化工原理作业汇总
化工原理作业
精馏和吸收的应用精馏一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
精馏操作按不同方法进行分类。
根据操作方式，可分为连续精馏和间歇精馏；根据混合物的组分数，可分为二元精馏和多元精馏；根据是否在混合物中加入影响汽液平衡的添加剂，可分为普通精馏和特殊精馏（包括萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏）。
若精馏过程伴有化学反应，则称为反应精馏原理：把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。
为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝，就能分离为纯或比较纯的组分呢？对于一次汽化，冷凝来说，由于液体混合物中所含的组分的沸点不同，当其在一定温度下部分汽化时，因低沸点物易于气化，故它在气相中的浓度较液相高，而液相中高沸点物的浓度较气相高。
这就改变了气液两相的组成。
当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时，因高沸点物易于冷凝，使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高，而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。
这样经过一次部分汽化和部分冷凝，使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。
如果多次的这样进行下去，将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分，在气相中留下的基本上是低沸点的组分。
由此可见，多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行，就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。
液体气化要吸收热量，气体冷凝要放出热量。
为了合理的利用热量，我们可以把气体冷凝时放出的热量供给液体气化时使用，也就是使气液两相直接接触，在传热同时进行传质。
为了满足这一要求，在实践中，这种多次部分汽化伴随多次部分冷凝的过程是逆流作用的板式设备中进行的。
所谓逆流，就是因液体受热而产生的温度较高的气体，自下而上地同塔顶因冷凝而产生的温度较低的回流液体（富含低沸点组分）作逆向流动。
塔内所发生的传热传质过程如下1）气液两相进行热的交换，利用部分汽化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所得的液体混合物；2）气液两相在热交换的同时进行质的交换。
《化工原理》习题集精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《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NO2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.)。
(完整word版)化工原理课后作业(蒸馏)
5．蒸馏一、单选题1．蒸馏是分离( ）混合物的单元操作。
BA 气体;B 液体;C 固体；D 刚体。
2．蒸馏是利用各组分的（)不同的特性实现分离的目的. CA 溶解度；B 等规度；C 挥发度；D 调和度。
3．在二元混合液中，（）的组分称为易挥发组分。
AA 沸点低;B 沸点高；C 沸点恒定；D 沸点变化。
4．在二元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。
CA 可挥发；B 不挥发;C 易挥发；D 难挥发。
5．在二元混合液中，（）的组分称为难挥发组分。
BA 沸点低；B 沸点高；C 沸点恒定；D 沸点变化。
6．在二元混合液中,沸点高的组分称为( ）组分。
DA 可挥发;B 不挥发；C 易挥发；D 难挥发。
7．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一. AA 液相回流;B 进料;C 侧线抽出；D 产品提纯。
8．液相回流是保证（）过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。
BA 吸收；B 精馏；C 传热；D 过滤。
9．在( ）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
CA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器.10．在再沸器中溶液（）而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
CA 部分冷凝；B 全部冷凝；C 部分气化；D 全部气化。
11．在再沸器中溶液部分气化而产生（），是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。
DA 上升物料；B 上升组分;C 上升产品；D 上升蒸气。
12．再沸器的作用是提供一定量的（）流。
DA 上升物料；B 上升组分；C 上升产品;D 上升蒸气。
13．（）的作用是提供一定量的上升蒸气流. CA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器;D 换热器。
14．（）的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。
AA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器.15．冷凝器的作用是提供( )产品及保证有适宜的液相回流。
BA 塔顶气相;B 塔顶液相;C 塔底气相；D 塔底液相。
化工原理课后作业(吸收)
化工原理课后作业(吸收)6．吸收一、单选题1．用氢铵溶剂稀释混合气中的溶质。
逆流操作方式，均衡关系满足用户亨利定律。
眼红红塔气体浓度y1下降，而其它入塔条件维持不变，则气体出来塔浓度y2和吸收率?的变化为：（）。
c（a）y2下降，?上升（b）y2上升，?下降（c）y2下降，?维持不变（d）y2下降，?变化不确认2．在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则气相总传质单元数（）。
ba减少b增加c维持不变d不定3．在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则出口气体组成将（）。
aa减少b增加c维持不变d不定4．在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则出口液体组成（）。
aa减少b增加c维持不变d不定5．低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它条件不变，但入口液体组成增高时，则气相总传质单元数将（）。
ca减少b增加c维持不变d不定6．低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它条件不变，但入口液体组成增高时，则气相总传质单元高度将（）。
ca增加b减少c不变d不定7．低浓度的气膜控制系统，在逆流稀释操作方式中，若其它条件维持不变，但入口液体共同组成升高时，则气相出口共同组成将（）。
aa增加b减少c不变d不定8．低浓度的气膜控制系统，在逆流稀释操作方式中，若其它条件维持不变，但入口液体共同组成升高时，则液相出口共同组成将（）。
aa增加b减少c不变d不定9．正常操作方式下的逆流吸收塔，若因其他原因并使液体量减少以至液气比大于原定的最轻液气比时，以下哪些情况将出现？c（a）出塔液体浓度增加，回收率增加（b）出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不变（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10．最大吸收率与（）无关。
da液气比b液体入塔浓度c二者平衡常数d吸收塔型式11．逆流填料吸收塔，当吸收因数a?1且填料为无穷高时，气液两相将在（）达到平衡。
化工原理-作业题文
化工原理(1)-作业题文(总12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--绪论1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。
(1) 水的粘度?=(cm?s)(2) 密度?=1386kgf?s2/m4(3) 某物质的比热容c p=(lb??F)(4) 传质系数K G=(m2?h?atm)(5) 表面张力?=74dyn/cm(6) 导热系数?=1kcal/(m?h?K)2. 湿物料原来含水16%(wt%)，在干燥器中干燥至含水%，试求每吨物料干燥出的水量。
第一章流体流动1. 已知甲地区的平均大气压力为，乙地区的平均大气压力为，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20kPa。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的绝对压力与甲地区操作时相同？2. 用一复式U管压差计测定水流管道A、B两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间放的是水，今若测得h1=，h=，R1=，R2=，问管道中A、B两点间的差压?p AB为多少？(先推导关系式，再进2行数字运算)。
第2题图3. 在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。
粗管内径d1=10cm，细管内径d2=5cm，当流量为4×10－3m3/s时，求粗管内和细管内水的流速？4.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。
在本题中，水流经系统的能量损失可按h f=计算，其中u为水在管内的流速，试计算：（1）A－A截面处水的流速；（2）出口水的流量，以m3/h计。
第4题图5. 将高位槽内料液向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以s的速度流动。
设料液在管内压头损失为（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？6. 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×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。
化工原理第一章 作业题
解：1、2两截面间列柏努利方程：
z1
p1
g
1 2g
u12
z2
p2
g
1 2g
u
2 2
hf
其中：
z1 z2
u2
u1
d1 d2
2
2.5 33 2 47
1.23m/s
1
h
p1 p2 g
1 2g
(u
2 2
u12
)
h
f
1 (1.232 2.52 ) 0.07 0.17m 2 9.81
2
说明2截面处测压管中水位高。这是因为该处动能小， 因而静压能高。
17．用泵将常压贮槽中的稀碱液送至蒸发器中浓缩，如附
图所示。泵进口管为φ89×3.5mm，碱液在其中的流速为 1.5m/s；泵出口管为φ76×3mm。贮槽中碱液的液面距
蒸发器入口处的垂直距离为7m。碱液在管路中的能量损失 为40J/kg（不包括出口）蒸发器内碱液蒸发压力保持在 20kPa（表压），碱液的密度为1100kg/m3。设泵的效率 为58％，试求该泵的轴功率。
解：如图，1-2为等压面
p1 p gh p2 pa 0 gR
p gh pa 0 gR
则容器内表压：
1
2
题6 附图
p pa 0 gR gh 136000.459.81 9000.89.81 53.0 kPa
12．一水平管由内径分别为33mm及47mm的两段 直管组成，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管， 在接头两侧相距1m的1、2两截面处各接一测压管， 已知两截面间的压头损失为70mmH2O，问两测压管 中的水位哪一个高，相差多少？并作分析。
维持恒定。泵吸入与压出管路直径相同，均为
化工原理例题及习题
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/m3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 。
化工原理作业答案
3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯5．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 ρ13．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2211221e 2f 22p u p u gZ W gZ h ρρ+++=+++∑ ()s m 966.1m 004.02068.0414.33600204πkgJ 700m 0.8Pa 1021.1Pa 100133.1222f1125251=⨯-⨯====≈=-⨯=⨯=∑d VA V u hu Z Z p p ；；；；()222121e 21f 2p p u u W g Z Z h ρ--=++-+∑()()768.9WW 173800360020kg J 175kg J 704.7893.146.2kgJ 700.88.92966.1800100133.121.1e s e 25=⨯⨯===+++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯++⨯-=W w N W e19．用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。
化工原理作业四套答案全
学员答案:A
本题得分:5
题号:5题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
内容:
对湿度一定的空气，以下各参数中哪一个与空气的温度无关。______
A、相对湿度
B、湿球温度
C、露点温度
D、绝热饱和温度
标准答案:C
学员答案:C
本题得分:5
题号:6题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
在stocks区颗粒的沉降速度正比于______。
A、密度差的1/2次方
B、黏度的零次方
C、颗粒直径的0.5次方
D、颗粒直径的平方
标准答案:D
学员答案:D
本题得分:5
题号:10题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
内容:
已知湿空气的下列哪两个参数，利用H—I图可以查得其他未知参数？??????
标准答案:B
学员答案:B
本题得分:5
题号:4题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
内容:
对在蒸汽与空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的_____在工程上可行。
A、提高空气流速
B、提高蒸汽流速
C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度
D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液
内容:
多层等厚度平壁定态导热中，若某层材料的导热系数最小，则该层两侧的温差_____。
A、最大
B、最小
C、都相等
D、无法确定
标准答案:A
学员答案:A
本题得分:5
题号:14题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
内容:
化工原理作业和练习题
第七章练习题 1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨..已知入塔混合气中氨含量为5.5%质量分数;下同;吸收后出塔气体中氨含量为0.2%;试计算进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y .. 解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y ..120.055/170.09030.055/170.945/290.002/170.00340.002/170.998/29y y ==+==+ 进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为10.09030.099310.0903Y ==- 20.00340.003410.0034Y ==-由计算可知;当混合物中某组分的摩尔分数很小时;摩尔比近似等于摩尔分数..第八章练习题2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下;使含二氧化碳为3.0%体积分数的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触..试判断二氧化碳的传递方向;并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力..已知操作条件下;亨利系数51066.1⨯=E kPa;水溶液的密度为997.8 kg/m 3..解：水溶液中CO 2的浓度为 33350/1000kmol/m 0.008kmol/m 44c == 对于稀水溶液;总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为4t 0.008 1.4431055.43c x c -===⨯ 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相;进行解吸..以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa练习题7. 某填料吸收塔内装有5 m 高;比表面积为221 m 2/m 3的金属阶梯环填料;在该填料塔中;用清水逆流吸收某混合气体中的溶质组分..已知混合气的流量为50 kmol/h;溶质的含量为5％体积分数％；进塔清水流量为200 kmol/h;其用量为最小用量的1.6倍；操作条件下的气液平衡关系为 2.75Y X =；气相总吸收系数为42310kmol/(m s)-⨯⋅；填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90％..试计算1填料塔的吸收率；2填料塔的直径..解：1惰性气体的流量为 n,V 50(10.05)kmol/h 47.5kmol/h q =⨯-=对于纯溶剂吸收n,L 12A n,V12min /q Y Y m q Y m X ϕ⎛⎫-== ⎪ ⎪-⎝⎭ 依题意n,L n,V min 200 2.63247.5 1.6q q ⎛⎫== ⎪ ⎪⨯⎝⎭ n,L n,V min A (/) 2.63295.71%2.75q q m ϕ=== 21110.050.0526110.05y Y y ===-- ()()21A 10.052610.95710.00226Y Y ϕ=-=⨯-=()()0120.0000226.00526.02005.47221L n,Vn,1=+-⨯=+-=X Y Y q q X 111*0.0526 2.750.01200.0196Y Y Y ∆=-=-⨯=00226.0075.200226.0*222=⨯-=-=∆Y Y Y00803.000226.00196.0ln 00226.00196.0ln 2121m =-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y 269.600803.000226.00526.0m 21OG =-=∆-=Y Y Y N m 798.0m 269.65OG OG ===N Z H 由 Ω=a K q H Y Vn,OG 224OG Y V n,m 277.0m 798.09.022********/5.47=⨯⨯⨯⨯==-aH K q Ω 填料塔的直径为m 594.0m 14.3277.04π4=⨯==ΩD 练习题11. 某制药厂现有一直径为 0.6 m;填料层高度为6 m 的吸收塔;用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分..现场测得的数据如下：V =500 m 3/h 、Y 1=0.02、Y 2=0.004、X 1=0.004..已知操作条件下的气液平衡关系为 Y = 1.5 X ..现因环保要求的提高;要求出塔气体组成低于0.002摩尔比..该制药厂拟采用以下改造方案：维持液气比不变;在原塔的基础上将填料塔加高..试计算填料层增加的高度..解：改造前填料层高度为OG OG Z H N =改造后填料层高度为OGOG Z H N '''= 故有OG OG OG OGH N Z Z H N '''= 由于气体处理量、操作液气比及操作条件不变;故OGOG H H '= S S '=对于纯溶剂吸收20X =;2*0Y =由 12OG 22*1ln[(1)]1*Y Y N S S S Y Y -=-+-- 故 1OG 21ln[(1)]1Y N S S S Y =-+- 1OG21ln[(1)]1Y N S S S Y '=-+'- 因此;有1212ln[(1)]ln[(1)]Y S S Y Z Y Z S S Y -+''=-+ 操作液气比为n,L12n,V 120.020.00440.0040q Y Y q X X --===-- n,Vn,L 1.50.3754mq S q === 0.02ln[(10.375)0.375]0.002 1.5090.02ln[(10.375)0.375]0.004Z Z -+'==-+ 1.5096m 9.054m Z '=⨯= 填料层增加的高度为(9.0546)m 3.054m Z Z Z '∆=-=-=练习题12. 若吸收过程为低组成气体吸收;试推导OG G L 1H H H A=+..解：n,VG y q H k a =Ω n,L L x q H k a =Ω n,V n,L 1mq S A q == n,V n,V n,L n,V n,V G L y n,L x y x Y111()q mq q q q m H H A k a q k a a k k a K +=+=+=ΩΩΩΩ 由 n,V OG Y q H K a =Ω故 OG G L 1H H H A=+作业题3. 在总压为110.5 kPa 的条件下;采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气..测得在塔的某一截面上;氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =..气膜吸收系数k G =5.2×10-6 kmol/m 2·s ·kPa;液膜吸收系数k L =1.55×10-4 m/s..假设操作条件下平衡关系服从亨利定律;溶解度系数H ＝0.725 kmol/m 3·kPa..1试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数；2试分析该过程的控制因素..解：1 以气相分压差表示的总推动力为t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸收系数为246G L G 11111()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210K Hk k --=+=+⋅⋅⨯⨯⨯ 35252(8.89910 1.92310)(m s Pa)/kmol 2.01210(m s Pa)/kmol =⨯+⨯⋅⋅=⨯⋅⋅6G 1097.4-⨯=K kmol/m 2·s ·kPa以液相组成差表示的总推动力为33*(110.50.0320.725 1.06)kmol/m 1.504kmol/m c c c pH c ∆=-=-=⨯⨯-= 其对应的总吸收系数为m/s 10855.6m/s 102.5725.01055.11111664G L L ---⨯=⨯+⨯=+=k H k K2吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为%58.95%100102.51097.4/1/166G G G G =⨯⨯⨯==--k K K k 气膜阻力占总阻力的绝大部分;故该吸收过程为气膜控制..作业题5. 在101.3 kPa 及25 ℃的条件下;用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的二氧化硫..已知混合气进塔和出塔的组成分别为y 1=0.04、y 2=0.002..假设操作条件下平衡关系服从亨利定律;亨利系数为4.13×103 kPa;吸收剂用量为最小用量的1.45倍..1 试计算吸收液的组成；2 若操作压力提高到1013 kPa 而其他条件不变;再求吸收液的组成..解：11110.040.0417110.04y Y y ===-- 2220.0020.002110.002y Y y ==≈-- 3t 4.131040.77101.3E m p ⨯=== 吸收剂为清水;所以 02=Xn,L 12n,V 12min 0.04170.00238.81/0.0417/40.770q Y Y q Y m X ⎛⎫--=== ⎪ ⎪--⎝⎭ 所以操作时的液气比为 n,L n,L n,V n,Vmin 1.45 1.4538.8156.27q q q q ⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭ 吸收液的组成为()()n,V 41122n,L 10.04170.00207.0541056.27q X Y Y X q -=-+=⨯-+=⨯ 2 3t 4.1310 4.0771013E m p ⨯'===' n,L 12n,V12min 0.04170.002 3.8810.0417/04.077q Y Y q Y m X '⎛⎫--=== ⎪ ⎪'-⎝⎭- n,L n,L n,V n,V min1.45 1.45 3.881 5.627q q q q ''⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ()()n,V 31122n,L 10.04170.00207.055105.627q X Y Y X q -'⎛⎫'=-+=⨯-+=⨯ ⎪ ⎪⎝⎭ 作业题6. 在一直径为0.8 m 的填料塔内;用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体..已知混合气的流量为45 kmol/h;二氧化硫的体积分数为0.032..操作条件下气液平衡关系为34.5Y X =;气相总体积吸收系数为0.056 2 kmol/m 3·s..若吸收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%;要求回收率为98%..求水的用量kg/h 及所需的填料层高度.. 解：1110.0320.0331110.032y Y y ===-- ()()21A 10.033110.980.000662Y Y ϕ=-=⨯-=4110.0331*9.5941034.5Y X m -===⨯ 44110.76*0.769.594107.29110X X --==⨯⨯=⨯ 惰性气体的流量为n,V 45(10.032)kmol/h 43.56kmol/h q =⨯-=水的用量为()n,V 123n,L 412()43.560.03310.000662kmol/h 1.93810kmol/h 7.291100q Y Y q X X --⨯-===⨯-⨯- 34m,L 1.9381018kg/h 3.48810kg/h q =⨯⨯=⨯求填料层高度m 429.0m 8.0785.00562.03600/56.432Y V n,OG =⨯⨯=Ω=a K q H 4111*0.033134.57.291100.00795Y Y Y -∆=-=-⨯⨯=222*0.00066234.500.000662Y Y Y ∆=-=-⨯=07.1100293.0000662.00331.0m 21OG =-=∆-=Y Y Y N m749.4m 429.007.11OG OG =⨯==H N Z作业题8. 在101.3 kPa 及20 ℃的条件下;用清水在填料塔内逆流吸收混于空气中的氨气..已知混合气的质量流速G 为600 kg/m 2·h;气相进、出塔的摩尔分数分别为0.05、0.000526;水的质量流速W 为800 kg/m 2·h;填料层高度为3 m..已知操作条件下平衡关系为Y = 0.9 X ;K G a 正比于G 0.8而于W 无关..若1操作压力提高一倍；2气体流速增加一倍；3 液体流速增加一倍;试分别计算填料层高度应如何变化;才能保持尾气组成不变..解：首先计算操作条件变化前的传质单元高度和传质单元数1110.050.0526110.05y Y y ===-- 2220.0005260.000526110.000526y Y y ===-- 操作条件下;混合气的平均摩尔质量为()i i 0.051710.0529kg/kmol 28.4kg/kmol M x M ==⨯+-⨯=⎡⎤⎣⎦∑ ()n,V2260010.05 kmol/(m h)20.07kmol/(m h)28.4q =⨯-⋅=⋅Ω()n,L2280010 kmol/(m h)44.44 kmol/(m h)18q =⨯-⋅=⋅Ω n,Vn,L 0.920.070.40644.44mq S q ⨯=== ()()n,V1112n,L *0.4060.05260.0005260.0211q Y mX m Y Y q ==-=⨯-=111*0.05260.02110.0315Y Y Y ∆=-=-=222*0.00052600.000526Y Y Y ∆=-=-=1OG 2110.0315ln ln 6.890110.4060.000526Y N S Y ∆===-∆- OG OG 3m 0.4356.890Z H N ===m 1t t 2p p '=tE m p = t t 2p m m m p '==' n,Vn,L0.4060.20322m q S S q ''==== 若气相出塔组成不变;则液相出塔组成也不变..所以*11110.05260.02110.04212Y Y Y ''∆=-=-⨯=*2220.00052600.000526Y Y Y ''∆=-=-= 1OG2110.0421ln ln 5.499110.2030.000526Y N S Y '∆'===''-∆- n,V n,V OG Y G q q H K a K ap ==ΩΩ总 n,V OG OG G 0.435m 0.21822q H H K ap '===='Ω总m OGOG 0.218 5.499m 1.199Z H N '''==⨯=m (1.1993)m 1.801Z Z Z '∆=-=-=-m即所需填料层高度比原来减少1.801m..2n,Vn,V 2q q '= n,V220.4060.812mq S S L ''===⨯=若保持气相出塔组成不变;则液相出塔组成要加倍;即112X X '= 故()()*111111120.05260.8120.05260.0005260.0103Y Y Y Y mX Y S Y Y ''''∆=-=-=--=-⨯-= *2220.00052600.000526Y Y Y ''∆=-=-= 1OG2110.0103ln ln 15.82110.8120.000526Y N S Y '∆'===''-∆- n,Vn,V n,V 0.2OG n,V 0.8Y G n,V q q q H q K a K aP q ==∝=ΩΩ 0.2n,V 0.2OG OG n,V 20.435m 0.500q H H q ⎛⎫''==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭mOGOG 0.50015.82m 7.910Z H N '''==⨯=m (7.9103)m 4.910Z Z Z '∆=-=-=m即所需填料层高度要比原来增加4.910 m..3 n,Ln,L 2q q '= n,V n,L 0.4060.20322mq S S q '====' ()*12OG *221ln 11Y Y N S S S Y Y ⎡⎤'-'''=-+⎢⎥''--⎣⎦()10.05260ln 10.2030.203 5.49710.2030.0005260-⎡⎤=-+=⎢⎥--⎣⎦W 对K G a 无影响;即n,L q 对K G a 无影响;所以传质单元高度不变;即OGOG 0.435H H '==m OGOG 0.435 5.497m 2.391m Z H N '''==⨯= (2.3913)m 0.609m Z Z Z '∆=-=-=-即所需填料层高度比原来减少0.609 m..作业题10. 用清水在塔中逆流吸收混于空气中的二氧化硫..已知混合气中二氧化硫的体积分数为0.085;操作条件下物系的相平衡常数为26.7;载气的流量为250 kmol/h..若吸收剂用量为最小用量的1.55倍;要求二氧化硫的回收率为92%..试求水的用量kg/h 及所需理论级数.. 解：1110.0850.0929110.085y Y y ===--()()21A 10.092910.920.00743Y Y ϕ=-=⨯-=用清水吸收;20X =n,LA n,V min26.70.9224.564q m q ϕ⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭ 操作液气比为n,Ln,V 1.5524.56438.074q q =⨯=水的用量为3n,L 38.074250kmol/h 9.51910kmol/h q =⨯=⨯35m,L 9.5191018kg/h 1.71310kg/h q =⨯⨯=⨯n,Ln,V 38.074 1.42626.7q A mq === 用清水吸收;A 0.92ϕϕ==由 T ln11ln A N Aϕϕ--=- 1.4260.92ln10.921 4.198ln1.426T N --=-=第九章练习题1．在密闭容器中将A 、B 两组分的理想溶液升温至82 ℃;在该温度下;两组分的饱和蒸气压分别为*A p =107.6 kPa 及*B p ＝41.85 kPa;取样测得液面上方气相中组分A 的摩尔分数为0.95..试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压..解：本题可用露点及泡点方程求解..()()()()95.085.416.10785.416.107总总*B *A 总*B 总*A A 总*A A =-=--==p p p p p p p p x p p y － 解得 76.99＝总p kPa8808.085.416.10785.4176.99*B *A *B =--=--=p p p p x 总 本题也可通过相对挥发度求解571.285.416.107*B *A ===p p α由气液平衡方程得()()8808.095.01571.295.095.01=-+=-+=y y y x α ()()[]kPa 76.99kPa 8808.0185.418808.06.1071A *BA *A =-+⨯=-+x p x p p ＝总 2．试分别计算含苯0.4摩尔分数的苯—甲苯混合液在总压100 kPa 和10 kPa 的相对挥发度和平衡的气相组成..苯A 和甲苯B 的饱和蒸气压和温度的关系为24.22035.1206032.6lg *A +-=t p 58.21994.1343078.6lg *B +-=t p 式中p ﹡的单位为kPa;t 的单位为℃..苯—甲苯混合液可视为理想溶液..作为试差起点;100 kPa 和10 kPa 对应的泡点分别取94.6 ℃和31.5 ℃解：本题需试差计算1总压p 总＝100 kPa初设泡点为94.6℃;则191.224.2206.9435.1206032.6lg *A =+-=p 得 37.155*A =p kPa 同理 80.158.2196.9494.1343078.6lg *B =+-=p 15.63*B =p kPa 4.03996.015.6337.15515.63100A ≈=--=x 或 ()kPa04.100kPa 15.636.037.1554.0=⨯+⨯＝总p则 46.215.6337.155*B *A ===p p α 6212.04.046.114.046.2)1(1=⨯+⨯=-+=x x y αα 2总压为p 总＝10 kPa通过试差;泡点为31.5℃;*A p =17.02kPa;*B p ＝5.313kPa203.3313.502.17==α 681.04.0203.214.0203.3=⨯+⨯=y 随压力降低;α增大;气相组成提高..练习题10．在常压连续精馏塔内分离苯—氯苯混合物..已知进料量为85 kmol/h;组成为0.45易挥发组分的摩尔分数;下同;泡点进料..塔顶馏出液的组成为0.99;塔底釜残液组成为0.02..操作回流比为3.5..塔顶采用全凝器;泡点回流..苯、氯苯的汽化热分别为30.65 kJ/mol 和36.52 kJ/mol..水的比热容为4.187 kJ/ kg ·℃..若冷却水通过全凝器温度升高15 ℃;加热蒸汽绝对压力为500 kPa 饱和温度为151.7 ℃;汽化热为2 113 kJ/kg..试求冷却水和加热蒸汽的流量..忽略组分汽化热随温度的变化..解：由题给条件;可求得塔内的气相负荷;即h 37.94kmol/kmol/h 02.099.002.045.085W D W F F n,D n,=--⨯=--=x x x x q q对于泡点进料;精馏段和提馏段气相负荷相同;则()kmol/h 170.7kmol/h 94.375.41D n,V n,V n,=⨯=+=='R q q q1冷却水流量 由于塔顶苯的含量很高;可按纯苯计算;即kJ/h 232.5kJ/h 1065.307.1703A V n,c =⨯⨯==γq Qkg/h 1033.8kg/h 15187.410232.5)(4612c p,c cm,⨯=⨯⨯=-=t t c Q q 2加热蒸汽流量 釜液中氯苯的含量很高;可按纯氯苯计算;即6.234kJ/h kJ/h 1052.367.1703B V n,B =⨯⨯=='γq Qkg/h 2.95＝kg/h 211310234.66BBh m,⨯==γQ q练习题12．在常压连续精馏塔中;分离甲醇—水混合液..原料液流量为100 kmol/h;其组成为0.3甲醇的摩尔分数;下同;冷液进料q =1.2;馏出液组成为0.92;甲醇回收率为90％;回流比为最小回流比的3倍..试比较直接水蒸气加热和间接加热两种情况下的釜液组成和所需理论板层数..甲醇—水溶液的t –x –y 数据见本题附表解：1釜液组成 由全塔物料衡算求解.. ① 间接加热h29.35kmol/kmol/h 92.03.01009.09.0DFF n,D n,=⨯⨯==x x q q0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0x D间接加热64b dcea(x q ,y q )xWx FYX0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0x D直接蒸汽加热74bdcea(x q ,y q )xWx FYX附 图1 附 图2习题12 附 图0425.035.291003.0100)9.01(W =-⨯⨯-=x② 直接水蒸气加热F n,D n,L n,W n,qq Rq q q +=='关键是计算R ..由于q =1.2;则q 线方程为5.1611F -=---=x q x x q qy 在本题附图上过点e 作q 线;由图读得：x q = 0.37;y q = 0.716176.037.071.071.092.0qq q D min =--=--=x y y x Rmin 330.6176 1.85R R ==⨯=于是 ()kmol/h 174.3kmol/h 1002.1 29.3585.1W n,=⨯+⨯=q0172.08.1833.0100)9.01(W =⨯⨯-=x显然;在塔顶甲醇收率相同条件下;直接水蒸气加热时;由于冷凝水的稀释作用;x W 明显降低..（2）所需理论板层数 在x –y 图上图解理论板层数①间接加热 精馏段操作线的截距为323.085.292.01==+R x D 由x D = 0.92及截距0.323作出精馏段操作线ab ;交q 线与点d ..由x W =0.0425定出点c ;连接cd 即为提馏段操作线..由点a 开始在平衡线与操作线之间作阶梯;N T = 5不含再沸器;第4层理论板进料.. ②直接蒸汽加热 图解理论板的方法步骤同上;但需注意x W =0.0172是在x 轴上而不是对角线上;如本题附图所示..此情况下共需理论板7层;第4层理论板进料..计算结果表明;在保持馏出液中易挥发组分收率相同条件下;直接蒸汽加热所需理论板层数增加..且需注意;直接蒸汽加热时再沸器不能起一层理论板的作用..作业题4．在一连续精馏塔中分离苯含量为0.5苯的摩尔分数;下同苯—甲苯混合液;其流量为100 kmol/h..已知馏出液组成为0.95;釜液组成为0.05;试求1馏出液的流量和苯的收率；2保持馏出液组成0.95不变;馏出液最大可能的流量..解：1馏出液的流量和苯的收率hkmol 50h kmol 05.095.005.05.0100W D W F F n,D n,=--⨯=--=x x x x q q%95%1005.010095.050%100FF n,D D n,A =⨯⨯⨯=⨯=x q x q η2馏出液的最大可能流量当ηA =100%时;获得最大可能流量;即kmol/h 52.63 kmol/h 95.05.0100DF F n,Dmax n,=⨯==x x q q 作业题5．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 43.2kmol/h 45.010096.096.0F F n,D D n,=⨯⨯==x q x q ()kmol/h1.8kmol/h 45.010096.01W W n,=⨯⨯-=x qn,W 1.80.033q =kmol/h=54.55 kmol/h ()n,D n,F n,W 10054.55q q q =-=-kmol/h=45.45 kmol/h 9505.045.452.43D ==x2精馏段操作线方程2604.0726.065.39505.065.365.211D +=+=+++=x x R x x R R y3提馏段的液相负荷()kmol/h4.202kmol/h 10045.4565.2F n,D n,F n,L n,L n,=+⨯=+=+='q Rq qq q q作业题7．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31q q =--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238.075.0+=x y 23y x =-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W V n,W n,V n,L n,x q q x q q y '''-'='式中有关参数计算如下：kmol/h68.24kmol/h 952.05.05094.0D F F n,A D n,=⨯⨯==x x q q η ()n,W n,F n,D 5024.68q q q =-=-kmol/h = 25.32 kmol/h()()0592.032.255.05094.011Wn,F F n,A W =⨯⨯-=-=q x q x η()n,L n,D n,F 324.680.7550q Rq qq '=+=⨯+⨯kmol/h =111.54 kmol/h ()n,V n,L n,W 111.5425.32q q q ''=-=-kmol/h = 86.22 kmol/h则 111.5425.320.0592 1.2940.0173986.2286.22y x x ''=-⨯=-作业题9．在板式精馏塔中分离相对挥发度为2的两组分溶液;泡点进料..馏出液组成为0.95易挥发组分的摩尔分数;下同;釜残液组成为0.05;原料液组成为0.6..已测得从塔釜上升的蒸气量为93 kmol/h;从塔顶回流的液体量为58.5 kmol/h;泡点回流..试求1原料液的处理量；2操作回流比为最小回流比的倍数..解：1原料液的处理量 由全塔的物料衡算求解.. 对于泡点进料;q = 1()kmol/h 931D n,V n,V n,=+=='q R q q()n,D n,V n,L 9358.5q q q =-=-kmol/h=34.5 kmol/hD n,F n,W n,q q q -=则 ()05.05.345.3495.06.0F n,F n,⨯-+⨯=q q 解得 n,F 56.45q =kmol/h2R 为R min 的倍数()5.34193⨯+=RR = 1.70对于泡点进料;R min 的计算式为333.16.01)95.01(26.095.01)1(11F D F D min =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=x x x x R αα 于是 275.1333.17.1min ==R R第十章练习题1. 25℃时醋酸A –庚醇-3B –水S 的平衡数据如本题附表所示..6.4 5.3 38.2 26.8 13.7 10.6 42.1 30.5 19.8 14.8 44.1 32.6 26.7 19.2 48.1 37.9 33.623.747.644.9试求：1在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线;在直角坐标图上绘出分配曲线..2确定由200 kg 醋酸、200 kg 庚醇-3和400 kg 水组成的混合液的物系点位置..混合液经充分混合并静置分层后;确定两共轭相的组成和质量..3上述两液层的分配系数A k 及选择性系数β..4从上述混合液中蒸出多少千克水才能成为均相溶液解：1溶解度曲线如附图1中曲线SEPHRJ 所示..辅助曲线如附图1曲线SNP 所示..分配曲线如附图2 所示.. 2和点醋酸的质量分率为 25.0400200200200A =++=x水的质量分率为 50.0400200200400S =++=x由此可确定和点M 的位置;如附图1所示..由辅助曲线通过试差作图可确定M 点的差点R 和E ..由杠杆规则可得 kg 260kg 80040134013=⨯==M R ()kg 540kg 260800=-=-=R M E由附图1可查得E 相的组成为 A S B 0.28,0.71,0.01y y y ===习题1 附图1 习题1 附图2R 相的组成为 A S B 0.20,0.06,0.74x x x ===3分配系数A A A 0.281.40.20y k x ===B B B 0.010.01350.74y k x ===选择性系数 7.1030135.04.1B A ===k k β 4随水分的蒸发;和点M 将沿直线SM 移动;当M 点到达H 点时;物系分层消失;即变为均相物系..由杠杆规则可得 kg 5.494kg 80055345534=⨯==M H 需蒸发的水分量为()kg 5.305kg 5.494800=-=-H M练习题2. 在单级萃取装置中;以纯水为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸–庚醇-3混合液中提取醋酸..已知原料液的处理量为1 000 kg/h;要求萃余相中醋酸的质量分数不大于10%..试1水的用量；2萃余相的量及醋酸的萃取率..操作条件下的平衡数据见习题1.. 解：1物系的溶解度曲线及辅助曲线如附图所示..由原料组成x F =0.3可确定原料的相点F ;由萃余相的组成x A =0.1可确定萃余相的相点R ..借助辅助曲线;由R 可确定萃取相的相点E ..联结RE 、FS ;则其交点M 即为萃取操作的物系点..由杠杆规则可得3726F S ⨯=⨯ kg 1423kg 100026372637=⨯=⨯=F S2由杠杆规则可确定萃余相的量..习题2 附图4916R M ⨯=⨯ ()kg 791kg 1423100049164916=+==M R 由附图可读得萃取相的组成为 A 0.14y = 萃取率=()0.14242379176.2%10000.3⨯-=⨯第十一章练习题1. 已知湿空气的总压力为100 kPa;温度为50 ℃;相对湿度为40%;试求1湿空气中的水汽分压；2湿度；3湿空气的密度.. 解：1湿空气的水汽分压 s p p φ=由附录查得50 ℃时水的饱和蒸气压s 12.34kPa p =;故 kPa 936.4kPa 34.124.0=⨯=p 2湿度 绝干气绝干气总kg kg 03230.0kg kg 936.4100936.4622.0622.0=-⨯=-=p p p H3密度()P t H 5H10013.1273273244.1772.0⨯⨯+⨯+=υ()绝干气湿空气kg m 10100100133.1273502730323.0244.1772.0335⨯⨯⨯+⨯⨯+=0.9737=m 3湿空气/kg 绝干气 密度 湿空气湿空气33HH m kg 06.1m kg 9737.00323.011=+=+=υυρH练习题2．常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料;出干燥器的废气的温度为40 ℃;相对湿度为43%;试求废气的露点..解：由附录查得40 ℃时水的饱和蒸气压s 7.3766kPa p =;故湿空气中水汽分压为 3.172kPa kPa 3766.743.01Hs =⨯=+==υυϕH p p查出s 3.172kPa p =时的饱和温度为25.02 ℃;此温度即为废气露点..练习题3. 在总压101.3 kPa 下;已知湿空气的某些参数..利用湿空气的H –I 图查出附表中空格项的数值;并绘出分题4的求解过程示意图..解：附表中括号内的数为已知;其余值由H -I 图查得..分题4的求解过程示意图略..作业题4. 将o 025C t =、00.005kg /kg H =水绝干气的常压新鲜空气;与干燥器排出的o 240C t =、20.034kg /kg H =水绝干气的常压废气混合;两者中绝干气的质量比为1：3..试求1混合气体的温度、湿度、焓和相对湿度；2若后面的干燥器需要相对湿度10%的空气做干燥介质;应将此混合气加热至多少摄氏度 解：1对混合气列湿度和焓的衡算;得 02m 134H H H +=a02m 134I I I +=b当o 25t =℃、00.005kg /kg H =水绝干气时;空气的焓为 ()00001.01 1.882490I H t H =+⨯+()[]绝干气绝干气kg kJ 94.37kg kJ 005.024*******.088.101.1=⨯+⨯⨯+=当240t =℃、20.034kg /kg H =水绝干气时;空气的焓为()[]绝干气绝干气kg kJ 62.127kg kJ 034.024*******.088.101.12=⨯+⨯⨯+=I将以上值代入式a 及式b 中;即 m 0.00530.0344H +⨯= m 37.943127.624I +⨯= 分别解得：m 0.02675H =kg/kg 绝干气 m 105.2I =kJ/kg 绝干气由 ()m m m m 1.01 1.882490I H t H =+⨯+()m 105.2 1.01 1.880.0267524900.02675t =+⨯⨯+⨯ 得 m 36.4t =℃ 混合气体中的水汽分压02675.0622.0=-=pp pH m 总解出 Pa 4178=p36.4t =m ℃时水的饱和蒸汽压为6075p =s Pa所以混合气体的相对湿度为4178100%68.8%6075ϕ=⨯= 2将此混合气加热至多少度可使相对湿度降为10%1's41780.1p ϕ== 故 's 41780Pa p =查水蒸气表知此压力下的饱和温度为76.83 ℃..故应将此混合气加热至76.83 ℃..作业题5．干球温度为20 ℃、湿度为0.009 kg 水／kg 绝干气的湿空气通过预热器加热到80 ℃后;再送至常压干燥器中;离开干燥器时空气的相对湿度为80%;若空气在干燥器中经历等焓干燥过程;试求：11 m 3原湿空气在预热过程中焓的变化；21 m 3原湿空气在干燥器中获得的水分量..解：11 m 3原湿空气在预热器中焓的变化..当020t =℃、00.009H =kg/kg 绝干气时;由图11-3查出043I =kJ/kg 绝干气.. 当180t =℃、100.009H H ==kg/kg 绝干气时;由图11-3查出1104I =kJ/kg 绝干气.. 故1 kg 绝干空气在预热器中焓的变化为：()绝干气绝干气kg kJ 61kg kJ 4310401=-=-=∆I I I 原湿空气的比体积：()50H 273 1.013100.772 1.244273t H Pυ+⨯=+⨯⨯()绝干气湿空气绝干气湿空气kg m 48.0kg m 27320273009.0244.1772.033=+⨯⨯+= 故1 m 3原湿空气焓的变化为；湿空气湿空气33H m kJ 6.72m kJ 84.061==∆υI21 m 3原湿空气在干燥器中获得的水分..由180t =℃、100.009H H ==kg/kg 绝干气在H -I 图上确定空气状态点;由该点沿等I 线向右下方移动与80%φ=线相交;交点为离开干燥器时空气的状态点;由该点读出空气离开干燥器时的湿度20.027H =kg/kg 绝干气..故1 m 3原空气获得的水分量为：原湿空气原湿空气33H 12m kJ 0214.0m kJ 84.0009.0027.0=-=-υH H 作业题12．在恒定干燥条件下进行间歇干燥实验..已知物料的干燥面积为0.2 m 2;绝干物料质量为15 kg;干燥时间无限长时物料可被干燥至15.3 kg..假设在实验范围内;物料的干燥速率与含水量X 呈线性关系..实验测得将湿物料从30.0 kg 干燥至24.0 kg 需要0.2 h..试求在相同干燥条件下;将湿物料由30.0 kg 干燥至17 kg 需要多少时间..解：设干燥速率与物料含水量之间的关系为：(c)U k X =- a因为0U =时;*X X =据题意 15.315*0.0215X -== 代入a 式;得 c 0.02=所以 (0.02)U k X =-'d (0.02)d G X U k X S τ=-=- 分离变量积分;得21120.02''d ln (0.02)0.02X X X G G X Sk X Sk X τ-=-=--⎰ 将13015115X -==;224150.615X -==代入 得 '0.3813G Sk= 所以;当317150.133315X -==时 h 8225.0h 02.01333.002.01ln 3813.002.002.0ln 31=--=--'='X X Sk G τ。
化工原理习题整理汇总
第一章测试及答案第一题填空题（22分）1. （3分）流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长不变。
2. （3分）米糠油在管中作流动，若流量不变，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的 2 倍。
3. （3分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变变大，直管阻力变变小，计算局部阻力的当量长度变变大。
4. （3分）用内径为200mm的管子输送液体，Re为1750。
若流体及其流量不变，改用内径为50mm的管子，则Re变为 7000 。
5. （3分）苯（密度为880kg/m3，黏度为6.5×10-4Pa·s）流经内径为20mm的圆形直管时，其平均流速为0.06m/s，其雷诺数Re为 1625 ，流动形态为层流，摩擦系数λ为 0.0394 。
6. （4分）某液体在套管环隙内流动，大管规格为φ56mm×3mm，小管规格为φ30mm×2.5mm，液体黏度为1 Pa·s，密度为1000 kg/L，流速为1 m/s，则该液体在套管环隙内流动的Re为 20000 。
7. （3分）流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速减小，动压头减小，静压头增大。
第二题选择题（每题4分，共28分）1.如下图所示，若水槽液位不变，阀门打开时，各处的流体总机械能的关系为（B）。
A.E1>E2>E3B. E1=E2>E3C. E1=E2=E3D. E1>E2=E32、流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（ B ）。
A. 增厚B. 减薄C. 不变3、在一条倾斜的直管里充满着流体，在直管的不同高度有两个压力表，当它们读数相同时，可以认定管中的流体（ C ）。
A、静止不动B、向上流动C、向下流动D、以上都有可能4. 转子流量计的主要特点是（ C ）A. 恒截面、恒压差B. 变截面、变压差C.变截面、恒压差 5、流体在圆管内作层流流动时其阻力损失（ A ）。
化工原理作业总结(不含答案)
1. 将下列参数换算为SI单位：•水的表面张力σ=71dyn/cm.•水的粘度μ= 0.008g/(cm ·s)•吸收传质系数K G＝1.6kmol/(m2 · h · atm)第二节本题附图所示的开口容器内盛有油和水。
油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。
（1）判断下列两关系是否成立，即p A=p'Ap B=p'B（2）计算水在玻璃管内的高度h。
第三节将高位槽内料液向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。
设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？第四节【例1-11】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，溶液流经两截面间全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。
管路内径为60mm。
管路出口内侧为2―2截面贮槽液面为1―1截面第五节试说明粘度的单位及物理意义，并分析温度对流体粘度的影响流体流动有几种类型？判断依据是什么？第六节料液自高位槽流入精馏塔，如附图所示。
塔内压强为 1.96×104Pa（表压），输送管道为φ36×2mm无缝钢管，管长8m。
管路中装有90°标准弯头两个，180°回弯头一个，球心阀（全开）一个。
为使料液以3m3/h的流量流入塔中，问高位槽应安置多高？（即位差Z应为多少米）。
料液在操作温度下的物性：密度ρ=861kg/m3；粘度μ=0.643×10－3Pa·s。
λ=0.039局部阻力系数由表查得为进口突然缩小（入管口）ζ=0.590°标准弯头ζ=0.75180°回弯头ζ=1.5球心阀(全开) ζ=6.4第七节并联管路与分支管路各有何特点？并联管路中各支路流量是如何分配的？第八节流量计测速管是根据什么原理测量的？测的是什么速度？用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将如何变化？若改用转子流量计，转子上下压差值又将如何变化？将某转子流量计钢制转子改为形状及尺寸相同的塑胶转子, 在同一刻度下的实际流量比换转子前是增加还是减少?第九节习题课某液体在光滑管中以u=1.2m/s流速流动，其密度为920kg/m3，粘度为0.82cP。
化工原理：反应器作业
1、PFR的空混 = （0），返混 =（ 0）。
2、间歇反应器的物料衡算方程式为( 单位时间内消耗的物料量+单位时间内积累的物料量=0)。
3、对于同一简单反应的均相反应器，完成相同的生产任务所需的反应器容积最大的是（D）。
A.平推流反应器；
B.全混流反应器；
C.多级全混流反应器；
D.间歇釜式反应器。
4、基本反应器中，物料流况是理想流动的反应器是PFR_和CSTR。
5、返混是指空间相对位置不同_的物料之间由不均匀到均匀的过程，其结果是使所用反应器的性
能提高。
6、反应器的结构决定其流动特征，故同一结构的反应器具有()的基本方程。
7、反应过程的放大是化工过程开发的核心，而（反应器）的开发研究又是反应过程放大的核心。
8、.基本反应器中，物料流况是非理想流动的反应器是（D）。
A.全混釜式；
B.间歇釜式；
C.活塞流式；
D.多釜串联。
9、今有液相反应2A B+C (-r A) = 0.2C A2
反应器入口处的流量V0 = 2.0 (l/s), C A0 = 2.0 (mol/l)，出口处的转化率为x Af = 0.6，求分别用BSTR、PFR、CSTR进行反应所需的V R
10、4、某一级反应在均相、等温、恒容的条件下进行，试比较在PFR中转化率为80%所需的空时比转化率为50%所需的空时大多少倍？（设其余条件不变）。
第二章化工原理习题汇总
1. 如图2-1用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。
已知：水的流量为56.5m3·h-1，水的粘度为10-3 Pa·S，密度为1000kg·m-3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和功率；解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2m l+Σl e =100m q v = 56.5m 3/h∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/sμ = 1cp = 10-3 Pa ·S ρ=1000 kg.m -3, λ = 0.024 ⑴ ∵ Re = du ρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000 ∴水在管内流动呈湍流⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： Z 1 +(u 12/2g)+(p 1/ρg)+H =Z 2+(u 22/2g)+(p 2/ρg)+ΣHf∵Z 1=0, u 1=0, p = 0 (表压), Z 2=18m, u 2=0 p 2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25m ΣHf =λ[(l+Σle )/d](u 2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m ∴H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = Hq v ρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw2. 采用IS80-65-125水泵从一敞口水槽输送60℃热水。
化工原理课后作业
化工原理课后作业(总10页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除3．非均相物系分离一、单选题1．在滞流区颗粒的沉降速度正比于（）。
D(A)（ρs-ρ）的1/2次方 (B)μ的零次方(C)粒子直径的0.5次方 (D)粒子直径的平方2．自由沉降的意思是（）。
D(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3．颗粒的沉降速度不是指（）。
B(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4．对于恒压过滤（）。
D(A)滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的倍(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倍5．回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。
A(A) l (B)1/2 (C) 1/4 (D)1/36．以下说法是正确的（）。
B(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)过滤速率与滤液体积成正比(D)过滤速率与滤布阻力成反比7．叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（）。
D(A) 1/2 (B)1/4 (C) 1/3 (D) l8．过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩进行恒速过滤，如滤液量增大一倍，则（）。
C(A)操作压差增大至原来的倍 (B)操作压差增大至原来的4倍(C)操作压差增大至原来的2倍 (D)操作压差保持不变9．恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量（）。
C(A)增大至原来的2倍 (B)增大至原来的4倍(C)增大至原来的倍 (D)增大至原来的1.5倍10．以下过滤机是连续式过滤机（）。
化工原理作业汇总
作业1例题1：填料层的分离效果常用等板高度H T 来衡量.对10mm 直径的陶瓷拉西环用于精馏操作时,计算H T 的经验公式为:H T =2.1G -0.37D 1.24z 1/3αμ/ρ式中H T ——等板高度，in ；G ——气相质量流率，lb/（ft 2·h ）；D ——塔径，in ；z ——塔料层高度，ft ；α——相对挥发度，无因次；μ——液相粘度，cP ；ρ——液相密度，g/cm 3。
试将式中H T 、G 、D 、z 、α、μ及ρ的单位分别改为m 、kg/（m 2·h ）、m 、m 、Pa ·s 及kg/m 3，换算上式。
、例题2采用反渗透器进行海水淡化，流程如本题附图所示。
反渗透器可以看作是将含盐分高的海水分离成淡水和废盐水的装置。
每小时有含盐3.2％（质量分数，下同）的海水1000kg/h 与回流的废盐水混合成4%的盐水送入反渗透器内进行分离，得到含盐0.05％的淡水及含盐5.25％的废盐水。
试求：（1） 每小时获得的淡水量；（2） 回流液占生成废盐水的质量百分数。
作业21、如下图所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，试推导阀的局部阻力系数ξ与压差计读数Ｒ的关系式。
（8分）淡水2、每小时将2×104kg 、45℃氯苯用泵从反应器A 输送到高位槽B （如图所示）， 管出口处距反应器液面的垂直高度为15m ，反应器液面上方维持26.7kPa 的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为Φ76mm×4mm 、长26.6m 的不锈钢管，管壁绝对粗糙度为0.3mm 。
管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。
45℃氯苯的密度为1075 kg m -3，粘度为6.5×10-4 Pa·s。
泵的效率为70%，求泵的轴功率。
附：各局部阻力系数全开闸阀 ζ1 = 0.1790℃标准弯头 ζ2 = 0.75摩擦系数计算式 λ = 0.1( εd + 68Re )0.23作业三1、试计算直径为60μm 、密度为2650Kg/m 3的球形石英颗粒分别在20℃水中及20℃空气中的自由沉降速度。
化工原理作业题
【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%，均为质量分数。
试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩液量。
在全过程中，溶液中的NaOH 量保持一定。
解 电解液1000kg 浓缩液中NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5（质量分数）NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02（质量分数） 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω=0.48（质量分数）在全过程中，溶液中NaOH 量保持一定，为100kg浓缩液量为/.10005200=kg 200kg 浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg ，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ，故分离的 NaCl 量为100-4=96kg【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa ，当地大气压力为101.3kPa 。
试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解 进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差..p kPa p kPa ∆=--=+=∆=-=157（12）15712169 或 258 389 3169【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。
试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解 管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。
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化工原理上册绪论【0-1】从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI制。
（1）40℃时水的粘度μ=0.00656g(cm·s)（2）某物质的比热容CP=0.21BTU/(lb·F)（3）密度ρ＝1386kgf·s2/m4（4）传热系数KG=24.2kmol/(m2·h·atm)（5）表面张力σ＝71dyn/cm（6）导热系数λ＝1kcal/(m·h·℃)[答：μ=6.56×10-4Pa·s；CP=0.8792kJ/(kg·℃)；ρ＝13600kg/m3；KG=6.636×10-5kmol/(m2·s·kPa)；σ＝7.1×10-2N/m；λ＝1.163W/(m·℃)]【0-2】清水在圆管内对管壁的强制湍流对流传热系数随温度的变化可用下面经验公式表示，即：α ＝150（1＋2.93×10-3T）u0.8d-0.2式中α ――对流传热系数，BTU/(ft2·h·F)；T――热力学温度，K；u――水的流速，ft/s；d――圆管内径，in。
试将式中各物理量的单位换算为SI制，即α为W/(m2·K)，T为K，u为m/s，d为m。
[答：α＝1057（1＋2.93×10-3T）u0.8d-0.2]第一章流体流动1-1 流体静力学基本方程式1-1．在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m3的油品，油面高于罐底9.6m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为760mm的圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106Pa，问至少需要几个螺钉？[答：至少要7个]1-2．某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。
测得R1＝400mm，R2＝50mm 指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3＝50mm。
试求A、B两处的表压强。
[答：PA=7.16×103Pa（表压），PB=6.05×104Pa]1-3.本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H=1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820kg/m3。
试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离h。
[答：h=0.418m]1-4.用本题附图中串联U管压差计测量蒸汽压，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。
锅中水面与基准面间的垂直距离h5=3m。
大气压强Pa=99.3×103Pa。
试求锅炉上方水蒸气的压强P。
（分别以Pa和kgf/cm2来计量）。
[答：P=3.64×105Pa=3.71kgf/cm2 ]1-2 流体在管内的流动1-5．列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm的钢管组成。
空气以9m/s速度在列管内流动。
空气在管内的平均温度为50℃、压强为196×103Pa（表压），当地大气压为98.7×103Pa。
试求：（1）空气的质量流量；（2）操作条件下空气的体积流量；（3）将（2）的计算结果换算为标准状况下空气的体积流量。
[答：（1）1.09kg/s；（2）0.343m3/s；(3)0.84m3/s]1-6．高位槽内的水面高于地面8m，水从108×4mm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Σhf=6.5u2计算，其中u为水在管内的流速，m/s。
试计算：（1）A-A’截面处水的流速；（2）水的流量，以m3/h计。
[答：（1）2.9m/s；（2）82m3/h]1-7．20℃的水以2.5m/s的流速流经φ的水平管，此管以锥形管与另一53×3mm的水平管相连。
如本题附图所示，在锥形管两侧A、B处各插一垂直玻璃管以面察两截面的压强。
若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5J/kg求两玻璃管的水面差（以mm计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。
[答：88.6mm]1-8．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φ76×2.5mm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98.07×103Pa（表压）。
试求泵的有效功率。
[答Ne=2.26kW]1-3 流体的流动现象1-9.本题附图所示为冷冻盐水循环系统。
盐水的密度为1100kg/m3，循环量为36m3/h。
管路的直径相同，盐水由A流经两个换热器而至B的能量损失为98.1J/kg，由B流至A的能量损失为49J/kg，试计算：（1）若泵的效率为70％时，泵的轴功率为若干kW？（2）若A处的压强表读数为若干Pa？[答：（1）2.31kW；(2)6.2×104Pa(表压)]1-10.在实验室中，用玻璃管输送20℃的70％醋酸。
管内径为1.5cm，流量为10kg/min。
用SI和物理单位各算一次雷诺准数，并指出流型。
[答：Re=5.66×103]1-11.用压缩空气将密度为1100kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽，两槽的液面维持恒定。
管路直径均为φ60×3.5mm，其它尺寸见本题附图。
各管段的能量损失为，。
两压差计中的指示液均为水银。
试求当R1=45mm，h=200mm时：（1）压缩空气的压强p1为若干？（2）U管压差计读数R2为多少？[答：(1)1.23×105Pa(表压)；(2)630mm]（提示：U形管压差计读数R1表示了BC段的能量损失，即）1-4 流体在直管内的流动阻力1-12.在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间连一倒置U管压差计，以测量两截面之间的压强差。
当水的流量为10800kg/h时，U管压差计读数R为100mm。
粗、细管的直径分别为60×3.5mm与φ42×3mm。
计算：（1）1kg水流经两截面间的能量损失；（2）与该能量损失相当的压强降为若干Pa？[答：（1）4.41J/kg；（2）4.41×103Pa]1-13.密度为850kg/m3、粘度为8×10-3Pa·s的液体在内径为14mm的钢管内流动，溶液的流速为1m/s。
试计算：（1）雷诺准数，并指出属于何种流型；（2）局部速度等于平均速度处与管轴的距离；（3）该管路为水平管，若上游压强为147×103Pa，液体流经多长的管子其压强才下降到127.5×103Pa？[答：（1）1.49×103；（2）4.95mm；（3）14.93m]1-14.每小时将2×104kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽（见本题附图）。
反应器液面上方保持26.7×103Pa的真空度，高位槽液面上方为大气压强。
管道为φ76×4mm的钢管，总长为50m，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15m。
若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。
溶液的密度为1073kg/m3，粘度为6.3×10-4Pa·s。
管壁绝对粗糙度ε可取为0.3mm。
[答：1.63kW]1-15.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器，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3600m3/h（在操作条件下），其物理性质与50℃的空气基本相同。
如本题附图所示，气体进入鼓风机前的管路上安装有指示液为水的U管压差计，其读数为30mm。
输入管与放空管的内径均为250mm，管长与管件、阀门的当量长度之和为50m（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20m，已估计气体通过塔内填料层的压强降为1.96×103Pa。
管壁的绝对粗糙度ε可取为0.15mm，大气压强为101.33×103Pa。
求鼓风机的有效功率。
[答：3.09kW]1-5 管路计算1-16．10℃的水以500L/min的流量过一根长为300m的水平管，管壁的绝对粗糙度为0.05mm。
有6m的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。
[答:90.4mrn]1-17．在两座尺寸相同的吸收塔内，各填充不同的填料，并以相同的管路并联组合。
每条管上均装有闸阀，两支路的管长均为5m(包括除了闸阀以外的管件局部阻力的当量长度)，管内径为200mm。
通过填料层的能量损失可分别折算为5u21与4u22，式中u为气体在管内的流速m/s。
气体在支管内流动的摩擦系数λ＝0.02。
管路的气体总流量为0.3m3/s。
试求（1）当两阀全开时，两塔的通气量；（2）附图中AB的能量损失。
[答：（1）V s1=0.142/s，V s2=0.158m3/h；（2）108.6J/㎏]1-18．用离心泵将200C水经总管分别送至A、B容器内，总管流量为89m3/h，总管直径为φ127×5mm。
原出口压强表读数为1.93×103Pa，容器B内水面上方表压为1kgf/cm2。
总管的流动阻力可忽略，各设备间的相对位置如本题附图所示。
试求：（1）离心泵的有效压头H e；（2）两支管的压头损失。
[答(1)17.94m；(2) m， m]1-19．用效率为80%的齿轮泵将粘稠的液体从敞口槽送至密闭容器内，两者液面均维持恒定，容器顶部压强表的读数为30×103Pa。
用旁路调节流量，其流程如本题附图所示。
主管流量为14m3/h，管径为φ66×3mm，管长为80m（包括所有局部阻力的当量长度）。
旁路的流量为5m3/h，管径为φ32×2.5mm，管长为20m（包括除了阀门外的所有局部阻力的当量长度）。
两管路的流型相同，忽略贮槽液面至分支点O之间的能量损失。
被输送液体的粘度为50mPa·s，密度为1100kg/m3。
试计算(1)泵的轴功率；(2)旁路阀门的阻力系数。
[答：（1）10.0877kW；（2）8.01]1-6 流量测量1-20．在φ38×2.5mm的管路上装有标准孔板流量计，孔板的孔径为16.4mm，管中流动的是20℃的甲苯，采用角接取压法，用U管压差计测量孔板两测的压强差，以水银为指示液，测压连接管中充满甲苯。