化工原理例题
化工原理钟理第二版例题1-21
化工原理钟理第二版例题1-211、以下哪种方法是利用混合中各成分在溶剂中的溶解度不同或在冷热情况下溶解度显著差异的原理而达到分离的（）[单选题] *A沉淀法B分馏法C结晶法(正确答案)D升华法2、当一种溶剂无法结晶时，常常使用混合溶剂，下列不是常用的混合溶剂是（）[单选题] *A甲醇-水B乙酸-水C乙醚-丙酮D石油醚-水(正确答案)3、连续回流提取法与回流提取法比较，其优越性是（）[单选题] *A节省时间且效率高B节省溶剂且效率高(正确答案)C受热时间短D提取量较大4、倍半萜和二萜在化学结构上的明显区别是（）[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同5、关于前胡，说法正确的有（多选）（）*A是伞形科前胡属植物(正确答案)B药理药效作用主要有祛痰、镇咳、平喘、抗炎、解痉、镇静等(正确答案)C可与皂荚、藜芦等药物一起放在药中煎煮D不溶乙醚等有机溶剂6、萃取法是利用混合物中各成分在两相溶剂中的分配.系数不同而到达分离的方法，所谓两相溶剂是指（）[单选题] *A两种相互接触而又不相溶的溶剂(正确答案)B两种不相互接触而又互相溶的溶剂C两种不相互接触而又不相容的溶剂D两种互相接触而又互相溶的溶剂7、可与异羟肟酸铁反应生成紫红色的是（）[单选题] *A羟基蒽醌类B查耳酮类C香豆素类(正确答案)D二氢黄酮类8、下列方法中哪一个不是按照色谱法的操作形式不同而进行分类的（）[单选题] * A离子交换色谱(正确答案)B薄层吸附色谱C纸色谱D吸附柱色谱9、香豆素与浓度高的碱长时间加热生成的产物是（）[单选题] *A脱水化合物B顺式邻羟基桂皮酸(正确答案)C反式邻羟基桂皮酸D醌式结构10、没有挥发性也不能升华的是（）[单选题] *A香豆素苷类(正确答案)B游离蒽醌类C樟脑D游离香豆素豆素类11、能影响黄酮类成分的溶解性的因素有（多选）（）* A黄酮的类型(正确答案)B苷元上取代基的种类、数目和位置(正确答案)C糖基的数目和位置(正确答案)D分子立体结构(正确答案)12、分馏法分离挥发油的主要依据是（）[单选题] *A密度的差异B沸点的差异(正确答案)C溶解性的差异D旋光性的差异13、检识黄酮类化合物首选（）[单选题] *A盐酸-镁粉反应(正确答案)B四氢硼钠反应C硼酸显色反应D锆盐-枸橼酸反应14、苯丙素类的基本母核是具有一个或数个（）单元的天然化合物（）[单选题] * AC6-C3基团(正确答案)BC6-C6基团CC5-C3基团DC8-C8基团15、下列含香豆素类成分的中药是（多选）（）*A秦皮(正确答案)B甘草C补骨脂(正确答案)D五味子16、一般情况下，为无色的化合物是（）[单选题] *A黄酮B花色素C二氢黄酮(正确答案)D查耳酮17、萃取时，混合物中各成分越易分离是因为（）[单选题] *A分配系数一样B分配系数相差越大(正确答案)C分配系数越小D以上都不是18、属于二萜的化合物是（）[单选题] *A龙脑B月桂烯C薄荷醇D穿心莲内酯(正确答案)19、七叶内酯的结构类型为（）[单选题] *A简单香豆素(正确答案)B简单木脂素C呋喃香豆素D异香豆素20、下列关于香豆素的说法，不正确的是（）[单选题] * A游离香豆素多具有芳香气味B分子量小的香豆素有挥发性和升华性C香豆素苷多无香味D香豆素苷多无挥发性，但有升华性(正确答案)21、与水不分层的溶剂是（）[单选题] *A正丁醇B石油醚C三氯甲烷D丙酮(正确答案)22、巴豆的致泻成分是（）[单选题] *A丁二酸B巴豆油酸(正确答案)C绿原酸D抗内毒素23、萜类化合物在化学结构上的明显区别是（）[单选题] * A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同24、酸碱沉淀法中的酸提碱沉法主要适用于（）[单选题] *A黄酮类B香豆素类C醌类D生物碱类(正确答案)25、从香豆素类的结构看，香豆素是一种（）[单选题] *A内酯(正确答案)B羧酸C酰胺D糖26、在分配色谱中，属于反相色谱的是（）[单选题] *A固定相的极性大于流动相B固定相的极性小于流动相(正确答案)C固定相的极性等于流动相D以上都不是27、羟基蒽醌类化合物中，大黄素型和茜草素型主要区别于（）[单选题] * A羟基位置B羟基数目C羟基在不同苯环上的分布(正确答案)D羟基数目28、苯丙素类化合物的生物合成途径是（）[单选题] *A醋酸-丙二酸途径B丙二酸途径C莽草酸途径(正确答案)D氨基酸途径29、关于黄酮类化合物，以下说法正确的是（）[单选题] * A多为液态或呈挥发性B多为无色C因分子内多具有酚羟基，多呈酸性(正确答案)D易溶于水30、由两个C6-C3单体聚合而成的化合物称（）[单选题] * A木质素B香豆素(正确答案)C黄酮D木脂素。
化工原理试卷习题及答案
《化工原理》考试试题一、选择与填空1. 在层流流动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。
A. 2；B. 6；C. 4；D. 1。
2. 流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数与和有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则仅与有关。
3. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为。
A. 1.2m；B. 0.6m；C. 2.4m；D. 4.8m。
4. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。
若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将。
B. 不变；C. 减小；D. 不确定。
5. 离心泵的效率η和流量Q的关系为。
B. Q增大，η先增大后减小；6. 若沉降室高度降低，则沉降时间下降；；生产能力. 不变。
7. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。
测得恒压过滤方程为（θ的单位为s），则K为m2/s，qe为m3/ m2，为s。
8. 在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有、和。
二、解释下列概念或术语1. 质量流速2. 汽蚀余量3. 过滤速率化工原理（上）练习题一、填空1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前_ 、启动后通过__ 调节流量；住复泵启动前_ _、启动后通过_____ 调节流量。
2.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍时，则水的流量为原来流量的_______倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。
3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种，一般以________来区分，前者值为___ ____，后者值为___ ____；而两者的本质区别在于流体流动时。
4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re的关系，可用图表示，根据两者关系及流动状态，可将图分为四个区，其中，滞流区λ与Re ，完全湍流区λ与Re 。
5.有相变时的对流传数系数比无相变时________，粘度值大，对流传热系数________；热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。
化工原理Ppt例题
xD
0.263
(2.61 1)
0.95
提馏段操作线与对角线交点坐标为
y x xw ，故 xw 0.0748
由两操作线交点 0.723x 0.263 1.25x
0.723x+0.263=1.25x-0.0187 解得 x 0.535
y 0.7230.535 0.263 0.65
因为露点下进料故 q 线为水平线，可得原料液组成 x F =y=0.65
4 80 1 (0.01415)2 d 29.81 d
hf
l d
u2 2g
d 5 2.041104
先假设摩擦系数λ，由试差方程求出d，然后计 算u、Re和λ ；若与原假设相符，则计算正确； 若不符，则需重新假设，直至查得的值与假设 值相符为止。
假设λ =0.023，由试差方程解得：
d 5 2.041104 来自Re 1.62105例：用某离心泵以40 m3/h的流量将贮 水池中65℃的热水输送到凉水塔顶， 并经喷头喷出而落入凉水池中，以达 到冷却的目的。已知水在进入喷头之 前需要维持49 kPa的表压强，喷头入 口较贮水池水面高8 m。吸入管路和 排出管路中压头损失分别为l m和5 m ，管路中的动压头可以忽略不计。试 选用合适的离心泵，并确定泵的安装
例
注意使用标 准单位
例题：某厂利用喷射泵输送氨。管中稀
氨水的质量流量为1×104kg/h，密度 为1000kg/m3，入口处的表压为147kPa 。管道的内径为53mm，喷嘴出口处内 径为13mm，喷嘴能量损失可忽略不计 ，试求喷嘴出口处的压力。
例题：用泵将水槽中水打到高位槽。泵入口处 真空表读数为31925Pa，管路阻力∑hf0-2=23u2， 管路阻力∑hf0-1=4u2 。 问题 （1）管内流速？
化工原理例题
【例1-1】用离心泵把20o C 的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。
管路的直径均为mm 5.276⨯Φ，在操作条件下，泵入口处真空度的读数为mmHg 185，水流经吸入管与排出管的能量损失可分别按212u h f =与12210-⋅=kg J u h f 计算，排出管口通大气，试求水泵的有效功率。
解题思路：这是利用柏努力方程的计算问题。
1、首先是截面的选取，这有三处截面可以选取：贮槽液面1-1、泵入口处2-2、出水口处3-3。
其他截面都不符合已知条件（位置、流速、压强）尽可能多的条件。
2、三个截面，有三种组合方式：1-1与2-2，1-1与3-3、2-2与3-3，这要靠练习者自己判断选择。
此题是要先求出泵提供的压头，进而求泵的有效功率，这样只有1-1与3-3，2-2与3-3截面的方程中包括了泵提供的压头。
练习者可以试着列出1-1与3-3和2-2与3-3的柏努力方程，发现流速是个未知数，如何求出流速？只好求助于列1-1与2-2的柏努力方程了。
3、截面选取确定后，再确定基准面，一般是取较低位置的截面为基准面，此处自然是1-1为基准面了。
4、代入柏努力方程时，压强单位要统一，或均用表压，或均用绝压，或均用真空度。
若截面通大气，一般用表压。
5、截面代号一般按流向标示，上游截面为1-1，下游截面为2-2，这样代入柏努力方程才不会出错。
6、敞口液面，流速u 取为0。
gug u g p Z H g u g p Z gu g u g p Z H g u g p Z e e 22333222222333211112221222+++=++++++=+++ρρρρ1 1 3 32 2求解过程：在贮槽液面1-1截面和泵入口处2-2截面，以1-1为基准面列柏努力方程。
(A) 22122221211⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++=++f h p u g z p u g z ρρ122211212121 222100024666-9.811.5000 A , 2 , u , 0 , 5.1z , 0 ( 2466101330760185, ( 0-⋅=∴+++⨯=++=====-=⨯-==s m u u uu h u u m z p p p f a ）得代入式（表压）表压）(B) 222132331211⋅⋅⋅⋅⋅⋅++++=+++f f e h h p u g z w p u g z ρρ在1-1截面和出水口出3-3截面列柏努力方程 Ww Q N kg J B u u h h s m u m z p p e e f f 148010001872)071.0(418725.12081.914 w , 12)202( , 2u , 0 , 14z , 0 , ( 0212e 22211313131=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=∴⋅=⨯++⨯==+=+⋅======--πρ）得代入式（表压）点评：此题重点是复习柏努利方程的截面选取问题。
化工原理ppt上的例题
例：在换热器里将平均比热为3.56kJ/（kg·℃）的某溶液自25℃加热到80℃，溶液流量为1.0kg/s ，加热介质为120℃的饱和水蒸气，其消耗量为0.095kg/s ，蒸气冷凝成同温度的饱和水排出。
试计算此换热器的热损失占水蒸气所提供热量的百分数。
解：根据题意画出流程图 在此系统中输入的热量：∑+=21I QQQ蒸气带入的热量：kW3.2579.2708095.01=⨯=Q溶液带入的热量：烧碱厂重力沉降净化粗盐水。
粗盐水ρ=1200Kg/m3，μ=2.3mPa.s 。
固体颗粒视为球形，ρs=2640kg/m3，求（1）d=0.1mm 颗粒的ut 。
（2）ut=0.02m/s 的 d 。
解：（1）求ut 设沉降属于层流区s m gd u s t /1041.3103.21881.9)12002640()101.0(18)(33232---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρ校核：1178.0103.212001041.3101.0333<=⨯⨯⨯⨯⨯==---μοt et du R假设成立。
ut =3.41×10-3m/s 为所求。
（2）求d 设沉降属于层流区：m gu d s t 431042.281.9)12002640(02.0103.218)(18--⨯=⨯-⨯⨯⨯=-=ρρμ校核：153.2103.2120002.01042.234>=⨯⨯⨯⨯==--μοt et du R()kW 8902556.30.12=-⨯⨯=Q ∑=+=∴kW3.346893.257IQ 43OQ Q Q+=∑输出的热量：再设沉降属于过渡区：m gu d s t46.116.04.04.11059.2])()153.0[(-⨯=-=ρρμρ校核：70.2103.2120002.01059.234=⨯⨯⨯⨯=--et R d=2.59×10-4m 为所求。
例：烧碱厂重力沉降净化粗盐水。
化工原理试题(含答案)
化工原理试题及答案（绝密请勿到处宣扬）12 月25 日一、填空题（共15 空，每空2 分，共30 分）1. 一容器真空表读数为10 kpa ，当地大气压强为100 kpa ，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa 计）分别为：（90kpa ）和（-10kpa ）。
2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。
3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。
（填大或小）4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。
5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。
6. 一容器压力表读数为10 kpa ，当地大气压强为100 kpa ，则此容器的绝对压强（以kpa 计）为：（90kpa ）。
7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。
（填大或小）8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。
（填大或小）9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。
10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。
二、选择题（共 5 题，每题 2 分，共10 分）1. 对吸收操作有利的条件是：（D ）A. 操作温度高、压强高；B. 操作温度高、压强低；C. 操作温度低、压强低；D. 操作温度低、压强高2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（）A. 高，低；B. 低，高；C. 高，高；D. 低，低3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。
A. 板式塔的传质意图；B. 板式塔的设计过程；C. 板式塔的恒摩尔流要求；D. 板式塔的设计意图4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C ）及与物料的接触方式都不变。
A. 温度、焓值、湿度；B. 流速、压强、湿度；C. 流速、温度、湿度；D. 温度、湿度、压强5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B）A. 平衡水一定是自由水；B. 平衡水一定是结合水；C. 自由水一定是结合水；D. 自由水一定是非结合水6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（C ）时，不能用普通精馏方法分离。
化工原理例题
例1-1 若某地大气压为100kPa ，（1）若真空度为30kPa ，表压、绝压为多少？（2）若表压为170kPa ，绝压、真空度为多少？（3）若绝压为200kPa ，表压、真空度为多少？（4）若绝压为50kPa ，表压、真空度为多少？例1-2 某台离心泵进口真空表读数为220mmHg(真空度) 、出口压力表读数为1.7kgf/cm2(表压)。
若当地大气压力为760mmHg ，试求： 它们的绝对压力各为若干，进出口压力差为多少？例1-3 如图所示，常温水在管道中流过。
为测定a 、b 两点的压力差，安装一U 型压差计，指示剂R 的读数为100mm 。
试计算a 、b 两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。
例1-4 直径为800mm 的流化床反应器底部装有分布板，其上开有640个直径为10mm 的小孔，空气从分布板下部送入。
反应器的流速为0.5m/s ，求空气通过分布板小孔的流速。
例1-5 水从高位槽通过出口管流出。
高位槽液面上的压力为大气压。
高位槽液面与出口管中心线间的垂直高度为4.2m ，管子规格为Φ114⨯4的无缝钢管，设水在管内能量损失为39.2 J/kg （不包括出口能量损失），试求管路中水的体积流量为多少m3/h ？例1-6如图所示一输水系统，管路尺寸为Φ57⨯3.5。
已知全部流动阻力为 (u 为管内流速）。
试求：水的流量为多少？例1-7 从高位槽向塔内加料，高位槽上方为大气压，塔内压力为0.2kgf/cm2（表压），要求料液在管内以0.5m/s 的速度流动，若料液在管内的总压头损失为1.2m 液柱（ρ=800kg/m3）试求：高位槽的液面应比塔入口处高出多少米？例1-8 如图所示，水流经由小至大的管段，小管尺寸为Φ38⨯2.5，大管尺寸为Φ54⨯3.5，水在小管内的流速为2.5 m/s ，从截面1到截面2的阻力损失为2 J/kg ，水的密度为1000 kg/m3，指示剂密度为1594 kg/m3，试求：压差计的读数。
化工原理蒸馏例题
I I q V F
(I I )(I I )
V
L
L
F
r C t
m
pm
I I
V
L
I I
V
L
r m
⑦过热蒸气进料
C (t t ) 1 pm B F
q
I V
I F
(I
F
I V
)
C (t pm F
t ) B
r m
I I
I I
r
V
L
V
L
m
例：在常压操作的连续精馏塔中分离含甲醇0.4与水 0.6（摩尔分率）的溶液，进料的热状况参数为1.1， 原料液流量为100kmol/h，要求塔顶易挥发组分的 回收率不低于0.94，釜液组成为0.04（以上均为易 挥发组分的摩尔分率），回流比为2.5，试求产品的 流量、精馏段和提馏段的操作线方程及提馏段上升 的蒸汽流量。假设气液相均为恒摩流动。
例1：在常压下对苯与甲苯二元理想溶液分别进行平衡蒸 馏与简单蒸馏。若原料液中苯的浓度为0.5（摩尔分率）。 物系的相对挥发度为2.47。试求：
1）用平衡蒸馏方法分离，当汽化率为 0.4时，釜液与馏 出液的组成。
2）用简单蒸馏方法分离，使釜液浓度与平衡蒸馏相同， 所得馏出物中苯的平均组成。
解：1） y x 2.47x 1 ( 1)x 1 1.47x
x1' x5 0.379
x2' 0.324
x3' 0.254
x4' 0.179 x5' 0.112
y2' 1.522 0.379 0.0359 0.542
y3' 0.457 y4' 0.350 y5' 0.237 y6' 0.134
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( )。
化工原理典型例题题解
第4章 流体通过颗粒层的流动典型例题例1：过滤机的最大生产能力用一板框压滤机对悬浮液进行恒压过滤，过滤20分钟得滤液 20m 3 ，过滤饼不洗涤，拆装时间为15分钟，滤饼不可压缩，介质阻力可略。
试求： （1） 该机的生产能力，以 m 3 （滤液）/h 表示(2)如果该机的过滤压力增加 20℅，该机的最大生产能力为多少 m 3（滤液）/h ？ 解：（1）h m V Q D /3.34601520203=⨯+=+=θθ （2）根据恒压过滤方程V 2=KA 2θ202020222===θV KA为了得到最大生产能力，则应 min 15==D f θθ在原压力下对应的滤液量为 300152022=⨯==f opt KA V θ33.17m V opt = ΔP ’=1.2ΔPV ∝ΔP 1/2395.183.172.1m V opt =⨯=h m V Q Df opt/9.3760151595.183max =⨯+=+=θθ例2：滤饼的洗涤问题采用板框压过滤机进行恒压过滤，操作1小时后，得滤液 15m 3 ，然后用2m 3的清水在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤。
假设清水的粘度与滤液的粘度相同。
滤布阻力可略，试求： （1） 洗涤时间（2） 若不进行洗涤，继续恒压过滤1小时，可另得滤液多少 m 3 ？ 解：V 2=KA 2θKA 2=152采用横穿洗涤法，则有：Ew d dV d dV ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛θθ41 hr V KA V f w w 07.11521541224122=⨯⨯=⨯=θ 或者 hr Jf w 07.114115222=⨯⨯==θδθ''22θKA V = ， 322.21215''m KA V =⨯==θ 32.6152.21m V =-=∆例3：操作压强对过滤机生产能力的影响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）。
化工原理典型例题题解
第4章 流体通过颗粒层的流动典型例题例1：过滤机的最大生产能力用一板框压滤机对悬浮液进行恒压过滤，过滤20分钟得滤液 20m 3 ，过滤饼不洗涤，拆装时间为15分钟，滤饼不可压缩，介质阻力可略。
试求： （1） 该机的生产能力，以 m 3 （滤液）/h 表示(2)如果该机的过滤压力增加 20℅，该机的最大生产能力为多少 m 3（滤液）/h 解：（1）h m V Q D /3.34601520203=⨯+=+=θθ （2）根据恒压过滤方程V 2=KA 2θ202020222===θV KA为了得到最大生产能力，则应 min 15==D f θθ在原压力下对应的滤液量为 300152022=⨯==f opt KA V θ33.17m V opt = ΔP ’=ΔP V ∝ΔP 1/2395.183.172.1m V opt =⨯=h m V Q Df opt/9.3760151595.183max =⨯+=+=θθ例2：滤饼的洗涤问题采用板框压过滤机进行恒压过滤，操作1小时后，得滤液 15m 3 ，然后用2m 3的清水在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤。
假设清水的粘度与滤液的粘度相同。
滤布阻力可略，试求： （1） 洗涤时间（2） 若不进行洗涤，继续恒压过滤1小时，可另得滤液多少 m 3 解：V 2=KA 2θKA 2=152采用横穿洗涤法，则有：Ew d dV d dV ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛θθ41 hr V KA V f w w 07.11521541224122=⨯⨯=⨯=θ 或者 hr Jf w 07.114115222=⨯⨯==θδθ ''22θKA V = ， 322.21215''m KA V =⨯==θ 32.6152.21m V =-=∆例3：操作压强对过滤机生产能力的影响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）。
化工原理典型例题题解
（2）若操作压强加倍，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）Q=4/（20+30）=0.08m3/min
（2）K∝ΔP
V’∝ΔP1/2
V’=21/2V=1.414×4=5.65m3
Q=5.65/50=0.113m3/min
例4：在9.81×103Pa的恒定压力差下过滤某种的悬浮液。悬浮液中固相为直径0.1mm的球形颗粒，固相体积分率为10%，过滤时形成空隙率为60%的不可压缩滤饼。已知水的粘度为1.0×10-3Pa·s，过滤介质阻力可以忽略，试求：（1）每平方米过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间；（2）若将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少？
解：以1min为基准。由题给数据知
m3/min
(a)
s
(b)
滤饼体积 0.642×0.04=0.02568m3/min
取滤饼厚度，δ=7mm，于是得到
r/min
(c)
每分钟获得的滤液量为
m3/min
(d)
联立式a、b、c、d解得 m2， r/min。
例6若分别采用下列各项措施，试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩。
（1）洗涤时间
（2）若不进行洗涤，继续恒压过滤1小时，可另得滤液多少m3？
解：V2=KA2θ
KA2=152
采用横穿洗涤法，则有：
或者
，
例3：操作压强对过滤机生产能力的影响
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4m3（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）转筒尺寸按比例增大50％。
化工原理典型例题题解
第4章 流体通过颗粒层的流动典型例题例1：过滤机的最大生产能力用一板框压滤机对悬浮液进行恒压过滤，过滤20分钟得滤液 20m 3 ，过滤饼不洗涤，拆装时间为15分钟，滤饼不可压缩，介质阻力可略。
试求：（1） 该机的生产能力，以 m 3 （滤液）/h 表示(2)如果该机的过滤压力增加 20℅，该机的最大生产能力为多少 m 3（滤液）/h ？解：（1）h m V Q D /3.34601520203=⨯+=+=θθ （2）根据恒压过滤方程V 2=KA 2θ202020222===θV KA为了得到最大生产能力，则应 min 15==D f θθ在原压力下对应的滤液量为 300152022=⨯==f opt KA V θ33.17m V opt = ΔP ’=1.2ΔPV ∝ΔP 1/2395.183.172.1m V opt =⨯=h m V Q Df opt/9.3760151595.183max =⨯+=+=θθ例2：滤饼的洗涤问题采用板框压过滤机进行恒压过滤，操作1小时后，得滤液 15m 3 ，然后用2m 3的清水在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤。
假设清水的粘度与滤液的粘度相同。
滤布阻力可略，试求：（1） 洗涤时间（2） 若不进行洗涤，继续恒压过滤1小时，可另得滤液多少 m 3 ？解：V 2=KA 2θKA 2=152采用横穿洗涤法，则有：Ew d dV d dV ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛θθ41 hr V KA V f w w 07.11521541224122=⨯⨯=⨯=θ 或者 hr J f w 07.114115222=⨯⨯==θδθ''22θKA V = ， 322.21215''m KA V =⨯==θ32.6152.21m V =-=∆例3：操作压强对过滤机生产能力的影响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）。
化工原理计算题例题
三 计算题1 （15分）在如图所示的输水系统中，已知 管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m ，其中压力表之后的管路长度为80m ，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m ， 水的密度为1000Kg/m 3，泵的效率为0.85， 输水量为15m 3/h 。
求：（1）整个管路的阻力损失，J/Kg ； （2）泵轴功率，Kw ； （3）压力表的读数，Pa 。
解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg ； 由题意知，s m A V u s /12.2)405.03600(152=⨯⨯==π 则kg J u d l h f /1.135212.205.010003.0222=⨯⨯=⋅⋅=∑λ （2）泵轴功率，kw ；在贮槽液面0-0´与高位槽液面1-1´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：∑-+++=+++10,121020022f e h p u gH W p u gH ρρ 其中， ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0， p 1= p 0=0（表压）, H 0=0， H=20m 代入方程得： kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+⨯=+=∑又 s kg V W s s /17.41000360015=⨯==ρ 故 w W W N e s e 5.1381=⨯=， η=80%， kw w N N e 727.11727===η2 （15分）如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。
当输水量为36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为 1.96J/kg ，出水管道全部阻力损失为 4.9J/kg ，压力表读数为 2.452×H=20m H 1=2m105Pa ，泵的效率为70%，水的密度ρ为1000kg/m 3，试求： （1）两槽液面的高度差H 为多少？ （2）泵所需的实际功率为多少kW ？ （3）真空表的读数为多少kgf/cm 2？解：（1）两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得：∑-+++=++32,323222222f h p u gH p u gH ρρ 其中， ∑=-kg J h f /9.432,, u 3=0, p 3=0,p 2=2.452×105Pa, H 2=5m, u 2=Vs/A=2.205m/s代入上式得： m H 74.2981.99.481.9100010452.281.92205.2552=-⨯⨯+⨯+= （2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：∑-+++=+++30,323020022f e h p u gH W p u gH ρρ 其中， ∑=-kg J h f /9.864.630,, u 2= u 3=0, p 2= p 3=0, H 0=0， H=29.4m代入方程求得： W e =298.64J/kg ， s kg V W s s /101000360036=⨯==ρ 故 w W W N e s e 4.2986=⨯=， η=70%， kw N N e 27.4==η（3）真空表的读数在贮槽液面0-0´与真空表截面1-1´间列柏努利方程，有：∑-+++=+++10,1211020022f h p u gH p u gH ρρ 其中，∑=-kg J hf /96.110,, H 0=0， u 0=0, p 0=0, H 1=4.8m,u1=2.205m/s代入上式得，24 21/525.01015.5)96.12205.28.481.9( 1000cm kgf Pap -=⨯-=++⨯-=3 用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。
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。
化工原理例题
第一章流体流动例1.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管道中流出，管路出口高于地面2m。
在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按∑ｈf = 6.5 u2计算，其中u为水在管道的流速。
试计算：⑴ A—A'截面处水的流速；⑵水的流量，以m3/h计。
解：处列柏Z1ｇ（Z1q例2.49J／kg，103Pa 时，B解：（1? ?? ?0+u? ???由B? ?? ?? ???∴W=（P A-P B）/ρ- Z B g+49=98.1+49=147.1J/kg? ?? ?∴q m=q vρ=36/3600×1100=11kg/s? ?? ?Pe= q m×W=147.1×11=1618.1w? ?? ?泵的抽功率N= Ne /76%=2311.57W=2.31kw（2）由第一个方程得（P A-PB）/ρ=Z B g+9.81得??P B=P A-ρ（Z B g+9.81）=245.2×103-1100×(7×9.81+98.1)=6.2×104Pa例3.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。
管路的直径均为Ф76×2.5mm ，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa,水流经吸入管与排处管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑ｈf,1=2u2，∑h f,2=10u 2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98.07×103Pa （表压）。
试求泵的有效功率。
解：总能量损失∑hf=∑h f,1+∑h f ，2在截面与真空表处取截面作方程： z 0g+u 02/2+P 0/ρ=z 1g+u 2/2+P 1/ρ+∑h f ，1（∴q ∴ 例4. f ，BC =1.18u 2P 1∴P 1 P B +ρg （x+R 1）=P c +ρg （h BC +x ）+ρ水银R 1gP B +1100×9.81×（0.045+x ）=P c +1100×9.81×（5+x ）+13.6×103×9.81×0.045 P B -P C =5.95×104Pa在B ，C 处取截面列柏努力方程0+u B 2/2+P B /ρ=Zg+u c 2/2+P C /ρ+∑ｈf ，BC∵管径不变，∴u b =u cP B -P C =ρ（Zg+∑ｈf ，BC ）=1100×（1.18u 2+5×9.81）=5.95×104Pau=4.27m/s压缩槽内表压P1=1.23×105Pa（2）在B，D处取截面作柏努力方程0+u2/2+P B/ρ= Zg+0+0+∑ｈf，BC+∑ｈf，CDP B=（7×9.81+1.18u2+u2-0.5u2）×1100=8.35×104PaP B-ρgh=ρ水银R2g8.35×104-1100×9.81×0.2=13.6×103×9.81×R2R2=609.7mm例5.物质。
南京理工大学化工原理例题与习题
第一章 流体流动【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m 3与998kg/m 3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。
解：根据式1-49984.018306.01+=m ρ=（3.28+4.01）10-4=7.29×10-4ρm =1372kg/m 3【例1-2】 已知干空气的组成为：O 221%、N 278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa 及温度为100℃时的密度。
解：首先将摄氏度换算成开尔文100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量M m =32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m 3根据式1-3a 气体的平均密度为：3kg/m 916.0373314.896.281081.9=⨯⨯⨯=m ρ【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。
油层高度h 1=0.7m 、密度ρ1=800kg/m 3，水层高度h 2=0.6m 、密度ρ2=1000kg/m 3。
（1）判断下列两关系是否成立，即 p A =p'A p B =p'B （2）计算水在玻璃管内的高度h 。
解：（1）判断题给两关系式是否成立 p A =p'A 的关系成立。
因A 与A '两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。
所以截面A-A'称为等压面。
p B =p'B 的关系不能成立。
因B 及B '两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体，即截面B-B '不是等压面。
（2）计算玻璃管内水的高度h 由上面讨论知，p A =p'A ，而p A =p'A 都可以用流体静力学基本方程式计算，即p A =p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2 p A '=p a +ρ2gh于是 p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2=p a +ρ2gh简化上式并将已知值代入，得800×0.7+1000×0.6=1000h 解得 h =1.16m【例1-4】 如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置U 管压差计，压差计读数R =200mm 。
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柏努利方程应用例题：1、20℃的空气在直径为80mm 的水平管流过。
现于管路中接一文丘里管，如图：文丘里管的上游接一水银U 管压差计，在直径为20mm 的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。
空气流过文求里管的能量损失可忽略不计。
当U 管压差计读数R=25mm ，h=0.5m 时，试求此时空气的流量为若干m 3/h 。
当地大气压强为101.33kPa 。
文丘里管上游测压口处的表压强为p 1=ρHg g R =13600×9.81×0.025=3335Pa(表压)喉颈处的表压强为p 2=－ρgh =－1000×9.81×0.5=－4905Pa （表压） 空气流经截面1-1'与2-2'的压强变化为（绝对压强） ()()%20%9.7079.0333510133049051013303335101330121<==+--+=-p p p 故可按不可压缩流体来处理。
两截面间的空气平均密度为()300 1.20kg/m 10133029349053335211013302734.22294.22=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⨯===Tp p T M m m ρρ 在截面1-1'与2-2'之间列柏努利方程式，以管道中心线作基准水平面。
两截面间无外功加入，即W e =0；能量损失可忽略，即f h ∑=0。
据此，柏努利方程式可写为:ρρ2222121122p u gZ p u gZ ++=++式中 Z 1=Z 2=0所以 2.1490522.1333522221-=+u u简化得 137332122=-u u （a ）据连续性方程 u 1A 1=u 2A 2得 212211211202.008.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==u d d u A A u u u 2=16u 1 （b ）以式（b ）代入式（a ），即（16u 1）2－21u =13733 解得 u 1=7.34m/s空气的流量为/h m 8.13234.708.0436004360032121=⨯⨯⨯=⨯=ππu d Vs用泵将贮液池中常温下的水送至吸收塔顶部，贮液池水面维持恒定，各部分的相对位置如图所示。
输水管的直径为76×3mm，排水管出口喷头连接处的压强为6.15×104Pa（表压），送水量为34.5m3/h，水流经全部管道（不包括喷头）的能量损失为160J/kg，试求泵的有效功率。
解：以贮液池的水面为上游截面1-1`，排水管出口与喷头连接处为下游截面2-2`，并以1-1`为基准水平面。
在两截面间列柏努利方程式，即：2、用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa （真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。
管路直径为60mm。
解：取贮槽液面为1―1截面，管路出口内侧为2―2截面，并以1―1截面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程：f e h p u gZ W p u gZ ∑+++=+++ρρ2222121122式中 Z 1=0 Z 2=15m p 1=0（表压）p 2=-26670Pa （表压） u 1=0()m/s 97.106.0785.036002022=⨯=uf h ∑=120J/kg将上述各项数值代入，则()J/kg 9.246120026670120297.181.9152=-++⨯=e W 泵的有效功率P e 为：P e =W e ·q m式中201200 6.67kg/s 3600m V q q ρ⨯=⋅==P e =246.9×6.67=1647W =1.65kW实际上泵所作的功并不是全部有效的，故要考虑泵的效率η，实际上泵所消耗的功率（称轴功率）P 为 eP P η=设本题泵的效率为0.65，则泵的轴功率为：1.652.54kW 0.65P ==3、在套管换热器中用120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。
苯的流量为4000kg/h ，比热容为1.9kJ/(kg ·℃)，温度从30℃升至60℃。
蒸汽冷凝传热系数为1×104W/(m 2·℃)，换热管内侧污垢热阻为4×10－4m 2·℃/W ，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。
换热管为φ54×2mm 的钢管，有效长度为12m 。
试求：（1）饱和蒸汽流量（其冷凝潜热为2204kJ/kg ）；（2）管内苯的对流传热系数αi ；（3）当苯的流量增加50%、但其他条件维持不变时，苯的出口温度为若干？（4）若想维持苯的出口温度仍为60℃应采取哪些措施？作出定量计算。
解：（1）饱和蒸汽流量:51221()4000 1.9(6030) 2.2810/m m pc Q q r q C t t kJ h==-=⨯⨯-=⨯ 51 2.2510103.4/2204m Q q kg h r ⨯=== （2）管内苯的对流传热系数αi :12212211122)()()ln ln m pc o o m o o o o T t T t t t Q q C t t K S t K S K S T t T t T t T t ----=-=∆==----（整理： 122ln o o m pcK S T t T t q C -=- （1） 2036.212054.0m L d S o o =⨯⨯==ππ 4055.06012030120ln ln 21=--=--t T t T)/(4205.0036.236009.140004055.02C m kw K o ︒⋅=⨯⨯⨯=i i o i o si o o d d d d R K αα++=11 （2） 505450541041000015.42014i α+⨯+=- )/(5852C m w i ︒⋅=α（3）苯的流量增加50%，苯的出口温度为若干)/(1.809585)5.1()5.1(28.08.0C m w ii ︒⋅=⨯=='αα 将其代入（2）式得 )/(7.5352C m w K o︒⋅=' 代入（1）式得 3444.010009.15.140003600036.27.53512030120ln 2=⨯⨯⨯⨯⨯='--t 解得 C t ︒='2.562（4）若想维持苯的出口温度仍为60℃应采取哪些措施？作出定量计算。
（a ） 将管子加长， 由（1）式得 212030ln 0.405512060'o o m pc K S q C ''-==-24.27.535360010009.140005.14055.0m S o =⨯⨯⨯⨯⨯=' m d S L o o15.14)054.0/(4.2)/(=='='ππ （b ） 提高加热蒸气压强（温度） 3444.010009.15.140003600036.27.5356030ln =⨯⨯⨯⨯⨯=-'-'T T解得 C T ︒='1334、有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×3.5mm ，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。
冷却水在环隙从15℃升到35℃。
苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。
忽略污垢热阻。
试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积。
（假设总传热系数随温度的变化忽略不计，忽略热损失）① 苯的平均温度：6525080=+=T ℃，比热容c ph =1.86×103J/（kg ·K ）苯的流量W h =2000kg/h ，水的平均温度：2523515=+=t ℃， 比热容c pc =4.178×103J/（kg ·K ）。
热量衡算式为 112221()()m ph m pc Q q c T T q c t t =-=-热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W 冷却水消耗量42321 3.11036001335() 4.17810(3515)m pc Q q c t t ⨯⨯===-⨯⨯-kg/h ②以内表面积S i 为基准的总传热系数为K i ，碳钢的导热系数λ=45W/（m ·K ）089.0290082.00855.045082.00035.0230111⨯+⨯⨯+=++=o c i m i h i d d d bd K αλα=4.35×10－3+7.46×10－5+3.18×10－3 =7.54×10－3m 2·K/WK i =133W/（m 2·K ），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。
并流操作2.341565ln 1565=-=并m t ∆℃传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 2 逆流操作4023545=+=逆m t ∆℃ 传热面积 83.540133101.34=⨯⨯==逆逆m i i t K Q S ∆m 2 因逆并逆并故i i m m S S t t >∆<∆,。
17.1==并逆逆并m m i i t t S S ∆∆ 5、每小时将15000kg 含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。
试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。
解：苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。
进料组成44.092/6078/4078/40=+=F x 釜残液组成 0235.092/9878/278/2=+=W x 原料液的平均分子量M F =0.44×78+0.56×92=85.8原料液流量 F =15000/85.8=175.0kmol/h依题意知Dx D /Fx F =0.971 （a ） Dx D =0.971×175×0.44 （b ） 全塔物料衡算 D+W=F =175Dx D +Wx W =Fx F或 Dx D +0.0235W =175×0.44 （c ） 联立式a ，b ，c ，解得D =80.0 kmol/h W =95.0 kmol/h x D =0.9356、分离上例题中的溶液时，若进料为饱和液体，选用的回流比R =2.0，试求提馏段操作线方程式，并说明操作线的斜率和截距的数值。