宁波工程学院化工原理计算题
宁波工程学院化工原理计算题
宁波工程学院化工原理计算题(共61页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一单元 流体流动1-1．U 型管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，如图1-1所示，U 型管压差计的指示液为水银，两U 型管的连接管内充满水。
已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h 1=, h 2=, h 3=, h 4=, h 5=3m,大气压强Pa=745mmHg 。
试求锅炉上方水蒸汽的压强0P 。
解：由静力学方程得：)(21h h g p p H g a c -+=ρ)()(2323'h h g P h h g p p B g c -+=-+=水水ρρ)(43h h g p p H g B A -+=ρ)(45h h g p p o A -+=水ρ)(21h h g p p H g a c -=-ρ )(21h h g p p H g a c -=-ρ )(23h h g p p C B --=-水ρ)(43h h g p p H g B A -=-ρ)(45h h g p p A o --=-水ρ由以上各式可得：[][])()()()(45234321h h h h g h h h h g p p H g a o -+---+-+=水ρρPa 51064.3)]4.13()2.15.2[(81.91000)]4.15.2()2.13.2[(81.913600101330760745⨯=-+-⨯--+-⨯+⨯=本题是静力学方程与U 型压差计的应用。
图1-1001-2． 密度为850kg/m 3的某液体由敞口高位槽从φ89×4mm 的管道中流出，高位槽液面高于地面12m ，管路出口高于地面3m(如图1-2)。
已知该液体流经系统的总能量损失可按(∑h f ) W f = 计算，u 为液体在管内的流速m/s 。
试计算：1）管内液体的流速；2）该液体的体积流量和质量流量（分别以m 3/h 和kg/h ）。
宁波工程学院化工原理题库卷2
《化工原理》试卷二一、选择题(每题2分，共18分)1. 在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指。
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．旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径D．能保持滞流流型时的最大颗粒直径2. 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3. 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4.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5. 用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门，将导致。
A．送水量增加，整个管路压头损失减小B．送水量增加，整个管路压头损失增大C．送水量增加，泵的轴功率不变D．送水量增加，泵的轴功率下降6. 在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理：甲：传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。
A．甲乙均合理 B. 甲乙均无理 C. 甲合理，乙无理 D.乙合理，甲无理7. 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度耐火砖的黑度。
A．大于 B. 等于 C. 不能确定是否大于 D. 小于8. 在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管程中的空气。
若空气流量大10％，为保证空气出口温度不变，可采用的办法是。
A．壳程加折流挡板，增大壳程α值B ．将原先的并流改为逆流流动以增大∆t mC．开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸汽流量D．开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力9. 层流与湍流的本质区别是：。
A．湍流流速大于层流流速B．流道截面积大的为湍流，截面积小的为层流C．层流的雷诺数小于湍流的雷诺数D．层流无径向脉动，而湍流有径向脉动二、填空题（每空1.5分，共27分）1．在流体阻力实验中，以水作工质所测得的管内摩擦系数与雷诺数的关系适用于流体。
化工原理II 期末试卷 14级 A 宁波工程学院答案(1)
宁波工程学院 2016-2017学年第 一 学期 《化工原理II 》课程期末考试卷A 卷考试时间为：2个小时填空（每题2分，共 24分） 某连续精馏塔中，若精馏段操作线的截距为零，则馏出液流量为 0 。
简单蒸馏与精馏的主要区别是 是否有回流 。
精馏处理的物系是 均相液体 混合物，利用各组分 挥发度 的不同实现分离。
精馏设计中，随着回流比的逐渐增大，操作费用 逐渐增加 ，总费用呈现 先减小后增加 的变化过程。
用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为 y=αx/(1+(α-1)x) 。
若传质总系数与分系数之间的关系表示为G L G k Hk K 111+=,则其中的G k 1表示 气相传质阻力 ，当 1/(Hk L ) 项可以忽略时表示该吸收过程为气膜控制。
在吸收过程中，若减小吸收剂的用量，操作线的斜率 变小 ，吸收推动力 变小 。
（变大、变小、不变） 板式塔的负荷性能图由 漏液线 、 雾沫夹带线 、液相负荷上限线、液相负荷下限线和液泛线五条曲线包围的区域构成。
三角形坐标图上任一边上的点代表一个 二 元混合液组成点，三角形内的任一点代表一个 三 元混合液组成点。
在单级萃取器中用纯溶剂S 提取两组分混合液中的组分A ，测得萃取相和萃余相中组分A 的质量分率分别为0.39和0.20。
操作条件下B 与S 可视为不互溶，则组分A 的分配系数k A = 1.95 ，溶剂的选择性系数β= 无穷大 。
对不饱和湿空气，湿球温度 大于 露点温度。
（大于、小于、等于） 当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于___湿球__温度，此时干燥除去的是___非结合______水分。
选择题（每题2分，共20分） 在t-x-y 相图中，液相与气相之间量的关系可按（ D ）求出。
A 、拉乌尔定律 B 、道尔顿定律 C 、亨利定律 D 、杠杆规则 线方程一定通过x －y 直角坐标上的点（ B ）。
宁波工程学院化工原理题库卷3
《化工原理》试卷三一、选择题(每小题2分, 共16分)1. 图示为一异径管段，从A段流向B段，测得U形压差计的读数为R＝R1；从B段流向A段测得U形压差计读数为R＝R2，若两种情况下的水流量相同，则。
A．R1> R2 ； B. R1＝R2； C. R1<R2 D. R1＝-R22. 附图1所表示的R值大小反映。
A．A、B两截面间压差值 B. A－B截面间流动压降损失C．A、B两截面间动压头变化 D. 突然扩大或突然缩小流动损失。
附图13. 离心泵最常用的调节方法是。
A．改变吸入管路中阀门开度B．改变压出管路中阀门的开度C．安置回流支路，改变循环量的大小D．车削离心泵的叶轮4. 漩涡泵常用的调节方法是。
A．改变吸入管路中阀门开度B．安置回流支路，改变循环量的大小C．改变压出管路中阀门的开度D．改变电源的电压5. 过滤常数K与以下因素无关。
A．滤液的粘度 B. 滤浆的浓度C．滤饼在∆P＝1时的空隙率 D. 滤饼的压缩性6. 以下物理量与过滤面积的大小无关。
A．过滤速率dV/dt B. 单位过滤面积的过滤速率dV/（sdt）C．介质的当量滤液量V e D. 介质在单位面积上的当量滤液量q e7. 在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理：。
甲：传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。
A．甲乙均合理 B. 甲乙均无理C. 甲合理，乙无理D. 乙无理，甲合理8. 在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管程中的空气。
若空气流量大10％，为保证空气出口温度不变，可采用的办法是。
A．壳程加折流挡板，增大壳程α值B. 将原先的并流改为逆流流动以增大∆t mC．开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸汽流量D．开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力二、填空题(每空1.5分, 共24分)1．流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速0.5m/s，压强为10Pa，Re 为1000，问管中心处点速度为 m/s，若流速增加为1m/s，则压强降为Pa。
化工原理期末试卷B
宁波工程学院2010-2011 学年第一学期《化工原理Ⅱ》课程期末考试卷B一、选择题（共30分，每空1.5分）1、精馏过程的操作线为直线，主要基于( )。
A．塔顶泡点回流 B. 恒摩尔流假定 C. 理想物系 D．理论板假定2、在精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使( )。
A．平衡线发生变化 B．操作线与q线变化C．平衡线和q线变化 D．平衡线和操作线变化3、操作中的精馏塔，若选用的回流比小于最小回流比，则精馏塔( )。
A．不能操作 B．XD,XW均增加 C．XD,XW均不变 D．XD减小,XW增加4、在常压下苯的沸点为80.1℃。
环己烷的沸点为80.73℃，欲使该两组分混合液得到分离则宜采用( )。
A．恒沸精馏 B．普通精馏 C．萃取精馏 D．水蒸气精馏5、非理想溶液不一定都有恒沸点，只有对拉乌尔定律有明显的( )的非理想溶液才具有恒沸点。
A．偏差小 B. 偏差大 C．偏差中等 D. 无偏差6、常压下沸点为185℃与水不互溶的A组分，若采用水蒸气蒸馏方法，在常压下，此混合液的沸点为( )。
A．<100℃ B. >185℃ C．=100℃ D．=185℃7、某吸收过程，已知气膜吸收系数Ky=4×10-4 kmol／(m2·s)，液膜吸收系数Kx=4×10-4 kmo|／(m2·s)，由此可判断该过程是( )。
A．气膜控制 B．液膜控制 C．判断依据不足 D．双膜控制8、精馏塔的设计意图是（）。
A．总体上气液两相成逆流流动 B. 总体上气液两相成并流流动C．总体上气液两相成错流流动 D.无法确定9、欲使塔板负荷性能图的液泛线上移，可以采取的措施是( )。
A．减少降液管面积 B．加大板间距 C．减少开孔率 D．加大塔径10、设计筛板塔时，若改变结构参数，会引起负荷性能图的变化。
下面叙述中正确的是( )。
A．板间距降低，雾沫夹带线上移 B. 板间距降低，液泛线上移C．塔径增大，液泛线下移 D．降液管面积增加，雾沫夹带线下移11、在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线变化的趋势是：液泛线( )，雾沫夹带线( )，漏液线( )。
化工原理期末试卷C
宁波工程学院2009-2010学年第二学期《化工原理Ⅰ》课程期终考试卷一、填空（每空1分，共30分）1. 从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量将_ ，管路的局部阻力将，直管阻力将。
2. 离心泵开泵之前先灌液，目的是防止发生现象的发生。
3. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的扬程，流量，效率，轴功率。
4. 含细小颗粒的气流在降尘室内除去小粒子，正常情况下能100%除去70μm的粒子，现气体处理量增大一倍，原降尘室能100%除去的最小粒径为_________μm。
(设沉降在斯托克斯区)5. 工业上应用较多的压滤型间歇过滤机有__________ 与___________；吸滤型连续操作过滤机有________________ 。
m 6. 在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，恒压下过滤20min，每平方米过滤面积上得到0.253的滤液，则过滤常数K= m2/s, 若再过滤20min，每平方米过滤面积上又可得m3滤液量（设过滤介质阻力可忽略）。
7. 由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻就愈，其两侧的温度差愈。
（大、小）8.用二种厚度相同的材料保温时，往往把导热系数_____________ 的材料包在内层，以达到好的保温效果。
（大、小）9. 工厂每隔一段时间要对换热器进行清洗，其目的是。
10.间壁管规格为φ108×4mm，导热系数为45w.m-2.K-1，管内外两侧给热系数分别为1000w.m-2.K-1和1500w.m-2K-1，则总传热系数K o为_________ w.m-2.K-1（忽略污垢热阻）。
11. 在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，加热器顶部设置排气阀是为了 。
12. 消除列管换热器温差应力，常用的方法有三种，即在壳体上加 、采用 结构或采用 式结构。
13. 用冷却水将一定量的热流体由120℃冷却到70℃，冷却水初温为25℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为35℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为40℃，则用水量 W 1 W 2 ，所需传热面积S 1 S 2 。
宁波工程学院化工原理题库卷1
宁波工程学院化工原理题库卷1《化工原理》试卷一一、选择题(每小题2分, 共16分)1．某液体在内径为d1的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2（d2＝d1/2）的管子时，则其流速为原的倍；若流动为完全湍流（阻力平方区），则压降?P f是原来的倍。
A．4 B. 8 C. 16 D. 322．“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．只有第一中说法对 D. 只有第二中说法正确3．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．颗粒分布广，坚硬，不可压缩D．颗粒均匀，可压缩，易变形4．离心泵停车时要。
A．先关出口阀后断电B. 先断电后关出口阀C. 先关出口阀先断电均可D. 单级式的先断电，多级式的先关出口阀5．离心泵的工作点。
A．由泵铭牌上的流量和扬程所决定B. 即泵的最大效率所对应的点C. 由泵的特性曲线所决定D. 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点6．用常压水蒸汽冷凝来加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为。
A．20℃ B.100℃ C. 60℃ D. 49.7℃7. 高翅片管加热器一般用于。
A．两侧均为液体B. 两侧流体均有相变化C．一侧为气体，一侧为蒸汽冷凝D. 一侧为液体沸腾，一侧为高温液体8．量纲分析法的目的在于。
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，使实验数与关联工作简化D．用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠二、填空题(每空2分, 共24分)1．对如附图1所示的测压装置，分别写出?P＝P1-P2的计算式。
（a）图?P ，（b）图?P ，（c）图?P ，（d）图?P 。
附图12．离心泵的扬程含义是。
3．离心泵常采用调节流量，往复泵常采用调节流量。
4．通过一换热器，用饱和水蒸汽加热水，可使水的温度由20℃升高至80℃，现发现水的出口温度降低了，经检查水的初温与流量均无变化，引起问题可能的原因是。
宁波工程学院化工原理计算题
第五单元 精 馏5-1．若苯－甲苯混和液在45℃时沸腾，总压为20.3kpa 。
已知在45℃时，纯苯的饱和蒸气压kpa p7.220=苯，纯甲苯的饱和蒸气压kpa p 6.70=甲苯。
求其气液相的平衡组成及相对挥发度。
解：（1）平衡时苯的液相组成x 苯、气相组成y 苯84.01.157.126.77.226.73.20000==--=--=甲苯苯甲苯苯p p p p x 而94.084.03.207.220=⨯=⋅=苯苯苯x p p y因苯-甲苯可当作理想溶液，故相对挥发度为： 0.36.77.2200≈==甲苯苯p p α 本题要求掌握泡、露点方程及其应用。
5-3．在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n 的气相组成y n＋1为0.75，从该板流出的液相组成x n为0.65（均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度α为2.5，求：1）回流比R ；2）流入该板的液相组成x n－1；3）从该板上升的蒸气组成y n解：1）求R 由211=+=R R V L （1分）可解出：2R ＝R ＋1，R ＝1（2）求x n－1①由精馏段操作线方程111+++=+R x x R R y D n n ，得265.02175.0D x ＋＝⨯ 解出x D＝0.85（2分）②因111+++=-R x x R Ry D n n ，代入已知量得 285.021823.01+=-n x ，解出796.01=-n x 3）求yn可用气液平衡方程由α、x n求出y n()823.065.05.1165.05.211=⨯+⨯=-+⋅=n n n x x y αα本题要求熟练运用操作线方程和平衡方程解决精馏过程有关计算问题。
5-4．在泡点进料下，某两组分连续精馏塔的操作线方程为： 精馏段：263.0723.0+=x y 提馏段： 1.250.0187y x =-求：1）回流比；2）馏出液；3）釜残液的组成；4）原料液的组成。
化工原理计算题及答案
化工原理试卷计算题答案一、计算题 ( 共43题 320分 )1. 5 分 (2823)D2823取水池液面为1—1截面，贮槽水面为2—2截面，并以截面1—1为基准水平面。
在截面1—1和2—2间列伯努利方程：gZ 1+ρ1p +221u +.W e = gZ 2+ρ2p +222u +∑f h 式中：Z 1=0，Z 2=10 mp 1= p 2=0(表压)u 1= u 2≈0∑f h =20 J ·kg -1则泵所提供的能量为：.W e = gZ 2+∑f h =9.81×10+20=98.1+20=1.2×102 J ·kg -12. 10 分 (3758)D3758(1)求热气体向冷气体传递的热流速率, φ:已知: 冷气体的进出口温度T 1'=310 ℃,T 2'=445 ℃;冷气体的质量流量q m '=8000kg ·h -1，则冷气体单位时间获得的热量, φ'=q m 'c p '()''T T 21-; 冷气体单位时间损失的热量, φl =0.1φ';热气体向冷气体传递的热流速率, φ=φ'+φl =1.1q m 'c p '()''T T 21- =1.1×80003600×1.05×103×(445-310) =3.47×105 W(2)求热气体最终温度, T 2：由热气体热量衡算可得φ=q c T T m p ()12-=50003600×1.05×103×(580-T 2)=3.47×105 W T 2 =342 ℃∆T T T 112=-='580-445=135 ℃∆T T T 221=-'=342-310=32 ℃∆T m =-1353213532ln =71.6 ℃（即71.6 K ） K =m T A ∆φ=3.47105×200716⨯.=24.2 W ·m -2·K -1。
宁波工程学院12级化工原理下试卷-B(带答案)
宁波工程学院 2014-2015学年第 一 学期 《化工原理Ⅱ》课程期末考试卷B 卷本试卷适用班级：化工12-1、12-2、12-3、12-4、12-5、12-6 考试时间为：2个小时 一、 填空（每2分，共 30分） 1. 1. 蒸馏是分离 液体混合物 的一种常用方法，其分离依据是 挥发度的差异 。
2. 某二元混合物，进料量为3600 kmol/h ，x F = 0.4，要求塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为 1600 kmol/h 。
3. 精馏塔设计时，原料液流量F 和组成x F ，塔顶馏出液组成x D ，釜液组成x w 已定，回流比R 不变。
将加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 ， 提馏段上升蒸汽量V' 增大 。
（增大、减小、不变） 由题意可知，D 不变，又R 不变，V=（R+1）D ，故V 不变；由V'= V -（1-q ）F ，q 从1变为0，故V'增大。
4. 用清水逆流吸收空气中的氨气，在一吸收率为98%的填料吸收塔中进行，进塔气体中氨气的摩尔分数为10%，则出塔气体中氨气的摩尔分数为 0.22% 。
max 36000.4900/0.9F D Fx D kmol h x ⨯===5. 某吸收塔中，物系的平衡线方程为y=1.2x ，操作线方程为y=2.0x+0.001，当y 1=0.10， y 2=0.02时，x 1= 0.0495 ，x 2= 0.0095 ，气相传质单元数N OG =3.88 。
6. 常压下，x=0.1的溶液与y=0.15的气体等温接触，该传质过程的推动力为 0.03 atm 。
若系统温度升高，传质推动力将 减小 ；若系统总压增高，传质推动力将 增大 。
（此条件下的系统的平衡关系为：p=1.2x ；压力p 单位：atm 。
）()1220.10.111110.10.111110.980.00220.00220.00220.22%10.0022Y Y y ==-=⨯-====+()12120.10.0010.020.0010.0495;0.0095220.1 1.20.04950.04060.02 1.20.00950.00860.04060.00860.0206ln 0.0406/0.00860.10.02 3.880.0206m OG x x y y y N --====∆=-⨯=∆=-⨯=-∆==-==10.15 1.20.10.03p p atm*-=⨯-⨯=7. 化工原理实验中用水–空气系统进行氧解吸以测定传质系数，这种系统属于气膜控制系统，传质阻力主要在气相侧。
化工原理期末试卷C
宁波工程学院2010-2011 学年第一学期《化工原理Ⅱ》课程期末考试卷C一、选择题（共27分，每空1.5分）1、传质通量N A等于扩散通量J A的条件是（）A．单向扩散 B.等分子反向扩散 C.涡流扩散 D.定态扩散2、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分离任务（）。
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3、在常压下用水逆流吸收空气中的C02，若将用水量增加，则出口气体中的C02量将（）。
A．增加 B.减少 C.不变 D.不定4、正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列（）情况将发生。
A．出塔液体浓度x1增加，回收率增加 B. 出塔气体浓度增加，但x1不定C. 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加D. 在塔下部将发生解吸现象5、某吸收过程，已知气膜吸收系数ky=4*10-4kmol/(m2·s)，液膜吸收系数kx=4*10-4kmol/(m2·s)，由此可判断该过程是（）。
A．气膜控制 B.液膜控制 C.判断依据不足 D.双膜控制6、一湿物料干基含水率为35%，则湿基含水率为（）。
A．15%； B. 21%； C.26%； D.33%7、精馏塔的设计意图是（）。
A．总体上气液两相成逆流流动 B. 总体上气液两相成并流流动C．总体上气液两相成错流流动 D.无法确定8、欲使塔板负荷性能图的液泛线上移，可以采取的措施是( )。
A．减少降液管面积B．加大板间距C．减少开孔率D．加大塔径9、设计筛板塔时，若改变结构参数，会引起负荷性能图的变化。
下面叙述中正确的是( )。
A．板间距降低，雾沫夹带线上移 B. 板间距降低，液泛线上移C．塔径增大，液泛线下移D．降液管面积增加，雾沫夹带线下移10、在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线变化的趋势是：液泛线( )，雾沫夹带线( )，漏液线( )。
(完整)化工原理计算试题
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离心泵的计算1计算题 j01b10029如图所示，水通过倾斜变径管段(A-B）, D A=100mm，D B =240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直距离为h=0。
3m试求：（1) 试求A、B两点的压差等于多少Pa？(2）A、B管段阻力损失为多少mmHg？(3)若管路水平放置,而流量不变，U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化?计算题 j01b10029 (题分:20)(1）u A=（2/60)/［（p/4)×(0。
10)2]=4。
244 m/s，u B=4。
244×（1/2。
4）2=0.7368 m/sp A/r＋u A2/2= gh＋p B/r＋u B2/2＋S h f∵ p A/r－（gh＋p B/r)=(r i－r)gR/r∴p A－p B=(r i－r）gR＋rgh=（13.6-1）×103×9.81×0.020+103×9.81×0。
3=5415 Pa（2) S h f=(p A/r－gh－p B/r）＋u A2/2－u B2/2=（r i－r）gR/r＋u A2/2－u B2/2=（13。
6－1）×9。
81×0。
020＋（4.244)2/2－（0。
7368）2/2=11.2 J/kg即 D p f=rSh f=103×11。
宁波工程学院化工原理计算题
第五单元 精 馏5—1．若苯－甲苯混和液在45℃时沸腾，总压为20.3kpa 。
已知在45℃时，纯苯的饱和蒸气压kpa p 7.220=苯，纯甲苯的饱和蒸气压kpa p 6.70=甲苯。
求其气液相的平衡组成及相对挥发度。
解：（1）平衡时苯的液相组成x 苯、气相组成y 苯84.01.157.126.77.226.73.20000==--=--=甲苯苯甲苯苯p p p p x 而94.084.03.207.220=⨯=⋅=苯苯苯x p p y 因苯—甲苯可当作理想溶液，故相对挥发度为：0.36.77.2200≈==甲苯苯p p α 本题要求掌握泡、露点方程及其应用。
5-3．在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n 的气相组成y n ＋1为0。
75，从该板流出的液相组成x n 为0.65（均为摩尔分数)，塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度α为2。
5，求：1）回流比R;2）流入该板的液相组成x n －1;3)从该板上升的蒸气组成y n 解：1）求R 由211=+=R R V L （1分)可解出：2R ＝R ＋1，R ＝1（2)求x n －1 ①由精馏段操作线方程111+++=+R x x R R y D n n ，得265.02175.0D x ＋＝⨯ 解出x D ＝0。
85（2分） ②因111+++=-R x x R R y D n n ，代入已知量得 285.021823.01+=-n x ，解出796.01=-n x 3)求y n可用气液平衡方程由α、x n 求出y n()823.065.05.1165.05.211=⨯+⨯=-+⋅=n n n x x y αα 本题要求熟练运用操作线方程和平衡方程解决精馏过程有关计算问题。
5—4．在泡点进料下,某两组分连续精馏塔的操作线方程为：精馏段：263.0723.0+=x y提馏段: 1.250.0187y x =-求:1）回流比；2）馏出液；3）釜残液的组成；4）原料液的组成.解：1）求回流比R由精馏段操作线方程263.0723.0+=x y 可知:723.01=+R R ∴R ＝2.61 2)馏出液组成x D ∵263.01=+R x D ∴ 95.0=D x 1） 求W x因W x 为提馏段操作线与对角线交点的横坐标,故联立两线方程： W x x y ==0187.025.1-=x y得：W x ＝0。
化工原理习题
化工原理习题1. 某化工厂生产聚合物，其中一种聚合物的产率为80%。
请计算，如果生产100吨原料，则能够得到多少吨的聚合物？2. 某化学反应的速率常数为0.02 L/(mol•min)，在初始时刻反应物浓度为2 mol/L，反应物浓度随时间的变化满足一级反应动力学方程。
请问在10分钟后，反应物的浓度是多少？3. 某化学反应是一个液相反应，反应速率随温度的升高而增加。
已知在20°C时反应速率为2 mol/(L•min)，Q10为2.2。
请问在30°C时，反应速率是多少？4. 某气体反应按照零级反应进行，反应速率为0.1 mol/(L•s)。
如果初始时刻气体的浓度为0.5 mol/L，请问经过100秒后气体的浓度是多少？5. 某化学反应的平衡常数为Kp = 0.05 atm。
如果在反应过程中，初始时刻的压强为0.1 atm，平衡时的压强为x atm。
请问平衡时反应物的压强是多少？6. 某反应涉及到液态氯乙醇，其表观反应级数为二级，速率常数为0.001 L/(mol•min)。
如果初始时刻液态氯乙醇浓度为2mol/L，并在5分钟后降至1 mol/L，请问该反应的速率常数是多少？7. 某蒸馏过程中，对正庚烷和正己烷共蒸馏，分配系数分别为1.2和0.8。
如果初始时刻的混合物中正庚烷占总量的60%，则在蒸馏过程中，正庚烷的浓度如何变化？8. 某化学反应的活化能为50 kJ/mol，当温度从298 K升至308 K时，该反应速率的增加比例是多少？9. 某溶液的pH值为4，经过添加稀释剂后，溶液的pH值增加到6。
请问溶液的氢离子浓度发生了多大变化？10. 某化学反应在高温下进行时，反应速率呈现指数增加。
已知在1000 K时，反应速率常数为0.1 s^-1。
请问在1100 K时，反应速率常数是多少？。
化工原理计算题
水平串联的两直管1、2，管径d=d/2，管道1长为100m，已知流体在管道1中的雷诺数(Re)=1800，今测得某流体流经管道１的压强降为0.64(m液柱)，流经管道２的压强降为64(m液柱)，试计算管道２的长度(设局部阻力可略去)。
(各5分)如图,离心泵将敞口槽中的碱液打入吸收塔,泵吸入管路为φ108×4mm，长2m的钢管。
泵压出管路为φ76×3mm,长30m的钢管, 压出管路上装有标准阀一只，闸阀一只，90℃弯头4 只。
在压出管路上还装有孔板流量计，孔板孔径为40mm，孔流系数C=0.62，水银差压计读数R=456mm。
吸收塔喷咀处压力为0.5kgf/cm(表压)，碱液密度ρ=1100kg/m，泵的效率η=0.6，直管阻力系数λ=0.02(吸入、压出管道取近似相同值)，ξ弯头=0.75，ξ标准阀=6，ξ闸阀=0.17，ξ孔板=8，试求泵所需功率。
以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力P。
已知各液面标高分别为△1 =2.6m，△2=0.3m，△3=1.5m，△4=0.5米,△5=3.0米。
求此密闭容器水面上方的压强p(kN/m)(表压)水在管内流动，截面1处管内径为0.2m，流速为0.5m/s，由于水的压强产生水柱高1m; 截面2处管内径为0.1m 。
若忽略水由1至2处的阻力损失，试计算截面1、2处产生的水柱高度差h为多少m?水塔供水系统，管路总长Lm(包括局部阻力在内当量长度),1-1'到2-2'的高度Hm,规定供水量Vm/h。
当忽略局部阻力和动压头损失时，试导出管道最小直径dmin的计算式。
若L=150ｍ，H=10ｍ,V=10ｍ/h,λ=0.023，求d一输油管，原输送ρ=900kg/m，μ=1.35P的油品，现改输送ρ=880kg/m，μ=1.25P的另一油品。
若两种油品在管内均为层流流动，且维持输油管两端由流动阻力所引起的压强降-△pf 不变,则输送的油量(质量流量m)有何变化?(用百分数表示) 密度为1000kg/m，粘度为1cP的水，以10m/h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为 1.5kgf/cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m下游处流体静压强为多少Pa?(Re=3×10-1×10时,λ=0.3164/Re)某流体在管内作层流流动，若体积流量不变，而输送管路的管径增加一倍，求因摩擦损失而引起的压力降有何变化？用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为38.4T/h, 高位槽中液面比油池中液面高20m,管路总长(包括阀门及管件的当量长度)430m,进出口阻力不计。
化工原理计算题(DOC)
流体流动、流体输送机械习题主要计算公式:1、2、流体静力学基本方程式:流体的速度、体积流量、P十oigh或Z+需二常数质量流量及质量流速之间的关系：q v圆管:q v u = -------匕d24q m uAP=qmA3、稳定流动时的连续性方程：对任一截面：UAP二q m =常数对不可压缩流体：uA =常数4、柏努利方程：gw+X + P.gn+HLa "2^*2 P不可压缩、有外功加入的实际流体柏努利方程: uf P]十3十〒十W e = g®十g z iW e或h fh f =u25、流体通过直管的摩擦阻力:6、摩擦因数(系数)层流(R e ■2000)：层流时直管摩擦阻力：32A|u duPh f 2f gPd2湍流(R^=3^10 ~10)，且在光滑管内流动时:(2)阻力系数法&流体输送设备消耗的功率皆 p gqH9、并联管路10、分支管路2U 2 +___ 211、 毕托管(皮托管) 12、 孔板流量计：U = J 2g R( p 「p0.3164柏拉修斯 (Blasius )式7、局部阻力计算 h f(1)当量长度法 u 2V iV 2也 h f1 =也 h f2 =也 hf3=A hfA_B\/3c P ep gqH q m W egz 。
2+ u_ +P 02U iE + 2 hiif0—11 2久=酗。
严5「p13、离心泵的安装高度（防止汽蚀） （1）允许吸上真空（高）度HS :是指泵入口处P1可允许达到的最高真空度，其表达式为:H _ P a - pHs -pgHS —离心泵的允许吸上真空高度, m 液柱；Pa —大气压， P—被输送液体的密度， 如图，以贮槽液面为基准， 则：2U^-2：H2gd I J 管件 Z H f（2）汽蚀余量也h :P 1,,U1HgPa- R _ U1_ 送H fpg 2g P0= Pa I—0 *Hg(a )18m3N/m2;kg/m3列出槽面0—0与泵入口 1 — 1截面间的柏努利方程H g此式用于计算泵的安装高度2Ah （旦十虫）-旦 pg 2g pg静压头动压头将此式代入上面的（a ）式中， P P 有:H g =H f - Ahpg Pg2擦系数0.025,管内径0.05m,当流量为10m3/h 时泵效率为80%，求：（1）泵的 轴功率；（2）压力表读数。
化工原理计算题解答
目录第一章流体流动与输送设备 (2)第二章非均相物系分离 (26)第三章传热 (32)第四章蒸发 (44)第五章气体吸收 (48)第六章蒸馏 (68)第七章干燥 (84)第八章萃取 (92)第一章 流体流动与输送机械1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO 28.5％，O 27.5％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量m o lkg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∴ 混合密度333/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+⨯⨯⨯⨯==-ρ2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。
又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。
解：乙醇水溶液的混合密度7895.02.9985.012211+=+=ρρρa a m3/36.881m kg m =∴ρ相对误差：%74.5%10093536.8811%100=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⨯-实实m m m ρρρ3．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。
若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：''真真绝p p p p p a a -=-=∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。
容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。
试计算液面到下方测压口的距离。
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11212m第一单元 流体流动1-1．U 型管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，如图1-1所示，U 型管压差计的指示液为水银，两U 型管的连接管内充满水。
已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h 1=2.3m, h 2=1.2m, h 3=2.5m, h 4=1.4m, h 5=3m,大气压强Pa=745mmHg 。
试求锅炉上方水蒸汽的压强0P 。
解：由静力学方程得：)(21h h g p p Hg a c -+=ρ)()(2323'h h g P h h g p p B g c -+=-+=水水ρρ)(43h h g p p Hg B A -+=ρ)(45h h g p p o A -+=水ρ)(21h h g p p Hg a c -=-ρ )(21h h g p p Hg a c -=-ρ )(23h h g p p C B --=-水ρ)(43h h g p p Hg B A -=-ρ)(45h h g p p A o --=-水ρ由以上各式可得：[][])()()()(45234321h h h h g h h h h g p p Hg a o -+---+-+=水ρρPa 51064.3)]4.13()2.15.2[(81.91000)]4.15.2()2.13.2[(81.913600101330760745⨯=-+-⨯--+-⨯+⨯=本题是静力学方程与U 型压差计的应用。
1-2． 密度为850kg/m 3的某液体由敞口高位槽从φ89×4mm 的管道中流出，高位槽液面高于地面12m ，管路出口高于地面3m(如图1-2)。
已知该液体流经图1-1系统的总能量损失可按(∑h f ) W f =7.5u 2 计算，u 为液体在管内的流速m/s 。
试计算： 1）管内液体的流速；2）该液体的体积流量和质量流量（分别以m 3/h 和kg/h ）。
解：1） 在1-1与2-2之间列柏努利方程,，以0-0为基准面已知： z 1=12m, z 2=3m, u 1=u 2≈0， p 1=p 2=0(表压）We=0 , W f =7.5u 2 得： 12(9.81)=3(9.81) + 7.5u 2 ∴ u=3.43m/s2） V=u A=3.43×(3.14/4)(0.0812)=0.0177 m3/s=63.7 m3/h m=V ρ=63.7×850=54145 kg/h本题是练习柏努利方程、体积流量与质量流量的计算及相互换算。
1-3． 质量流量为16200kg/h 的25%氯化钠（NaCl ）水溶液在φ50×3m m 的钢管中流过。
已知水溶液的密度为1186kg/m3，粘度为2.3×10-3Pa·s。
求：1）判断该水溶液的流动类型；2）计算在层流时的最大流速。
解：1）判断流动类型5.2497.21186)044.0(43600162002≈=⨯==πρωA s u m/s 56722103.211865.2044.03=⨯⨯⨯==-μρdu R e ＞4000 ∴ 为湍流 2）求层流时的最大流速层流时，R e 准数最大值为2000，相应的流速即为滞m ax uμρ滞max du R e ==2000103.21186044.03max =⨯⨯⨯-滞u得 088.0max =滞u m/sfe w p u gz w p u gz +++=+++ρρ2222121122图1-2本题是练习Re 数的计算及其流型判断。
1-4．某车间输水管路为φ60×3.5mm 的钢管，流速为4m/s ，因生产情况有变动，预使流速减至2.5m/s 左右，而用水量不变。
拟采用两个改进方案：1）换一根粗管；2）增加一根管子。
求两种方案各应选用管子的型号。
解：1）换一根粗管 根据连续性方程：2211A u A u Vs==即：5.244)053.0(4⨯=⨯=d V ππ 所以：067.05.2)053.0(42=⨯=粗d m 。
故可选无缝热轧钢管，规格为φ76×3.5mm 此时管内实际流速：sm A Vu s/36.2)069.0(44)053.0(422=•==ππ 2）增加一根管子Vs 不变，总体积流量为两根管子内体积流量之和，用d 增表示所增加管子的内径，则：5.245.2)053.0(44)053.0(4⨯+⨯⨯=⨯⨯=d V πππ 得：041.05.2)053.0(5.2)053.0(422=⨯-⨯=增d m 。
可选无缝热轧钢管，规格为φ50×3.5mm。
此时新增管子内实际流速为：sm AV u /28.2)043.0(45.2)053.0(44)053.0(4=•-•==πππ本题要求掌握管子的选择方法。
1-5. 粘度为0.075Pa·s，密度为900kg/m 3的某种油品，以36000kg/h 的流量在φ114×4.5mm 的钢管中作定态流动。
求：1）该油品流过15m 管长时因摩擦阻力而引起的压强降∆P f 为多少？：2）若流量加大为原来的3倍，其它条件不变，则直管阻力h f 又为多少？取钢管壁面绝对粗糙度为0.15mm 。
解：1）求∆P f 。
①求u 及Re 。
284.1)105.0(49003600360002=⨯==πA vu s m/s20008.1617075.0900284.1105.0<=⨯⨯==μρdu R e 属层流②求λ，f h 及求f P ∆。
03956.08.16176464===e R λ659.42)284.1(105.01503956.0222==⨯=⋅⋅=u d l h f λJ/kg1.4193659.4900=⨯==∆f f h P ρPa2）当流量为原来的3倍而其它条件不变， 则u=3×1.284=3.852m/sRe=3×1617.8=4853.4>4000 属湍流 应据Re 值及ε/d 值查莫狄图求λ相对粗糙度ε/d=0.15×10-3/0.105=1.43×10-3及Re=4853.4 查出λ=0.021579.222)852.3(105.0150215.0222==⨯=⋅⋅=u d l h f λ J/kg说明:求压降（阻力），必须先求Re ，确定流型后才能选用对应的计算公式。
1-6． 某车间丙烯精馏塔的回流系统如图1-3所示，塔内操作压强为1304kPa （表压），丙烯贮槽内液面上方的压强为2011kPa （表压），塔内丙烯出口管距贮槽的高度差为30m ，管内径为145mm ，送液量为40t/h 。
丙烯的密度为600kg/m 3，设管路全部能量损失为150J/kg 。
问：将丙烯从贮槽送到塔内是否需要用泵？计算后简要说明。
解：1）将丙烯从贮槽送到塔内是否用泵，必须用柏努利方程式求出w e 值后才能判断 2）取贮槽液面为1-1’截面，且定为基准水平面，取塔内丙烯出口管的管口为2-2’ 截面，如图示3）在两截面间列出柏努利方程：212222121122-∑+++=+++f e h Pu g z w P u g z ρρ已知：：z 1=0，z 2=30m ，u 1≈0，u 2可求出， P 1=2011kPa ，ρ=600kg/m 3，P 2 =1304kPa ，21-∑f h =150kJ/kg 。
4）求u 2及w e 。
s m A u s/12.1600)145.0(436001040232=⨯⨯=⋅=πρω kgJ h P P u u g z z w f e /4.73315060010)011.2304.1(2)12.1(81.9302)(622112212212-=+⨯-++⨯=∑+-+-+-=-ρ说明：w e 的涵义是外加功，计算结果w e 为负值，说明系统不需要外加功，而依靠贮槽与塔两个设备的压强差即可满足输送丙烯的要求。
1-7．用一虹吸管将80℃热水从高位槽中抽出，两容器中水面恒定（如图1-4）。
已知AB 长7m ，BC 长15m （均包括局部阻力的当量长度），管路内径为20mm ，摩擦系数可取为0.023。
试求：1）当z 1＝3m 时，水在管内的流量；2）在管子总长不变的情况下，欲使流量增加20％，则H 1应为多少?3)当H 1＝3m 时，管路顶点B 可提升的最大高度; 4)对计算结果作简要说明。
解：1）如图所示，在高位槽液面（为1-1截面）与低位槽液面（为2-2截面）间列柏努利方程21,222212112121-∑+++=++f W p ug z p u g z ρρ 其中： z 1=3m ； u 1＝u 2≈0； p 1= p 2=0（表压）； z 2=0 简化 2221,1u d l l W g z e f ∑+=∑=-λ流速 s m l l d gz u e /525.122023.002.0381.92)(21=⨯⨯⨯⨯=∑+=λ流量 h m s m u d V /724.1/10789.4525.102.0785.0433422=⨯=⨯⨯==-π2）欲使流量增加20%，需增大两容器中水位的垂直距离。
此时 s m u u /83.1525.12.12.1'=⨯==22'''1u d l l W g H e f∑+=∑=λ所以 m g u d l l H e 31.481.9283.102.022023.0222''1=⨯=∑+=λ3）H 1一定时，B 点的位置愈高，其压力愈低。
当p B 降至同温度下水的饱和蒸汽压时，水将汽化，流体不再连续，以此确定管路顶点提升的最大高度。
查得80℃水的饱和蒸汽压为47.38kPa ，密度为977.8kg/m3。
在1-1′与B-B ′间列柏努利方程： B f B B B W p u g z p u g z -∑+++=++1,212112121ρρ 简化 B f BB W p u p g z -∑++=+1,21121ρρ图1-4mgu d l l g u g p p H B e BB 55.481.92525.1)02.07023.01(81.98.97710)38.473.101(2223221max,2=⨯+-⨯⨯-=∑+---=λρ4）说明虹吸管是实际中经常遇到的管路，由以上计算可知： ①输送量与两容器间的距离有关，距离越大，流量越大；②虹吸管的顶点不宜过高，以避免液体在管路中汽化，尤其是输送温度较高、易挥发的液体时更需注意。
1-8． 用离心泵将常温水从蓄水池送至常压高位槽（如图1-5所示）。
管路为5.357⨯φmm 的光滑管，直管长度与所有局部阻力（包括孔板）的当量长度之和为250m 。