0)1(418881224122488)(6234)(64540,0,22232223223=⨯+⨯-=+-==--++=+++=+++=+++=+A A A AA A A y y y y x QO H N NO O NH Q O H N O NH Q O H NO O NH δδ副主设n 0=1，则n A0=0.11521393.0087.00473.12304.01129.00023.01152.00473.10022.0)98.01(1152.0)1()1(20,0,=⨯-=∆=-=∆=-=-=⇒-=O A AA A A A A n n y x n n nx n y设主反应消耗NH 3的量为Z ，副反应消耗NH 3的量为F1393.0F 43Z 451129.0F Z 4F )(6234 Z45Z )(64542223223＝＝Ｆ３副主++++=+++=+Q O H N O NH Q O H NO O NH%4.971129.011.0%5.951152.011.00029.011.0======⇒βφF Z 5s q V t V R 25001.05.20===对于全混流反应器，121.0)350250(632.011)250(1)(1)(2503501250250=-=-=-=-=-==------e e F eeF et F et E tttττττ第九章 均相反应器（1）30st 60st 10ln 100ln 30t 99.011ln 1t 9.011ln 10311ln 1t =∆==-=-=-=+→k k x k SR A A级反应对于间歇操作反应器一 （2）min 16501.02.03.099.0t min 1501.02.03.09.0t )1(x t 99900A=⨯⨯==⨯⨯=-=→+A A x kc RB A 级反应对于间歇操作反应器二（4）min50558.01111t)1(x )1(x t 20A0A===-=-=-=-=+→+t x x kc x kc SR B A A A A A A τττ二级反应对于全混流操作反应器级反应对于间歇操作反应器二 （8）4.0000200200000100,43)1ln(4141)11(11)1()(.4.15111110.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-===-==-+=-+==+→⎰⎰⎰-A A A A x AAA A x A A A A A x A A A V RA A A x x x kc dx x x kc x x c k dx c r dx c q V l mol RT p Vn c a a r s y CO CH CHO CH A A A τδ（15） L L V x x k dx x x k x y x c k dx c r dx c q V c k P k r a a r sy CH H C H C R A Ax AAA x A A A A A A A xA A A V R A c A p A A A AA A 6.24610210233.110233.1)6.04.01ln 2(10)11ln 2(1)11(11)1()(111110.12444000,000000,32283=⨯⨯⨯=⨯=-⨯=--=-+=+-=-====-=-+=-+==+→-⎰⎰⎰δτδ。