化工原理习题
《化工原理》练习题及解答
《化工原理》练习题一、简答题1、汽蚀现象2、真空度3、层流二、选择题1. 在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )A. 同一种流体内部B. 连通着的两种流体C. 同一种连续流体D. 同一水平面上，同一种连续的流体2. 离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。
A. Q增大，η增大B. Q增大，η先增大后减小C. Q增大，η减小D. Q增大，η先减小后增加3. 双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温度差为△t1和△t2，若△t1＞△t2，则λ1和λ2的关系为（）。
A. λ1＜λ2,B. λ1＞λ2C. λ1=λ2D. 无法确定4. 在阻力平方区内，摩擦系数λ（）。
A. 为常数，与ε/d、Re均无关B.随Re值加大而减小C. 与Re值无关，是ε/d的函数D. 是Re值与ε/ d的函数三、计算题1.有一石油裂解装置，所得热裂物的温度300℃。
今欲设计一换热器，欲将石油从25℃预热到180℃，热裂物经换热后终温不低于200℃，试计算热裂物与石油在换热器中采用并流与逆流时的对数平均温差ΔΤm。
2.如图所示，水由常压高位槽流入精馏塔中。
进料处塔中的压力为0.1大气压（表压），送液管道为φ 45×2.5 mm、长8 m的钢管。
管路中装有180°回弯头一个(le/d =75)，90°标准弯头一个(le/d =35)。
塔的进料量要维持在3.6m3/h，试计算高位槽中的液面要高出塔的进料口多少米？参考数据：水的粘度为1cP Array《化工原理》练习题答案一、简答题1、汽蚀现象泵的入口处的压力低于被输送流体的饱和蒸汽压，形成大量气泡，气泡进入到离心泵的高压区破裂，液滴填充真空区击打器壁，形成汽蚀现象。
2、真空度真空度= 大气压力－绝对压力3、层流流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合二、选择题1.D2.B3.A4.C三、简答题1. 解：求得 ∆Tm1=97.2℃∆Tm2=145.7℃2.解： 由流量可求得流速为u=0.8 m/s(5分)。
化工原理习题
一流体流动流体密度计算1.1在讨论流体物性时，工程制中常使用重度这个物理量，而在SI制中却常用密度这个物理量,如水的重度为1000[kgf/m3],则其密度为多少[kg/m3]?1.2燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知，其中含8.5％CO2,7.5％O2,76％N2,8％水蒸气（体积％），试求温度为500℃,压强为1atm时该混合气的密度。
1.3已知汽油、轻油、柴油的密度分别为700[kg/m3]、760[kg/m3]和900[kg/m3] 。
试根据以下条件分别计算此三种油类混合物的密度（假设在混合过程中，总体积等于各组分体积之和）。
(1)汽油、轻油、柴油的质量百分数分别是20％、30％和50％；(2)汽油、轻油、柴油的体积百分数分别是20％、30％和50％。
绝压、表压、真空度的计算1.4在大气压力为760[mmHg]的地区,某设备真空度为738[mmHg],若在大气压为655[mmHg]的地区使塔内绝对压力维持相同的数值, 则真空表读数应为多少？静力学方程的应用1.5如图为垂直相距1.5m的两个容器，两容器中所盛液体为水，连接两容器的U型压差计读数R为500[mmHg],试求两容器的压差为多少？ρ水银＝13.6×103[kg/m3]1.6容器A.B分别盛有水和密度为900[kg/m3]的酒精,水银压差计读数R为15mm,若将指示液换成四氯化碳（体积与水银相同），压差计读数为若干？ρ水银＝13.6×103[kg/m3] 四氯化碳密度ρccl4＝1.594×103 [kg/m3]习题 5 附图习题 6 附图1.7用复式U管压差计测定容器中的压强,U管指示液为水银，两U管间的连接管内充满水。
已知图中h1=2.3m，h2=1.2m，h3=2.5m，h4=1.4m，h5=3m。
大气压强Ｐ0=745[mmHg]，试求容器中液面上方压强P C=?1.8如图所示,水从倾斜管中流过，在断面A和B间接一空气压差计，其读数R=10mm，两测压点垂直距离a=0.3m，试求A,B两点的压差等于多少？流量、流速计算1.9密度ρ=892Kg/m3的原油流过图示的管线,进入管段1的流量为V=1.4×10-3 [m3/s]。
化工原理_习题集(含答案)
《化工原理》课程习题集一、单选题1.因次分析法的目的在于( )。
A 得到各变量间的确切定量关系B 得到各无因次数群的确切定量关系C 用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化D 用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠2.某物体的质量为1000 kg，则其重量为( )。
A 1000 NB 9810 NC 9810 kgfD 1000/9.81 kgf3.某系统的绝对压力为0.04 MPa，若当地大气压力为0.1 MPa，，则该系统的真空度为（）。
A.0.1 MpaB.0.14 MpaC.0.04 MpaD.0.06 MPa4. 4 ℃水在SI制中密度为( )，重度为( )。
A 1000 kgf·m-3B 1000 kg·m-3C 102 kgf·s2·m-4D 9810 N·m-35. 4 ℃水在在工程单位制中密度为( )，重度为（）。
A 1000 kgf·m-3B 1000 kg·m-3C 102 kgf·s2·m-4D 9810 N·m-36.将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用（）。
Ａ离心泵Ｂ往复泵Ｃ齿轮泵Ｄ喷射泵7.某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（）。
Ａ停泵，向泵内灌液Ｂ降低泵的安装高度Ｃ检查进口管路有否泄漏现象Ｄ检查出口管路阻力是否过大8.离心通风机的铭牌上标明的全风压为100 mmH2O意思是( )。
A 输任何条件的气体介质全风压都达100 mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100 mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100 mmH2OD 输送20 ℃，101325 Pa的空气，在效率最高时，全风压为100 mmH2O9.离心泵的实际安装高度( )允许安装高度，就可防止气蚀现象发生。
A 大于B 小于C 等于D 近似于10.操作条件下允许吸上真空高度为H s，允许的最大安装高度为H g,max，泵的入口速度为u1，S H f,0-1为吸入管路单位重量液体的阻力损失，则( )。
化工原理习题
第一部分概念题示例与分析一、填空题2-1 一球形石英颗粒，分别在空气和水屮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 ___________________________________ ，在空气中的沉降速度将o答案：下降,增大2分析：由斯托克斯定律切=d S 一呪18//对空气系统，°》Q,故ll f II对水系统，水的密度随温度的变化可忽略，故同样有u t II 可见无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。
气体粘度随温度升高而增加，故沉降速度下降；液体粘度随温度升高而减小，故沉降速度增大。
但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出，其他情况还需要具体分析。
2-2若降尘室的高度增加，则沉降时间 ______________ ,气流速度__________ ,生产能力_o答案：增加；下降；不变分析：因沉降距离增加，故沉降时间将增加。
降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截而增大，故气流速度下降。
生产能力的计算公式为：可见，降尘室的生产能力只决定于沉降而积和沉降速度而与降尘室的高度无关。
2-3选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据答案「气体处理盒分离效率,允许压降2-4通常，__________ 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，—悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。
答案：气固；液固2-5、沉降操作是指在某种_______________ 中利用分散相和连续相之间的差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有—沉降和沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心2-6 —阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是—阶段终了时颗粒相对于流体的速度，故又称为“终端速度”。
答案：等速；加速2-7影响沉降速度的主要因素有①__________ ；② __________ ;③_________ ;答案：颗粒的体积浓度；器壁效应；颗粒形状2-8降尘室通常只适合用于分离粒度大于—的粗颗粒，一般作为预除尘使用。
化工原理习题(含答案)
·流体流动部分1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此)（个）695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力 ()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ习题2附图习题1附图3、如本题附图所示，水在管道内流动。
为测量流体压力，在管道某截面处连接U 管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm 。
为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。
化工原理练习题
化工原理练习题0 绪论1. 化工原理中的“三传”是指④①动能传递、势能传递、化学能传递，②动能传递、内能传递、物质传递③动量传递、能量传递、热量传递，④动量传递、热量传递、质量传递2. 下列单元操作中属于动量传递的有①①流体输送，②蒸发，③气体吸收，④结晶3. 下列单元操作中属于质量传递的有②①搅拌，②液体精馏，③流体加热，④沉降4. 下列单元操作中属于热量传递的有②①固体流态化，②加热冷却，③搅拌，④膜分离5、 l kgf/cm2=________mmHg=_______N/m26. 在 26 ℃和1大气压下 ,CO2在空气中的分子扩散系数 D 等于0.164cm2/s, 将此数据换算成m2/h 单位 , 正确的答案为___④___① 0.164m2/h ② 0.0164 m2/h ③ 0.005904 m2/h, ④ 0.05904 m2/h7. 己知通用气体常数 R=82.06atm.cm3/mol.K, 将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量 , 正确的答案应为__③_____① 8.02 ② 82.06 ③ 8.314 ④ 83.14第3 章机械分离一、选择题1. 下面过滤速率方程式中属于恒压过滤方程的是 ②①dq/d θ=K/2(q+q e )；②q 2＋2q.q e =K.θ；③q 2＋q.q e =2K.θ；④q 2＋q.q e =K.θ/22. 过滤速率基本方程为 ①① dq/d θ=K/2(q+q e )；② dq/d θ=K/(q+q e )；③dq/d θ=KA 2/2(V+V e )；④dV/d θ=K/2(V+V e )3 恒压过滤中单位面积累积滤液量q 与时间θ的关系可表示为下图中的 ①4 对静止流体中颗粒的自由沉降而言，在沉降过程中颗粒所不会受到的力有：①①牛顿力；②浮力；③曳力 (阻力)；④场力(重力或离心力) 。
5叶滤机洗涤速率与终了过滤速率之比为：④①1/2； ②1/3； ③1/4； ④1。
化工原理习题及参考答案
第三章机械分离一、名词解释每题2分1.非均相混合物物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面2.斯托克斯式3.球形度s非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题每题2分1、自由沉降的意思是_______;Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计Ｂ颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D2、颗粒的沉降速度不是指_______;Ａ等速运动段的颗粒降落的速度Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度Ｄ净重力重力减去浮力与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______;A滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的2倍B滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍D当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___; Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍倍Ｄ增大至原来的倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______;Ａ箱式叶滤机Ｂ真空叶滤机Ｃ回转真空过滤机Ｄ板框压滤机C6、过滤推动力一般是指______;Ａ过滤介质两边的压差Ｂ过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差Ｃ滤饼两面的压差Ｄ液体进出过滤机的压差B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时,能自动地进行相应的不同操作：______; Ａ转鼓本身Ｂ随转鼓转动的转动盘Ｃ与转动盘紧密接触的固定盘Ｄ分配头D8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径,它的表达式为______;A d p＝6V/A此处V为非球形颗粒的体积,A为非球形颗粒的表面积B d p＝6V/1/3C d p＝4V/1/2D d p＝kV/1/3k为系数与非球形颗粒的形状有关B9、在讨论旋风分离器分离性能时,分割直径这一术语是指_________;Ａ旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径Ｂ旋风分离器允许的最小直径Ｃ旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径Ｄ能保持滞流流型时的最大颗粒直径C10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度__________;Ａ只与d p,p,,u T,r,μ有关Ｂ只与d p,p,u T,r有关Ｃ只与d p,p,u T,r,g有关Ｄ只与d p,p,u T,r,k有关题中u T气体的圆周速度,r旋转半径,k分离因数A11、降尘室没有以下优点______________;Ａ分离效率高Ｂ阻力小Ｃ结构简单Ｄ易于操作A12、降尘室的生产能力__________;Ａ只与沉降面积A和颗粒沉降速度u T有关Ｂ与A,u T及降尘室高度H有关Ｃ只与沉降面积A有关Ｄ只与u T和H有关A13、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计,其生产能力为5m3/h滤液;现将转速度降低一半,其他条件不变,则其生产能力应为____________;A5m3/hB2.5m3/hC10m3/hD3.54m3/h D14、要除去气体中含有的5μ～50μ的粒子;除尘效率小于75％,宜选用;A除尘气道B旋风分离器C离心机D电除尘器B15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间τ的关系为______________;B16、过滤基本方程是基于____________推导出来的;A滤液在过滤介质中呈湍流流动B滤液在过滤介质中呈层流流动C滤液在滤渣中呈湍流流动D滤液在滤渣中呈层流流动D17、一般而言,旋风分离器长、径比大及出入口截面小时,其效率,阻力;A高B低C大D小A18、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,过滤时间增加一倍时,其过滤速率为原来的_____________;A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍C19、在长为L m,高为H m的降尘室中,颗粒的沉降速度为u T m/s,气体通过降尘室的水平流速为u m/s,则颗粒能在降尘室内分离的条件是：____;A L/u＜H/u LB L/u T＜H/uC L/u T≥H/uD L/u≥H/u TD20、粒子沉降受到的流体阻力________;Ａ恒与沉降速度的平方成正比Ｂ与颗粒的表面积成正比Ｃ与颗粒的直径成正比Ｄ在滞流区与沉降速度的一次方成正比D21、板框压滤机中,最终的滤液流率是洗涤液流率的_______;Δp E=Δp w,μ=μwＡ一倍Ｂ一半Ｃ四倍Ｄ四分之一C22、球形度形状系数恒小于或等于1,此值越小,颗粒的形状离球形越远,球形度的定义式可写为______;A=V p/V,V为非球形粒子的体积,V p为球形粒子的体积B=A p/A,A为非球形粒子的表面积,A p为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积C=a p/a,a为非球形粒子的比表面积,a p为球形粒子的比表面积D=6a p/d B23、“在一般过滤操作中,实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”,“滤渣就是滤饼”则_______;Ａ这两种说法都对Ｂ两种说法都不对Ｃ只有第一种说法正确Ｄ只有第二种说法正确A24、旋风分离器的总的分离效率是指__________;Ａ颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率Ｂ颗粒群中最小粒子的分离效率Ｃ不同粒级直径范围粒子分离效率之和Ｄ全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率D25、降尘室的生产能力由________决定;A降尘室的高度和长度B降尘室的高度C降尘室的底面积D降尘室的体积C26、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,黏度增加一倍时,对同一q值,过滤速率为原来的_____________;A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍B27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为;AlB1/2 C1/4D1/3 A28、以下说法是正确的;A过滤速率与S过滤面积成正比B过滤速率与S2成正比C滤速率与滤液体积成正比D过滤速率与滤布阻力成反比B29、板框压滤机中;A框有两种不同的构造B板有两种不同的构造C框和板都有两种不同的构造D板和框都只有一种构造B30、助滤剂应具有以下性质;A颗粒均匀、柔软、可压缩B颗粒均匀、坚硬、不可压缩C粒度分布广、坚硬、不可压缩D颗粒均匀、可压缩、易变形B三、填空题每题2分1、一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将; 下降2、降尘室的生产能力与降尘室的和有关;长度宽度3、降尘室的生产能力与降尘室的无关;高度4、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间;增加一倍5、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,气流速度;减少一倍6、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,生产能力;不变7、在滞流层流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比;28、在湍流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比;1/29、在过滤的大部分时间中,起到了主要过滤介质的作用;滤饼10、过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V l增多至V2=2V l时,则操作压差由ΔP l增大至ΔP2=;2ΔP l11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质的当量滤液体积滤液体积为V e时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力,在恒压过滤时,测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数K=;12、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质的当量滤液体积滤液体积为V e时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力,在恒压过滤时,测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数q e=;13、最常见的间歇式过滤机有和;板框过滤机叶滤机14、在一套板框过滤机中,板有种构造,框种构造;2115、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,则在每一框中,滤液穿过厚度为;框的厚度16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过厚度为;框厚度之半17、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过的滤布面积等于;框的内面积18、旋风分离器性能的好坏,主要以来衡量;临界粒径的大小19、离心分离设备的分离因数定义式为Kc=;u T2/gR或u r/u t20、当介质阻力不计时,回转真空过滤机的生产能力与转速的次方成正比;1/221、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/,此处V为;一个操作循环中得到的滤液体积22、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/,此处表示一个操作循环所需的;总时间23、一个过滤操作周期中,“过滤时间越长,生产能力越大”的看法是否正确不正确的24、一个过滤操作周期中,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是否正确不正确的25、一个过滤操作周期中,过滤时间有一个值;最适宜26、一个过滤操作周期中,最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力;最大27、对不可压缩性滤饼dV/d 正比于ΔP 的次方,对可压缩滤饼dV/d 正比于ΔP 的次方;11-s28、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的;二分之一29、对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的倍;对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼可压缩,则过滤速率增大为原来的倍;4430、转鼓沉浸度是与的比值1转鼓浸沉的表面积转鼓的总表面积31、按ψ＝A p/A 定义的球形度此处下标p 代表球形粒子,最大值为＿＿＿;越小则颗粒形状与球形相差越＿＿＿;1大32、将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中,最常见的有和;将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中,最常见的为;离心过滤离心沉降离心机33、在Stokes 区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比；在牛顿区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比;21/234、一个过滤操作周期中,“过滤时间越长生产能力越大”的看法是,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是;过滤时间有一个值,此时过滤机生产能力为＿＿＿＿＿＿;不正确的不正确的最适宜最大35、含尘气体通过长为4m,宽为3m,高为1m 的除尘室,已知颗粒的沉降速度为0.03m/s,则该除尘室的生产能力为s m 3;0.36m 3/s四、问答题每题3分1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些过滤介质阻力可忽略当过滤介质阻力可忽略时2Q KA n ϕ=2/K p r φμ=∆可见,影响因素有：转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性;2、有一旋风分离器,在正常的速度和阻力的范围内操作,但除尘效率不够满意,现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器,有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用,问这种措施能否提高除尘效率为什么不行;因为速度降低,离心惯性力减小,使除尘效率下降;3、恒压过滤时,如加大操作压力或提高滤浆温度,过滤速率会发生什么变化为什么由d q /d t =Δp /rΦμq +q e 知,加大操作压力,过滤速率变大;提高滤浆温度,使滤液黏度降低,过滤速率增大;4、临界直径dc 及分割直径d 50,可以表示旋风分离器的分离性能,回答d c 与d 50的含义是什么d c 旋风分离器的分离分离颗粒最小直径;d 50分离效率50%时颗粒直径5、由过滤基本方程d q /d t =Δp /rΦμq +q e 分析影响过滤速率的因素影响过滤速率的因素有：①物性参数,包括悬浮液的性质φ、μ及滤饼特性r ；②操作参数Δp ；③设备参数q e6、试说明滤饼比阻的意义比阻r 表示滤饼对过滤速率的影响,其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度;五、计算题每题10分1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8,以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为与15min 时的滤液量分别为0.15m 3及0.20m 3,试计算过滤常数K ;解：过滤面积A =8×2××=1.0 m 22分已知:τ1==0.15 m 3τ2=15min V 2=0.20 m 3∵V 2+2VVe =KA 2τ4分可得+2×=K×12×1+2×=K×12×1521、2式联立,解得K =0.0030 m 2/min=×10-5 m 2/s4分2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液,过滤面积10m 2,操作压差×105Pa;每一循环过滤15min 得滤液2.91m 3;过滤介质阻力不计;(1) 该机生产能力为4.8m 3/h 滤液,求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K ;(2) 若压差降至×104Pa,过滤时间及过滤量不变,其他条件不变,需多大过滤面积设滤饼不可压缩;3如改用回转真空过滤机,转一圈得滤液0.2m 3,转速为多少才可以维持生产能力不变解：1∵V 2=KA 2τ即=K ×102×15∴K =×10-3 m 2/min又Q =V /∑τ即60=15+τw +τD∴τw +τD =4分2V 2=KA 2τA 2=V 2/Kτ4分3Q =60=×nn-r/min ∴n =min2分3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液;滤叶每侧过滤面积为2m 2,共10只滤叶;测得:过滤10min 得滤液1.31m 3；再过滤10min 共得滤液1.905m 3;已知滤饼与滤液体积比n =;试问:1过滤至滤饼厚为21mm 即停止,过滤时间是多少2若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少以每小时得的滤饼体积计解：1∵V 2+2VVe =KA 2t由题意得+2×=KA 2×10a+2×=KA 2×20ba 、b 联立,解得KA 2=0.2076 m 6/min,Ve=0.1374 m 33分又A =10×2×=13.12m 2过滤终了时,共得滤液量V E =×=2.755 m 3由+2××=,∴t E =3分2生产能力=nV E /t E +t w +t 辅=×+45=×10-3 m 3/min=0.194 m 3/h 滤饼4分4、在3×105Pa 的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验,测得过滤常数K=5×10-5m 2/s 、q e =0.01m 3/m 2,又测得滤饼体积与滤液体积之比v=;现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆,过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同;试求：1过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；2过滤完毕,以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤,求洗涤时间；3若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min,求每台过滤机的生产能力以每小时平均可得多少m 3滤饼计;解：1所需过滤时间A=×2×38=49.86m 2V c =××38=0.6233m 2()()2251120.156320.15630.01551510e q qq s K θ-=+=+⨯⨯=⨯4分 2洗涤时间30.10.156349.86/1.87410416s -=⨯⨯⨯=4分3生产能力30.62333600 1.2025514181560c Q m ⨯==++⨯滤饼/h2分 5、用板框过滤机过滤某悬浮液,一个操作周期内过滤20分钟后共得滤液4m 3滤饼不可压缩,介质阻力可略;若在一个周期内共用去辅助时间30分钟,求：（1） 该机的生产能力2若操作表压加倍,其它条件不变物性,过滤面积,过滤时间与辅助时间,该机生产能力提高了多少 解：滤饼不洗涤（1） 4分（2） 6分6、对某悬浮液进行恒压过滤;已知过滤时间为300s 时,所得滤液体积为0.75m 3,且过滤面积为1m 2,恒压过滤常数K=510-3m2/s;若要再得滤液体积0.75m 3,则又需过滤时间为多少2:2e q q K θ+=解由q 3分223225103000.750.625220.75e e q q K K q q θθ-=--⨯⨯-∴===⨯得q q 3分 2232 1.520.62515825510825300525e q q K sθθ-++⨯⨯===⨯=-=q 4分 7、一小型板框压滤机有框10块,长宽各为0.2m,在2at 表压下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160l,每次洗涤与装卸时间为1hr,若介质阻力可忽略不计,求：1过虑常数K,洗涤速率;2若表压增加一倍,其他条件不变,此时生产能力为若干解：15分A=××10×2=0.8m 225分故生产能力为1+1=0.08m 3/h8、某板框压滤机的过滤面积为0.4 m 2,在恒压下过滤某悬浮液,4hr 后得滤液80 m 3,过滤介质阻力可略去不计;试求：①若其它情况不变,但过滤面积加倍,可得多少滤液②若其它情况不变,但操作时间缩短为2hr,可得多少滤液③若在原表压下过滤4hr 后,再用5m 3水洗涤滤饼,需多长洗涤时间设滤液与水性质相近; 解：13分23分34分9、一小型板框过滤机,过滤面积为0．1m 2,恒压过滤某一种悬浮液;得出下列过滤议程式：q+102=250θ+0．4式中q 以l/m 2,θ以分钟计;试求：1经过249．6分钟获得滤液量为多少2当操作压力加大1倍,设滤饼不可压缩同样用249．6分钟将得到多少滤液量;解：1)4.0(250)10(2+=+θq当6.249=θ分时q=240L/M 2V=240×0;1=24L 5分2,P='K2P='K2343=⨯=5分5.LV3.341.0。
化工原理习题
化工原理第一章 练习1． 湍流流动的特点是 脉动 ，故其瞬时速度等于 时均速度 与 脉动速度 之和。
2．雷诺准数的物理意义是 黏性力和惯性力之比 。
3．当地大气压为755mmHg ，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ，则其真空度为405 mmHg 。
4．以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为ρρρρρρf s w p u gz w p u gz +++=+++2222121122。
5．实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 黏性 。
6．如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将 （1） 。
(1)不变 (2)变大 (3)变小 (4)不确定7．如图所示的并联管路，其阻力关系是 （C ） 。
（A ）(h f )A1B (h f )A2B （B ）(h f )AB =(h f )A1B +(h f )A2B （C ）(h f )AB =(h f )A1B =(h f )A2B（D ）(h f )AB (h f )A1B =(h f )A2B8．孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 截面 、变 压头 ，而后者是恒 压头 、变 截面 。
9．如图所示，水从槽底部沿内径为100mm 的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。
槽中水位恒定。
今测得阀门全闭时，压力表读数p=。
现将阀门全开，试求此时管内流量。
已知阀门（全开）的阻力系数为，管内摩擦因数=。
答：槽面水位高度m g p H 045.681.91000103.593=⨯⨯==ρ在槽面与管子出口间列机械能衡算式，得：24.60.15.01.0203081.9045.62u⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=⨯λ解得：s m u /65.2=反应 器题7附图 1AB2题8附图p30m 20m题1附图h m s m u d V /9.74/0208.065.21.041413322==⨯⨯==ππ1．水以70m 3/h 的流量流过倾斜的异径管通。
化工原理习题含答案
·流体流动部分1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油如附图所示;油面最高时离罐底9.5 m;油面上方与大气相通..在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔;其中心距罐底1000 mm;孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固..若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa;问至少需要几个螺钉大气压力为101.3×103 Pa解：由流体静力学方程;距罐底1000 mm 处的流体压力为作用在孔盖上的总力为每个螺钉所受力为因此2．如本题附图所示;流化床反应器上装有两个U 管压差计..读数分别为R 1=500 mm;R 2=80mm;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=100mm..试求A 、B 两点的表压力..解：1A 点的压力2B 点的压力3、如本题附图所示;水在管道内流动..为测量流体压力;在管道某截面处连接U 管压差计;指示液为水银;读数R=100毫米;h=800mm..为防止水银扩散至空气中;在水银液面上方充入少量水;其高度可忽略不计..已知当地大气压为101.3KPa 试求管路中心处流体的压力..解：设管路中心处流体的压力为pP A =P AP + ρ水gh + ρ汞gR = P 0P=p 0- ρ水gh - ρ汞gR=101.3×103-1000×9.8x0.8- 13600×9.8×0.1P=80.132kpa4、如本题附图所示;高位槽内的水位高于地面7 m;水从φ108mm ×4 mm 的管道中流出;管路出口高于地面1.5 m..已知水流经系统的能量损失可按∑h f =5.5u 2计算;其中u 为水在管内的平均流速m/s..设流动为稳态;试计算1A -A '截面处水的平均流速；2水的流量m 3/h..解：1A - A '截面处水的平均流速在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程;得习题2附图习题1附图22121b12b2f 1122p p gz u gz u h ρρ++=+++∑ 1式中 z 1=7 m;u b1～0;p 1=0表压z 2=1.5 m;p 2=0表压;u b2 =5.5 u 2代入式1得2水的流量以m 3/h 计5、如本题附图所示;用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离..已知储罐内液面维持恒定;其上方压力为1.0133⨯105 Pa..流体密度为800 kg/m 3..精馏塔进口处的塔内压力为1.21⨯105 Pa;进料口高于储罐内的液面8 m;输送管道直径为φ68 mm ⨯4 mm;进料量为20 m 3/h..料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg;求泵的有效功率..解：在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式;得6、 某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动..若管长及液体物性不变;将管径减至原来的1/2;问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍解：流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时f p ∆=f h ρ∑或 f h ∑=f p ∆/ρ=λ2b 2u L d ρ ∑∑f1f2h h=2b1b22112))()(u u d d λλ 式中 21d d =2 ;b2b1u u =21d d 2 =4 因此 ∑∑f1f2h h=221()(2)(4)λλ=3212λλ 又由于 25.0Re316.0=λ 12λλ=25021.)Re Re =0.251b12b2)d u d u =2×25041.)=0.50.25=0.841 故 ∑∑f1f2h h=32×0.84=26.97、用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽见本题附图..反应器液面上方保持25.9×103 Pa 的真空度;高位槽液面上方为大气压..管道为φ 76 mm ×4 mm 的钢管;总长为35 m;管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计局部阻力系数为4、五个标准弯头..反应器内液面与管路出口的距离为17 m..若泵的效率为0.7;求泵的轴功率..已知溶液的密度为1073 kg/m 3;黏度为6.3⨯10-4 Pa ⋅s..管壁绝对粗糙度可取为0.3 mm..解：在反应器液面1-1;与管路出口内侧截面2-2;间列机械能衡算方程;以截面1-1;为基准水平面;得22b1b2121e 2f 22u u p p gz W gz h ρρ+++=+++∑ 1 式中 z 1=0;z 2=17 m;u b1≈0p 1=-25.9×103 Pa 表;p 2=0 表将以上数据代入式1;并整理得=9.81×17+24312.+1073109.253⨯+f h ∑=192.0+fh ∑ 其中 f h ∑=λ+e L L d +∑+∑ζ2b22u =Re b du ρμ=30.068 1.4310730.6310-⨯⨯⨯=1.656×105 根据Re 与e /d 值;查得λ=0.03;并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为闸阀全开： 0.43×2 m =0.86 m标准弯头： 2.2×5 m =11 m故 f h ∑=0.03×350.86110.068+++0.5+4kg J 243.12=25.74J/kg 于是 ()kg J 217.7kg J 74.250.192e =+=W泵的轴功率为s N =e W η/w =W 7.036001027.2174⨯⨯⨯=1.73kW 8、如本题附图所示;贮槽内水位维持不变..槽的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连;管路上装有一个闸阀;距管路入口端15 m 处安有以水银为指示液的U 管压差计;其一臂与管道相连;另一臂通大气..压差计连接管内充满了水;测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m..1当闸阀关闭时;测得R =600 mm 、h =1500 mm ；当闸阀部分开启时;测得R =400 mm 、h =1400 mm..摩擦系数λ可取为0.025;管路入口处的局部阻力系数取为0.5..问每小时从管中流出多少水m 32当闸阀全开时;U 管压差计测压处的压力为多少Pa 表压..闸阀全开时L e /d ≈15;摩擦系 习题7附图 习题8附图数仍可取0.025..解：1闸阀部分开启时水的流量在贮槽水面1-1;与测压点处截面2-2;间列机械能衡算方程;并通过截面2-2;的中心作基准水平面;得22b1b21212f 1222u u p p gz gz h ρρ++=+++∑，－ a 式中 p 1=0表u b2=0;z 2=0z 1可通过闸阀全关时的数据求取..当闸阀全关时;水静止不动;根据流体静力学基本方程知2H O 1Hg ()g z h gR ρρ+= b 式中 h =1.5 m; R =0.6 m将已知数据代入式b 得将以上各值代入式a;即9.81×6.66=2b 2u +100039630+2.13 u b 2 解得 s m 13.3b =u水的流量为 ()s m 43.1m 13.31.0785.036004π3600332b 2s =⨯⨯⨯==u d V 2闸阀全开时测压点处的压力在截面1-1;与管路出口内侧截面3-3;间列机械能衡算方程;并通过管中心线作基准平面;得22b1b33113f 1322u u p p gz gz h ρρ++=+++∑，－ c 式中 z 1=6.66 m;z 3=0;u b1=0;p 1=p 32e b f,13c ()2L L u h d λζ-+∑∑=+=22b b 350.025(15)0.5 4.810.12u u ⎡⎤++=⎢⎥⎣⎦ 将以上数据代入式c;即9.81×6.66=2b 2u +4.81 u b 2 解得 s m 13.3b =u再在截面1-1;与2-2;间列机械能衡算方程;基平面同前;得22b1b21212f 1222u u p p gz gz h ρρ++=+++∑，－ d 式中 z 1=6.66 m;z 2=0;u b1≈0;u b2=3.51 m/s;p 1=0表压力将以上数值代入上式;则解得 p 2=3.30×104 Pa 表压·蒸馏部分1、在一连续精馏塔中分离苯的含量为0..5苯的摩尔分数;下同的苯-甲苯混合液;其流量为100kmol/h..已知馏出液组成为0..95;釜液组成为0.05;试求1馏出液流量及苯的回收率2保持馏出液组成0.95不变;馏出液最大可能流量..2、在连续精馏塔中分离A 、B 两组分溶液..原料液的处理量为100 kmol/h;其组成为0.45易挥发组分A 的摩尔分数;下同;饱和液体进料;要求馏出液中易挥发组分的回收率为96％;釜液的组成为0.033..试求1馏出液的流量和组成；2若操作回流比为2.65;写出精馏段的操作线方程；3提馏段的液相负荷..解：1馏出液的流量和组成由全塔物料衡算;可得 kmol/h=54.55 kmol/h kmol/h=45.45 kmol/h 2精馏段操作线方程3提馏段的液相负荷3、在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液..原料液流量为50 kmol/h;要求馏出液中易挥发组分的收率为94％..已知精馏段操作线方程为y = 0.75x +0.238；q 线方程为y = 2-3x ..试求1操作回流比及馏出液组成；2进料热状况参数及原料的总组成；3两操作线交点的坐标值x q 及y q ；4提馏段操作线方程..解：1操作回流比及馏出液组成 由题给条件;得75.01=+R R 及238.01D =+R x 解得 R = 3;x D = 0.9522进料热状况参数及原料液组成 由于及21F =-qx 解得 q = 0.75气液混合进料;x F = 0.53两操作线交点的坐标值x q 及y q 联立操作线及q 线两方程;即解得 x q = 0.4699及y q = 0.59034提馏段操作线方程 其一般表达式为式中有关参数计算如下：kmol/h 68.24kmol/h 952.05.05094.0D F F n,A D n,=⨯⨯==x x q q η kmol/h = 25.32 kmol/hkmol/h =111.54 kmol/hkmol/h = 86.22 kmol/h则 4、 5、n,W 1.80.033q =()n,D n,F n,W 10054.55q q q =-=-31q q =--()n,W n,F n,D 5024.68q q q =-=-()n,L n,D n,F 324.680.7550q Rq qq '=+=⨯+⨯()n,V n,L n,W 111.5425.32q q q ''=-=-111.5425.320.0592 1.2940.0173986.2286.22y x x ''=-⨯=-6、。
化工原理习题
2221mx y mx y --化工原理简答题集锦1、操作中的吸收塔，若吸收剂入塔浓度x 2降低，其他操作条件不变，试定性分析气体出塔浓度y2、液体出塔浓度x 1的变化趋势。
(可画图说明：N OG 不变条件下，x 1只能变小)L 、G 不变，∴H OG 不变、N OG 不变；又m 不变，故 1/A 不变。
由吸收因数法可知不变。
由此可知y 2↓。
至于x 1的变化，则可用排除法判断：假 设x 1不变或变大，可见均与N OG 不变相矛盾。
因此，x 1必变小。
2、精馏塔在一定条件下操作，若回流液由饱和液体改为冷液时，其塔顶产品组成有何变化？为什么？3、提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时; x C 值将会变大还是变小? 从干燥机理加以分析。
4、叙述恒縻尔流假设的内容？6、试推导并流吸收塔的操作线方程？并在y-x 的相图上表示出来？7、叙述双膜理论的论点？。
8、叙述湿空气的性能参数？9、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？。
10、何谓塔的漏液现象？如何防止？。
13.在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器？14.何谓干燥速率？干燥过程分为哪几个阶段？各受什么控制？15.什么位置为适宜的进料位置？为什么？16.湿物料中的水分按能否用干燥操作分为？按除去的难易程度可分为？1、 精馏的原理是什么？答2、 压强对相平衡关系有何影响？精馏塔的操作压强增大，其他条件不变，塔顶、塔底的温度和组成如何变化？答：。
3、 精馏塔中气相组成、液相组成以及温度沿塔高如何变化？答：4、 恒摩尔流假定的主要内容是什么？简要说明其成立的条件。
答：恒摩尔流假定成立的条件：5、 进料热状态有哪些？对应的q 值分别是多少？答：。
6、 q 值的物理意义是什么？答：。
7、 什么是理论板？说明理论板与实际塔板的关系。
答：理论板是指离开该板的蒸气和液相组在达到平衡的塔板。
理论板和实际塔板间存在如下关系： T NN η=8、 什么叫理论板？说明理论板与实际塔板间的关系。
化工原理课后练习题
化工原理练习题一（流体流动）一、填空1．用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。
2．某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压＝kgf/cm2＝Pa。
该地区大气压强为720mmHg。
3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为1cP，在d内=100mm管内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为。
4．12kgf·m＝J。
5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝压)80 ℃时的密度为。
6．20℃的水通过10m长，d内＝l 00mm的钢管，流量V0＝10m3／h，阻力系数λ＝0.02，阻力降ΔP＝。
7．常用测量流量的流量计有、、。
8．无论滞流湍流，在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为，到管中心速度为。
滞流时，圆管截面的平均速度为最大速度的倍．9．在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随改变，不随而变，称为稳定流动，若以上各量既随而变又随而变，称为不稳定流动。
1０．流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以分、、三层。
11．流体在圆形直管中滞流流动时，平均流速增大一倍，其能量损失为原来损失的倍。
12．等边三角形边长为a，其当量直径是，长方形长2a，宽为a，当量直径是。
13．管内流体层流的主要特点是；湍流的主要特点是。
14．孔板流量计的流量系数C0的大小，主要与和有关。
当超过某一值后，C0为常数。
l 5．直管阻力的表示式hf＝。
管中流出ζ出＝，流入管内ζ入＝。
16．气体的粘度随温度的升高而，水的粘度随温度的升高而。
17．在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍?A)两种情况都为层流，B)两种情况都在阻力平方区。
二．某离心泵将某种石油馏分自1.5Km外的原油加工厂，经一根φ160×5mm的钢管输送到第一贮缸中，送液量为每分钟2000L。
《化工原理》习题集
《化工原理》习题集第二章气体吸收1、当总压为101.3 kPa，温度为25℃时，100克水中含氨1克，该溶液上方氨的平衡分压为0.933 kPa；若在此浓度范围内亨利定律适用，试求溶解度系数H和相平衡常数m（溶液密度近似取为1000kg/m3）。
2、含有4%（体积）氨气的混合气体，逆流通过水喷淋的填料塔，试求氨溶液的最大浓度，分别以摩尔分率，质量分率，比摩尔分率，比质量分率表示。
塔内绝对压强为2.03×105 Pa, 在操作条件下，气液平衡关系为p* = 2000x(式中p的单位为mmHg, x为摩尔分率)。
3、已知NO水溶液的亨利系数如下：指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少？并在x - y图上表示。
（1）含NO20.003(摩尔分率)的水溶液和含0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3 kPa，T=35℃；（2）气液组成及总压同（1），T=15℃；（3）气液组成及温度同（1），总压达200kPa（绝对压强）。
4、已知某吸收系统中，平衡关系为y = 0.3x ，气膜吸收分系数k y = 1.815×10-4 kmol / (m2.s)，液膜吸收分系数k x = 2.08×10-5 kmol / (m2.s)，并由实验测得某截面上气液相浓度分别为y = 0.014，x = 0.02，试求：（1）界面浓度y i、x i分别为多少？（2）液膜阻力在总阻力中所占的百分数，并指出控制因素；（3）气相推动力在总推动力中所占的百分数。
4、在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27℃，压力为101.3kPa（绝对压力）。
稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07 kPa，液相中甲醇浓度为2mol / m3。
甲醇在水中的溶解度系数H = 1.995 kmol / (m3.kpa.)，液膜吸收分系数k L = 2.08×10-5 m / s，气膜吸收分系数k G = 1.55×10-5 kmol / (m2.s.kpa.)。
化工原理习题及答案
p1 − p2 1.232 2 − 2.52 = + 0.153 = −88.2mm ρg 2g
说明：A 管液柱低，B 管液柱高，A 比 B 低 88.2mm 在图上画出
Hgjc_shsd
(7/51)
td1-10．用离心泵把 20℃的水从贮槽送至塔 顶部， 槽内水位维持恒定。 各部分相对位置如图。 管路的直径均为 φ76×2.5mm，在操作条件下，泵 入口处真空表的读数为 24.66kPa；水流经吸入管 与排出管(不包括喷头)的能量损失可分别按 Σhf,1=2u2 与 Σhf,2=10u2 计算，由于管径不变，故 式中 u 为吸入或排出管的流速 m/s。排水管与喷 头连接处的压强为 98.07kPa(表压)。试求泵的有 效功率。[答 Ne=2.26kW] 解：(1)以贮槽液面为上游截面 1-1’、排出管口与喷头连接处截面为下游 截面 2-2’，以贮槽液面为基准面 O-O’，列出 Bernoulli
H1 =
ρ0 H 0 0.8 * 20 = = 16m ρ1 1
Hgjc_shsd
(2/51)
td1-5．附图中串联 U 管压差计测 量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，U 管压 差计的指示液为水银，两 U 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 及 h4=1.4m。 锅炉中水面与基准 面间的垂直距离 h5=3m。大气压强 p0=99.3kPa。试求锅炉上方水蒸气的压 强 p5。(分别以 Pa 和 kgf/cm2 来计量)。 [答 p=3.64×105Pa=3.71kgf/cm2 ] 解：由静力学方程 p5+ρg(h5-h4)=p4 p4 =p3+ρHgg(h3-h4) p3=p2-ρg(h3-h2) p2 =p0+ρHgg(h1-h2) p5+ρg(h5-h4)=p0+ρ Hgg(h1-h2)-ρg(h3-h2)+ρHgg(h3-h4) p5=p0 +ρhgg(h1-h2)-ρg(h3-h2)+ρHg g(h3-h4)-ρg(h5-h4) =p0+ρHg g(h1-h2+h3-h4)-ρg(h3-h2+h5-h4) =p0+ρHg g(2.3-1.2+2.5-1.4)-ρg(2.5-1.2+3-1.4) =p0+ρHg g×2.2-ρg×2.9 =99.3+13.6×9.81×2.2-1×9.81×2.9 =364.4kPa p5=364.4 kPa×1 kgf.cm-2/98.1 kPa=3.715kgf.cm-2 1kgf.cm-2 =98.1 kPa ssd2-6、列管式换热器的管束 38 根 Φ25×2.5mm 的钢管组成。空气以 10m/s 的速度在管内流动，其平均温度为 50℃，由液柱压力计测得其压力为 250mmHg，压力计一端接通大气，当时大气压 101.3kPa，试求空气的体积 流量和质量流量。(0.12m3/s 0.174kg/s) 解： V = uA = 10 ×
化工原理习题
1.在完全湍流区，摩擦系数与（）有关。
(A）雷诺数(B）粗糙度 (C）粘度 (D）管长2.水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量保持恒定，当水温升高时，Re值将（）。
（A）变大（B）变小（C）不变（D）不确定3.水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量保持恒定，当水温降低时，Re值将（）。
（A）变大（B）变小（C）不变（D）不确定4、当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径变大的地方，其静压力将（）。
（A）增大（B）减少（C）不变（D）不能判断5、当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径变小的地方，其静压力将（）。
（A）增大（B）减少（C）不变（D）不能判断6.流体在圆形直管中流动，若管径一定而将流量增大一倍，则层流时能量损失是原来的（）倍。
（A）1 （B）2 （C）4 （D）无法计算7.在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与（）成正比。
(A）流速的一次方(B）流速的平方 (C）流速的三次方 (D）流速的五次方8.下面哪个流量计不是变压头流量计。
（）（A）孔板流量计（B）文丘里流量计（C）测速管（D）转子流量计9、输送系统的管路特性方程可表示为H=A+BQ2，则（）。
A. A只包括单位质量流体需增加的位能B. BQ2代表管路系统的局部阻力损失C. A包括单位质量流体需增加的位能和静压能D. BQ2代表单位质量流体需增加的动能10、层流及湍流的本质区别是（）。
A.湍流流速大于层流速B.流动阻力大的为湍流，流动阻力小的为层流C.层流的雷诺数小于湍流的雷诺言数D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动11.在湍流区，摩擦系数与（）无关。
(A）雷诺数 (B）粗糙度 (C）粘度(D）管长12. 在一输送系统中，要减少流量，不能通过下面的哪种方法实现。
（B ）（A）关小阀门（B）并联泵（C）降低泵的转速（D）切割叶轮直径13、流体进入完全湍流区时，摩擦系数只与（）有关。
化工原理习题
吸收习题一、吸收过程定性分析1 低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入塔气量，则：气相总传质单元高度将_____；气相总传质单元数将_____; 出塔气相组成将_____；出塔液相组成将____；溶质回收率将____；Ａ.增加；Ｂ.减小；Ｃ.不变；Ｄ.不确定答案：Ａ；Ｂ；Ａ；Ａ；Ｂ2 低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅降低入塔液体组成,则：气相总传质单元高度将______; 气相总传质单元数将______;气相出塔组成将_____; 液相出塔组成将_____.A 增加；B 减小；C 不变；D不确定.答案：C；C；B；B3 低浓度逆流吸收操作中，若其他入塔条件不变，仅增加入塔气体浓度，则：出塔气体浓度将_____; 出塔液体浓度____;A 增大；B 减小；C 不变；D 不确定答案：A；A4 低浓度逆流吸收操作，当气液进塔组成不变，而改变操作条件使脱吸因数s增大，则：气体出塔浓度将_____; 液体出塔浓度将_____.A 增大；B 减小；C 不变；D 不确定答案：A；D5 低浓度难溶气体的逆流吸收过程，若其他操作条件不变，仅入塔气量有所下降，则：液相总传质单元数将_____; 液相总传质单元高度将______；气相总传质单元数将_______；气相总传质单元高度将______；操作线斜将_____．Ａ. 增加；Ｂ. 减小；Ｃ. 基本不变；Ｄ. 不确定；答案：Ｃ；Ｃ；Ａ；Ｂ；B6 操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将；又当用清水作吸收剂时，其他操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将。
A 增大：B 降低；C. 不变；D. 不确定答案A：C二、基础知识1 对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数将____,相平衡常数将____,溶解度系数将___.A. 增加； C. 不变；B. 降低； D. 不确定答案：C；B；C2 双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散，及分别表示在传质方向上某截面处溶质A的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于1时，|JA|_ C ___|JB|；|NA__ A __ NB| A:大于；B: 小于；C:等于; D．不确定3 通常所讨论的吸收操作中，吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分离_____.A.回收率趋向最高B.吸收推动力趋向最大C.操作最为经济D. 填料层高度趋向无穷大4 下述说法中错误的是_ B ____.A 溶解度系数H值很大，为易溶气体；B 亨利系数E值很大，为易溶气体；C 享利系数E值很大，为难溶气体；D 平衡常数m值很大，为难溶气体；5 下述说法中正确的是__Ｄ____。
化工原理习题
化工原理第一章 练习1． 湍流流动的特点是 脉动 ，故其瞬时速度等于 时均速度 与 脉动速度 之和。
2．雷诺准数的物理意义是 黏性力和惯性力之比 。
3．当地大气压为755mmHg ，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ，则其真空度为405 mmHg 。
4．以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为ρρρρρρf s w p u gz w p u gz +++=+++2222121122。
5．实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 黏性 。
6．如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将 （1） 。
(1)不变 (2)变大(3)变小(4)不确定7．如图所示的并联管路，其阻力关系是 （C ） 。
（A ）(∑h f )A1B >(∑h f )A2B（B ）(∑h f )AB =(∑h f )A1B +(∑h f )A2B （C ）(∑h f )AB =(∑h f )A1B =(∑h f )A2B（D ）(∑h f )AB >(∑h f )A1B =(∑h f )A2B 8．孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 截面 、变 压头 ，而后者是恒 压头 、变截面 。
9．如图所示，水从槽底部沿内径为100mm 的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。
槽中水位恒定。
今测得阀门全闭时，压力表读数p=59.3kPa 。
现将阀门全开，试求此时管内流量。
已知阀门（全开）的阻力系数为6.4，管内摩擦因数λ=0.018。
答：槽面水位高度mgpH045.681.91000103.593=⨯⨯==ρ在槽面与管子出口间列机械能衡算式，得：24.60.15.01.0203081.9045.62u⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=⨯λ 解得：sm u /65.2=hm s m u d V /9.74/0208.065.21.041413322==⨯⨯==ππ题8附图题1附图1．水以70m3/h的流量流过倾斜的异径管通。
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例1-1 静力学方程应用如图所示，三个容器A 、B 、C 内均装有水，容器C 敞口。
密闭容器A 、B 间的液面高度差为z 1=1m ，容器B 、C 间的液面高度差为z 2=2m ，两U 形管下部液体均为水银，其密度?0=13600kg/m 3，高度差分别为R =，H =，试求容器A 、B 上方压力表读数p A 、p B 的大小。
解 如图所示，选取面1-1?、2-2?，显然面1-1?、2-2?均为等压面，即2211p p p p '='=，。
再根据静力学原理，得：()gH p H z g p a B 02ρρ+=++ 于是 ()()1.0281.910001.081.91360020+⨯-⨯⨯=+-=-H z g gH p p a B ρρ=–7259Pa由此可知，容器B 上方真空表读数为7259Pa 。
同理，根据p 1=p 1?及静力学原理，得：gR gz p gR p B A 01)()(ρρρ++=+表表所以gR R z g p p B A 01)(()()ρρ+-+=表表()2.081.9136002.0181.910007259⨯⨯+-⨯+-= =?104Pa例1-2 当被测压差较小时，为使压差计读数较大，以减小测量中人为因素造成的相对误差，也常采用倾斜式压差计，其结构如图所示。
试求若被测流体压力p 1=?105Pa （绝压），p 2端通大气，大气压为?105Pa ，管的倾斜角?=10?，指示液为酒精溶液，其密度?0=810kg/m 3，则读数R ?为多少cm若将右管垂直放置，读数又为多少cm 解 （1）由静力学原理可知：αρρsin 0021R g gR p p '==- 将p 1=?105Pa ， p 2=?105Pa ，?0=810kg/m 3，?=10?代入得： 05502110sin 81.981010013.110014.1sin ⨯⨯⨯-⨯=-='αρg p p R ==（2）若管垂直放置，则读数5502190sin 81.981010013.110014.1sin ⨯⨯⨯-⨯=-='αρg p p R ==可见，倾斜角为10?时，读数放大了=倍。
例1-3 一车间要求将20?C 水以32kg/s 的流量送入某设备中，若选取平均流速为s ，试计算所需管子的尺寸。
若在原水管上再接出一根?159?的支管，如图所示，以便将水流量的一半改送至另一车间，求当总水流量不变时，此支管内水流速度。
解 质量流量42d u uA m πρρ⋅== 式中u =s ，m =32kg/s ，查得20?C 水的密度?=998kg/m 3，代入上式，得：例1-1附图 p 2例1-2图 倾斜式压差计=⨯⨯⨯=14.31.1998324d =193mm 对照附录，可选取?219?6mm 的无缝钢管，其中219mm 代表管外径，6mm 代表管壁厚度。
于是管内实际平均流速为：95.010622199983244622=⨯⨯-⨯⨯==-ππρd m u m/s若在原水管上再接出一根?159?的支管，使支管内质量流量m 1=m /2，则：22211ud d u = 将d 1=159-2?=150mm=，d =219-2?6=207mm=，u =s 代入得：9.015.0207.095.021212211=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d u u m/s例1-4 20℃水以s 的平均速度流过内径d =的圆管，试求1m 长的管子壁上所受到的流体摩擦力大小。
解 首先确定流型。
查附录得20℃水的物性为：?=m 3，?==×10-3Pa?s ，于是20002.99310005.12.9981.001.0Re 3<=⨯⨯⨯==-μρdu可见属层流流动。
由式1-88得： 0804.001.01.010005.18843-=⨯⨯⨯-=-=-=-d u R u w μμτN/m 21m 长管子所受的总的摩擦力0025.0101.00804.0=⨯⨯⨯=-=ππτdL F w N例1-5 关于能头转化如附图1所示，一高位槽中液面高度为H ，高位槽下接一管路。
在管路上2、3、4处各接两个垂直细管，一个是直的，用来测静压；一个有弯头，用来测动压头与静压头之和，因为流体流到弯头前时，速度变为零，动能全部转化为静压能，使得静压头增大为（p/?g +u 2/2g ）。
假设流体是理想的，高位槽液面高度一直保持不变，2点处直的细管内液柱高度如图所示；2、3处为等径管。
试定性画出其余各细管内的液柱高度。
解 如图1-25所示，选取控制面1-1面、2-2面、3-3面和4-4面。
对1-1面和2-2面间的控制体而言，根据理想流体的柏努利方程得：g p g u z g p g u H ρρ222212122++=++ 式中u 1=0，p 1=0(表压)，z 2=0(取为基准面)，于是，上式变为：例1-5附图1g p g u H ρ2222+= (1) 这就是2点处有弯头的细管中的液柱高度，见附图2，其中比左边垂直管高出的部分代表动压头大小。
同理，对1-1面和3-3面间的控制体有：g pg u z H ρ32332++= (2)可见，3点处有弯头的细管中的液柱高度也与槽中液面等高，又因为2、3处等径，故u 2= u 3，而z 3>z 2=0，故由式1、式2对比可知，p 3/?g < p 2/?g ，静压头高度见图1-26。
在1-1面和4-4面间列柏努利方程有：g pg u z H ρ42442++= (3) 可见，4点处有弯头的细管中的液柱高度也与槽中液面等高。
又z 3= z 4，u 4> u 3，对比式3、式2可见： g p g p ρρ34<例1-6 轴功的计算 如图所示，用泵将河水打入洗涤塔中经喷嘴喷出，喷淋下来后流入废水池。
已知管道尺寸为?114?4mm ，流量为85m 3/h ，水在管路中流动时的总摩擦损失为10J/kg （不包括出口阻力损失），喷头处压力较塔内压力高20kPa ，水从塔中流入下水道的摩擦损失可忽略不计。
求泵的有效轴功率。
解 取河面为1-1面，喷嘴上方管截面为2-2面，洗涤塔底部水面为3-3面，废水池水面为4-4截面。
河水经整个输送系统流至废水池的过程中并不是都连续的，在2-2面和3-3面之间是间断的，因此，机械能衡算方程只能在1-2、3-4之间成立。
在1-1面和2-2面间列机械能衡算方程：fe w pu gz w p u gz +++=+++ρρ2222121122例1-6附图2例1-5附图2取河面为基准面，则z 1=0，z 2=7m ，又u 1?0（河面较管道截面大得多，可近似认为其流速为零），422d Vu π=()68.24104211436008562=⨯⨯-=-πm/s ，p 1=0(表)，w f =10J/kg 。
将以上各值代入上式，得：ρρ)(26.8210)(268.281.97222表表p p w e +=+++⨯= 式中p 2由3-3面与4-4面间的机械能衡算求取。
因流体在3、4面间的流动损失不计，故有：ρρ)(2)(242443233表表p u gz p u gz ++=++ 取4-4面为基准面，则z 3=，z 4=0，又u 3?u 4? 0，p 4(表)=0代入上式解之得：77.1181.92.133-=⨯-=-=g z p ρ（表）J/kg而 23.81000102077.111020)()(3332=⨯+-=⨯+=ρρρ表表p p J/kg于是49.9023.826.82=+=e w J/kg 故泵的有效轴功率为：360049.90851000⨯⨯==e e Vw mw ρ=2137W?例1-7 如图所示，将敞口高位槽中密度870kg/m 3、粘度?10-3Pa?s 的溶液送入某一设备B 中。
设B 中压力为10kPa （表压），输送管道为?38?无缝钢管，其直管段部分总长为10m ，管路上有一个90?标准弯头、一个球心阀（全开）。
为使溶液能以4m 3/h 的流量流入设备中，问高位槽应高出设备多少米即z 为多少米解 选取高位槽液面为1-1面、管出口内侧截面为2-2面，并取2-2面为位能基准面。
在1-1面与2-2面间列机械能衡算式：fw p u p gz +++=++ρρ)(20)(02221表表 式中：421100.1)(0)(⨯==表，表p p Pa ，?=870kg/m 3，30.14033.0360044222=⨯==ππd Vu m/s4310665.4108.087030.1033.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρdu ，可见属湍流流动，查表1-1并取管壁绝对粗糙度?=，则?/d =，查图1-30得?=（或按式1-117计算得）。
查表1-2得有关的各管件局部阻力系数分别为：突然缩小 ：?1=； 90?标准弯头 ：?2=；球心阀（全开）：?3=。
于是65.74.675.05.0=++=∑ζ例1-7附图kgJ 19.16230.165.7033.010038.02222=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∑+=u d l w f ζλ将以上各数据代入机械能衡算式中，得：91.281.919.1681.9230.181.9870100.12)(24222=+⨯+⨯⨯=++=g w g u g p z f ρ表m本题也可将2-2面取在管出口外侧，此时，u 2=0，而w f 中则要多一项突然扩大局部损失项，其值恰好为u 22/2，故管出口截面的两种取法，其计算结果完全相同。
例1-8 设计型问题已知一自来水总管内水压为2?105Pa （表压），现需从该处引出一支管将自来水以3m 3/h 的流量送至1000m 远的用户（常压），管路上有90?标准弯头10个，球心阀（半开）2个，试计算该支管的直径。
已知水温20?C ，由于输送距离较长，位差可忽略不计。
解 从支管引出处至用户之间列机械能衡算方程，得：2221ud l w p p f ⎪⎭⎫ ⎝⎛∑+==-ζλρ (1) 式中 ，p 1=2?105Pa ，p 2=0，?=1000kg/m 3，?=?10-3Pa?s ，l =1000m ，查表1-2得，90?标准弯头10个：?1=?10=；球心阀（半开）2个：?2=?2=19 所以 ??=?1+?2=232210062.14360034d d d Vu -⨯===ππ代入式（1）得： 5410547.310265.0⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+d d λ(2)因?与d 有复杂的函数关系，故由式（2）求d 需用试差法。
?变化较小，试差时可选用?作为试差变量。
试差过程如下：首先假设流动处在完全湍流区，取?=，则：0077.003876.0103.03=⨯=-d ε查图1-30，得?=，由式（2）得：04.0=d m4331064.210056.110005.136003100044Re ⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯===-d d d V du ππμρμρ属湍流。