化工原理第四版陈敏恒答案
陈敏恒《化工原理》(第4版)配套模拟试题及详解【圣才出品】
陈敏恒《化工原理》（第4版）配套模拟试题及详解一、选择题（每题3分，共30分）1．在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，当过滤压差增加一倍时，其过滤速率为原来的（）倍。
A．B．1C．2D．4【答案】C2．湿空气在换热器中与传热介质进行热交换，（1）如空气温度降低，其湿度肯定不变；（2）如空气温度升高，其湿度肯定不变。
则正确的判断是（）。
A．两种提法都对B．两种提法都不对C．（1）对，（2）不对D．（2）对，（1）不对【答案】D【解析】当t减小到以下时，由于空气中水汽凝结的液态水，使空气中水汽质量减小，从而使H减小，当t增加或t减小，且t在以上时，H将保持不变。
3．流率为800 kmol/h、组成为0.4的二元理想溶液精馏分离，要求塔顶产品组成达到0.7，塔底残液组成不超过0.1，泡点进料，回流比为2.5。
要使塔顶采出量达到500 kmol/h，应采取措施（）。
A．增加塔板数B．加大回流比C．改变进料热状况D．增加进料量【答案】D【解析】由的物料衡算式知，400（kmol/h）。
当x D、x W、x F均确定后，只有改变F才可改变D，其他几种措施只能改变分离能力。
4．板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4，这一规律只有在（）时才成立。
A．过滤时的压差与洗涤时的压差相同；B．滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；C．过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；D．过滤压差与洗涤压差相同，滤液的粘度与洗涤液的粘度相同，且过滤面积与洗涤面积相同【答案】C5．萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于（）。
A．溶解度曲线上方区B．溶解度曲线下方区C．溶解度曲线上D．纵坐标轴上【答案】B【解析】和点M位于溶解度曲线下方的两相区才能进行萃取操作。
6．对于恒速干燥阶段，下列哪个描述是错误的（）。
A．干燥速度与气体的性质有关B．干燥速度与气体的流向有关C．干燥速度与气体的流速有关D．干燥速度与物料种类有关【答案】D【解析】恒速干燥阶段，干燥速度与物料种类无关，取决于干燥介质气体的状态及流速、空气与物料的接触方式。
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)课后习题(液体精馏)【圣才出品】
第9章 液体精馏（一）习题 相平衡9-1 总压为101.3kPa 下，用苯、甲苯的安托因方程，求：（1）温度为108℃及81℃时，苯对甲苯的相对挥发度；（2）用上述计算的相对挥发度的平均值αm ，计算苯-甲苯的汽液平衡数据，并与书末附录中所列的实验值作比较（列表）。
解：已知：苯（A ）-甲苯（B ）溶液，，，。
求：（1）；（2）表。
（1）t 1＝108℃时kPa P P A A 8.222348.28.2201081211031.6lg ==+-=︒︒，kPa P P B B 0.94972.15.2191081345080.6lg ==+-=︒︒，370.20.948.2221===︒︒B A P P αt 2＝81℃时018.28.220811211031.6lg =+-=︒A P ，kPa P A 33.104=︒604.15.219811345080.6lg =+-=︒B P ，kPa P B 19.40=︒596.219.4033.1042===︒︒B A P P α（2）相对挥发度的平均值为由求得苯-甲苯的汽液平衡数据及实验值如表9-2-1所示。
表9-2-1最大误差为。
9-2 乙苯、苯乙烯混合物是理想物系，纯组分的蒸气压为：乙苯 t P A +-=︒206.213225.142408240.6lg苯乙烯 tP B +-=︒43.20958.144508232.6lg式中p °的单位是kPa ，t 的单位为℃。
试求：（1）塔顶总压为8kPa 时，组成为0.595（乙苯的摩尔分数）的蒸汽温度；（2）与上述汽相成平衡的液相组成。
解：已知：乙苯（A ）-苯乙烯（B ）溶液理想物系，P ＝8kPa ，y A ＝0.595，t P A +-=︒206.213225.142408240.6lg ，tP B +-=︒43.20958.144508232.6lg 。
求：（1）t ；（2）x A 。
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)课后习题(液体精馏)【圣才出品】
第9章 液体精馏（一）习题 相平衡9-1 总压为101.3kPa 下，用苯、甲苯的安托因方程，求：（1）温度为108℃及81℃时，苯对甲苯的相对挥发度；（2）用上述计算的相对挥发度的平均值αm ，计算苯-甲苯的汽液平衡数据，并与书末附录中所列的实验值作比较（列表）。
解：已知：苯（A ）-甲苯（B ）溶液，，，。
求：（1）；（2）表。
（1）t 1＝108℃时kPa P P A A 8.222348.28.2201081211031.6lg ==+-=︒︒，kPa P P B B 0.94972.15.2191081345080.6lg ==+-=︒︒，370.20.948.2221===︒︒B A P P αt 2＝81℃时018.28.220811211031.6lg =+-=︒A P ，kPa P A 33.104=︒604.15.219811345080.6lg =+-=︒B P ，kPa P B 19.40=︒596.219.4033.1042===︒︒B A P P α（2）相对挥发度的平均值为由求得苯-甲苯的汽液平衡数据及实验值如表9-2-1所示。
表9-2-1最大误差为。
9-2 乙苯、苯乙烯混合物是理想物系，纯组分的蒸气压为：乙苯 t P A +-=︒206.213225.142408240.6lg苯乙烯 tP B +-=︒43.20958.144508232.6lg式中p °的单位是kPa ，t 的单位为℃。
试求：（1）塔顶总压为8kPa 时，组成为0.595（乙苯的摩尔分数）的蒸汽温度；（2）与上述汽相成平衡的液相组成。
解：已知：乙苯（A ）-苯乙烯（B ）溶液理想物系，P ＝8kPa ，y A ＝0.595，t P A +-=︒206.213225.142408240.6lg ，tP B +-=︒43.20958.144508232.6lg 。
求：（1）t ；（2）x A 。
6化工原理习题解答(陈敏恒)
2 2 4πλ∆t (r2 × r1 ) ∆t ⋅ 4πr1 ⋅ 4πr2 ∆t A1A 2 Q= = = r2 − r1 δ/λ δ/λ
7．已知：d0=25mm，δ1=δ2=25mm，λ2/λ1=5，热损 Q，λ1 与λ2 互换，Δt 不 变，热
2πλL∆t d2 ln d 1
t1 − t 3 t −t =λ 2 3 δ δ2
∴ t1 = (t 2 − t 3 )
δ + t3 δ2
3．已知：G=0.048kg/m2・S，t2=110℃，r =2000kJ/kg，垢层δ=2mm， λ=0.65W/m2・K。 求：t1 解题思路：q=G・r ∆t t −t q=λ =λ 1 2 δ δ δ ∴ t1 = q + t 2 λ 4．已知：外径Ф150mm，λ=0.103+0.000198t(t:℃)，蒸汽管外壁温度 t0=180℃， 保温层外壁温度 t1=50℃，冷凝量 G=1×10-4kg/m・s。 求：保温层厚度δ 解题思路：Q=G·r 查 180℃水，r =2019kJ/kg ∴Q/L 对于圆筒壁
∆t ∆t 2 = λ3 3 δ3 δ2
即q =
t 2 − t3 t3 − t4 = δ2 δ3 λ2 λ3
q=
t2 − t4 δ 2 δ3 + λ 2 λ3
即
δ2 t2 − t4 δ3 = − λ2 λ3 q
得δ 2 2．已知：δ2=(1/3)δ, t2=300℃, t3=50℃ 求：t1
50
解题思路： q = λ
[
4
4
]
（1）
C 0 × 10 −8 [T14 − T24 ] 1 1 1 1 + −1 + + −1 ε1 ε A ε2 εB
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(液液萃取)【圣才出品】
对
于单级萃取，两相处于平衡状态，敬 与溶解度曲线的交点 E 为萃取相。又因为
通过 E 点作水平线与溶解度曲线交于 R，即为萃余相。 连线 与 的交点为和点 M，从图可读得 M 点在横坐标上的读数为 0.51。 根据杠杆定律可得
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6．一般来说，温度降低，互溶度将______，萃取分离的效果______。 【答案】变小；变好
7．请写出三种液液萃取的工业设备名称：______、______、______。 【答案】混合-澄清槽；填料萃取塔；筛板萃取塔
三、简答题
1．何谓萃取操作的选择性系数 β？什么情况下 β＝∞？
答：选择性系数 β 定义如下：
5．在 A、B 二组分混合溶液中加入纯溶剂 S，混合后分为二个平衡液层 E 相和 R 相, 已知 E 相含 40%A（质量%，下同）、3%B；R 相中含 29%A、70%B。则 A 组分在 E 相和 R 相得分配系数 kA 等于______，溶剂的选择性系数等于______。
【答案】1.379；32.18
C．不变
D．不确定
【答案】B
7．选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为（ ）。 A．分配系数 B．萃取相含量 C．选择性系数 β＞1 D．分配系数 【答案】C
8．单级萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃 取剂代替纯萃取剂，所得萃余相浓度将（ ）。
A．增大 B．减小 C．不变 D．不确定 【答案】A
3．双组分液液萃取分离时，根据相律，其自由度为______，当两相平衡时，组成占有 一个自由度，则______和______可自由选择。
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(NEW)陈敏恒《化工原理》(第4版)(上册)配套题库【名校考研真题+课后习题+章节题库+模拟试题】
目 录第一部分 名校考研真题绪 论第1章 流体流动第2章 流体输送机械第3章 液体的搅拌第4章 流体通过颗粒层的流动第5章 颗粒的沉降和流态化第6章 传 热第7章 蒸 发第二部分 课后习题绪 论第1章 流体流动第2章 流体输送机械第3章 液体的搅拌第4章 流体通过颗粒层的流动第5章 颗粒的沉降和流态化第6章 传 热第7章 蒸 发第三部分 章节题库绪 论第1章 流体流动第2章 流体输送机械第3章 液体的搅拌第4章 流体通过颗粒层的流动第5章 颗粒的沉降和流态化第6章 传 热第7章 蒸 发第四部分 模拟试题陈敏恒《化工原理》（第4版）配套模拟试题及详解第一部分 名校考研真题说明：本部分从指定陈敏恒主编的《化工原理》（第4版）为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。
所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。
为方便题库上线和读者阅读，本题库分为上下册。
绪 论一、简答题什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。
[中山大学2010年研]答：化工原理的三传：质量传递、热量传递、动量传递。
三传的类比：（1）传递本质类比①动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递。
②热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递。
③质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。
（2）基础定律数学模型类比①动量传递的牛顿粘性定律。
②热量传递的傅立叶定律。
③质量传递的费克扩散定律。
（3）物性系数类比①粘度系数。
②导热系数。
③分子扩散系数。
第1章 流体流动一、选择题1．计算管路系统突然扩大的局部阻力时，速度值应取（ ），计算突然缩小的局部阻力时，速度值应取（ ）。
[华南理工大学2011年研]A ．小管的流速B ．大管的流速C ．上游管道的流速D ．大管与小管的流速平均值2．层流与湍流的本质区别是（ ）。
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)课后习题(第11~14章)【圣才出品】
陈敏恒《化工原理》（第4版）（下册）课后习题第11章液液萃取（一）习题单级萃取11-1现有含醋酸15％（质量分数）的水溶液30kg，用60kg纯乙醚在25℃下作单级萃取，试求：（1）萃取相、萃余相的量及组成；（2）平衡两相中醋酸的分配系数，溶剂的选择性系数。
物系的平衡数据如表11-2-1所示。
表11-2-1在25℃下，水（B）-醋酸（A）-乙醚（S）系统的平衡数据（均以质量分数表示）解：已知：x F＝15%，F＝30kg，S＝60kg，单级萃取，求：（1）E，R，x，y；（2），β。
图11-2-1（1）由得图中M 点。
用内插法过M 点作一条平衡联结线，得平衡时R、E 相。
由图中读得各组分组成，，且量得，。
根据杠杆定律（2）由于，从图11-2-1中读得，故6.14064.01064.0/5.015.01/1=--=--=︒︒︒︒A A A Ax x y y β11-2如图11-2-2所示为溶质（A），稀释剂（B）、溶剂（S）的液液相平衡关系，今有组成为x F 的混合液100kg，用80kg 纯溶剂作单级萃取，试求：（1）萃取相、萃余相的量及组成；（2）完全脱除溶剂之后的萃取液E°、萃余液R°的量及组成。
图11-2-2解：已知：如图11-2-2所示。
求：（1）E，R，y A ，x A ；（2）︒E ，︒R ，︒A y ，︒Ax 。
（1）由，量得，得M 点。
用内插法过M 点作一条平衡联结线，得平衡时R、E 相，从图11-2-2中读得故（2）从图11-2-2中读得x F ＝0.29，16.0=︒A x ，77.0=︒A y 。
物料衡算式解得11-3醋酸水溶液100kg，在25℃下用纯乙醚为溶剂作单级萃取。
原料液含醋酸x F ＝0.20，欲使萃余相中含醋酸x A ＝0.1（均为质量分数）。
试求：（1）萃余相、萃取相的量及组成；（2）溶剂用量S。
已知25℃下物系的平衡关系为y A ＝1.356201.1Ax ；y S ＝1.618－0.6399exp（1.96y A ）；x S ＝0.067＋1.43273.2A x ，式中y A 为与萃余相醋酸浓度x A 成平衡的萃取相醋酸浓度；y S 为萃取相中溶剂的浓度；x S 为萃余相中溶剂的浓度。
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)课后习题(第8~10章)【圣才出品】
系统，
，则
液相推动力 气相推动力
8-5 某逆流吸收塔塔底排出液中含溶质 x＝2×10－4（摩尔分数），进口气体中含溶质
2.5％（体积分数），操作压强为 101kPa。气液相平衡关系为 y＝50x。
现将操作压力由 101kPa 增至 202kPa，问塔底推动力（y－ye）及（xe－x）各增加至
原有的多少倍。
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解：已知：G＝l6kmol/（m2·h），p＝l01.3kPa，kya＝64.6kmol/（m3·h），kLa＝16.6kmol/ （m3·h），pA＝4.62cA，（pA：kPa，cA：kmol/m3）。求：（1）Kya，HOG；（2）液相阻力
解：已知： 查
图 8-2-3 。求 。
，饱和蒸汽压 pA1＝4.24kpa，则
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pB1 101.3 4.24 97.06kPa
pB2 101.3kPa
pBm
pB2 ln
pB1 pB2
101.3 97.06 ln 101.3
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陈敏恒《化工原理》（第 4 版）（下册）课后习题
第 8 章 气体吸收
（一）习题 气液相平衡 8-1 在盛水的鼓泡吸收器中通入纯 C02 气，如图 8-2-1 所示，经长期接触后测得水中 C02 的平衡溶解度为 2.857×10－2mol/L 溶液。鼓泡器中的总压为 l01.3kPa，水温 30℃， 溶液的密度ρm＝996kg/m3。求亨利系数，并将此实验值与文献值 E＝188.5MPa 作比较。
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(第8~10章)【圣才出品】
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书 陈敏恒《化工原理》（第4版）（下册）章节题库第8章气体吸收一、选择题1．吸收过程中，当L 增大，G 减小时，则推动力将（），传质单元数将（）。
A．增大，增大B．增大，减小C．减小，减小D．减小，增大【答案】B 2．在吸收操作中，以液相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为（）。
A．B．C．D．【答案】A3．纯水吸收操作时，入塔气体浓度升高，L/G 及出口吸收液中要求不变，则气体出塔浓度将（），吸收率η将会（）。
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书A．增大，增大B．减小，增大C．增大，减小D．减小，减小【答案】A4．在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是（）。
A．水吸收氧B．水吸收氢C．水吸收氨D．水吸收二氧化碳【答案】C5．吸收过程的推动力为（）。
A．气相浓度与液相浓度之差B．气相实际浓度与平衡浓度之差C．气相温度与液相温度之差D．气相实际温度与平衡温度之差【答案】B6．在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是（）。
A．ShB．ReC．GaD．Sc【答案】D7．用水吸收低浓度，如果在水中加入碱，则此时会（）。
A．变小B．变大C．不变D．不确定【答案】B8．某低浓度逆流吸收塔在正常操作一段时间后，发现气体出口含量y2增大，原因可能是（）。
A．气体进口含量y1下降B．吸收剂温度降低C．入塔的吸收剂量减少D．前述三个原因都有【答案】C9．高含量气体吸收与低含量气体吸收的根本区别在于（）。
A．高含量气体的吸收率高B．低含量气体难以吸收C．高含量气体的L和G不为常数D．低含量气体吸收塔出口浓度较低【答案】C10．在吸收塔某处，气相主体浓度y＝0.025，液相主体浓度x＝0.01，气相传质分系数，气相总传质系数，则该处气液界面上气相浓度y i应为（），已知气液平衡关系是y＝0.5x。
A．0.02B．0.01C．0.015D．0.005【答案】B11．吸收过程的吸收因数A表示为（）。
化工原理习题解答(陈敏恒)
解题思路：1. 已知：ΔZ=10m, P 2(表)=0.06MPa ，无缝钢管Φ57×3.5mm,L=50m,ρ=1200kg/m 3,μ=2mpa ・S,ε=0.3mm求：(1) 管路方程(2) q v =30m 3/h 时的H e ，P e解题思路：(1) ∵在阻力平方区 ∴λ=f(ε/d)ε/d, 查图得λ管路特性方程25228)(v e q d g g P z H πλ+ρ+∆=l表(2) q v =30m 3/h 时，25228)(v e q d g g P z H πλ+ρ+∆=l表g q H P v e e ρ⋅⋅=2. 已知：D=0.4m, H=0.2m, n=1000r/min, ρ=1000kg/m 3,求：(1) 顶盖P=f(r)Rr r Rr r g u g ====0202)2(ρP解题思路：离心力场中静力学方程为C 2r gz P 22==−+常数ρωρ ∴2r gz P C 20200ρω−ρ+= 由小孔处条件知0P (表)＝0，0z =0, 0r =0∴C=0gz r 21P 22ρ−ρω=∴ z= z 0 =0,(2) ∵02r gz P 22==ρω−ρ+常数 ∴P 2)(22r gz P ρωρ=+=gu g r g 22222==∴ωρP R r r R r r g u g =====ρ∴0202P3. 已知：q v =71m 3/h, P 1 (真)=0.029MPa ，P 2 (表)=0.31MPa ，d 1=d 2,Δz 12=0,ρ=1000kg/m 3,P 轴=10.4kW求：H e ,η解题思路：(1)由泵吸入端（截面）至泵出口端（2截面）列机械能衡算式g 2u z g P He g2u z g P 22222111++ρ=+++ρ得 ∵高度差不计，且d 1=d 2, u 1=u 2,gP P g P P He ρ+=ρ−=∴（真）表）1212( ()轴轴P g q H P P v e e ρ==η24. 已知：吸入管Φ70×3mm, L AB =15m, 压出管Φ60×3mm, L CD =80m, λ=0.03, Δz=12m, He=30-6×105q v 2,求：q V , q‘v解题思路：(1)从江面至高位槽液面排机械能衡算式得管路特性方程 H=Δz+ΣH f =Δz+2522512)88(v CDAB q g d L g d L ππλ+将管路方程与泵的特性方程联立，可得q V(2)江面下降3m ，Δz =15，两方程重新联立5. 已知：ΔP /ρg ，d ，l,ε,μ,ρ,He=A-Bq v 2求：计算q v 的框图 解题思路：∵ −=⋅+∆=22258vv Bq A He g q d Lg H πλρP 2152)]8/()[(gd LB g A q v πλρ+∆−=∴P框图如下：是输 出 q v6. 已知：离心水泵的特性曲线数据如下：q v l /min 0 1200 2400 3600 4800 6000 H e m 34.5 34 33 31.5 28 26 管路Δz=5m,L=360m,d=120mm,λ=0.02,两槽敞口求：q v ，P e解题思路：对于管路：有2v 52q gd L 8z g P H πλ+∆+ρ∆= 两槽敞口 ∴ΔP=0 将数据列表：流量q v m 3/s 0 0.02 0.04 泵 H e m34.5 34 33 管路H m5 14.6 43.21作图求得交点：q v ，H e∴Pe=q v H e ρg7．已知：泵特性方程H e =20-2q v 2（H e －m ，q v －m 3/min ），单泵q v =1m 3/min ，两敞口容器z 12=10m求：q v =1.5m 3/min 时，两泵串联还是并联。
化工原理 陈敏恒 第四版 第4章习题与思考题
第 四 章 习 题固定床压降1．某种圆柱形颗粒催化剂其直径为d p ，高为h ，试求等体积的当量直径d e 及球形度ψ。
现有h= d p =4mm 的颗粒，填充在内径为1m 的圆筒形容器内，填充高度为1.5m ，床层空隙率为0.43。
若在20℃、1atm 下使360m 3/h 的空气通过床层，试估算床层压降为多少？*2．用20℃、1atm 空气通过某固定床脱硫器，测得如下数据：空塔气速 0.3m/s, 单位床层高度的压降 220 Pa/m ；0.8m/s, 1270 Pa/m 。
试利用欧根公式估计甲烷在30℃、0.7MPa 下以空塔气速0.4m/s 通过床层时，单位床层高度的压降为多少？已知在操作条件下甲烷物性：μ=0.012mPa ・s ；ρ=4.50kg/m 3。
过滤物料衡算3．某板框压滤机共有20只滤框，框的尺寸为0.45×0.45×0.025m, 用以过滤某种水悬浮液。
每m 3悬浮液中带有固体0.016 m 3, 滤饼中含水50%（质量）。
试求滤框被滤饼完全充满时，过滤所得的滤液量（m 3）。
已知固体颗粒的密度ρp =1500kg/ m 3, ρ水=1000kg/ m 3。
过滤设计计算4．在恒压下对某种滤浆进行过滤实验，测得如下数据：滤液量（m 3） 0.1 0.20 0.30 0.40过滤时间（s ） 38 115 228 380过滤面积为1 m 2，求过滤常数K 及q e 。
5．某生产过程每年欲得滤液3800 m 3，年工作时间5000hr ，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5hr ，其中过滤时间为1.5hr, 将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K=4×10-6 m 2/s ； q e =2.5×10-2m 。
滤饼不洗涤，试求：（1） 所需过滤面积，m 2；（2） 今有过滤面积为8 m 2的过滤机，需要几台？*6．叶滤机在恒定压差下操作，过滤时间为τ，卸渣等辅助时间τD 。
5化工原理习题解答(陈敏恒)
积分得
d2 pρ p 18µ
查 20℃水 ρ=998.2kg/m3，μ=1.005×10-3Pa・S。 设处于斯托克斯区， 则 ut =
d2 p (ρ p − ρ ) g
18µ
Re p = d p ut ρ
验证
µ
18µ − 2 ⋅τ d pρp u = ut 1− e ds u= dτ
大颗粒粒性项可忽略，且
ut 小颗粒为91.6, u mf
求证：
大颗粒为8.61。
解题思路：小颗粒，粘性项为主。 由欧根公式
2 ∆P （ 1 − ε） 1 − ε ρu 2 µu = 150 ⋅ + 1 . 75 ⋅ L (ψd p ) 2 ε3 ε 3 ψd p
2 µu mf µu mf （ 1 − ε m） ∆P 得 = 150 3 2 ⋅ = 1650 ( 1 − ε ) m 2 2 Lmf ε mψ dp dp
解题思路： 1. 已知：dp=30μm, ρp=2600kg/m3, T=20℃, 求：水中 u t , 空气中 u t’ 解题思路：查 20℃水，ρ=998kg/m3，μ=1 mPa・s 空气ρ=1.2kg/m3, μ=0.0181mPa・s 设沉降在斯托克斯区 ∴在水中
ut =
d2 p (ρ p − ρ ) g 18µ
F=mg， Fb=
m ρ g， FD=3πdpμu (设处于斯托克斯区) ρp
42
∴
du ρ p − ρ 18µ = g− 2 u ρp dτ d pρ p
τ=− =− d2 pρ p 18µ ln 1 − 2 ⋅ u 18µ d p (ρ p − ρ)g ln(1 − u ) ut
18µut (ρ p − ρ ) g
化工原理考试题及答案 陈敏恒
化工原理考试题及答案一.填空题1.(2分) 题号:7008 第7章知识点:100 难度:容易在常压下,20℃时氨在空气中的分压为69.6mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y =________,比摩尔分率Y =_______.*****答案***** 0.0916 0.1012.(3分) 题号:7013 第7章知识点:100 难度:中等用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg, 与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH /100kgH O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______.*****答案***** P*=Ex 680mmHg 0.8943.(2分) 题号:7021 第7章知识点:200 难度:容易用气相浓度△Y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为_________________________________,以传质总系数表达的速率方程为__________________________________.*****答案***** N =k Y(Y-Y i) N =K Y(Y-Y*)4.(2分) 题号:7022 第7章知识点:200 难度:中等用△y, △x为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时传质总系数K 与分系数k ,k 的关系式为_________________,K 与k , k 的关系式为__________________.*****答案***** 1/K =1/k +m/k 1/K =1/(m.k )+1/k5.(1分) 题号:7025 第7章知识点:300 难度:容易用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度y =0.06,要求出塔气体浓度y =0.008,则最小液气比为________.*****答案***** 1.7336.(2分) 题号:7041 第7章知识点:100 难度:容易气液两相平衡关系将取决于以下两种情况：(1) 若p*〉p 或C 〉C* 则属于＿＿过程(2) 若p 〉p*或C*〉C 则属于＿＿过程*****答案***** （1）解吸；（2）吸收。
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)课后习题(气体吸收)【圣才出品】
第8章气体吸收（一）习题气液相平衡8-1 在盛水的鼓泡吸收器中通入纯C02气，如图8-2-1所示，经长期接触后测得水中C02的平衡溶解度为2.857×10－2mol/L溶液。
鼓泡器中的总压为l01.3kPa，水温30℃，溶液的密度ρm＝996kg/m3。
求亨利系数，并将此实验值与文献值E＝188.5MPa作比较。
图8-2-1解：已知：溶液。
求：实验值。
将此实验值与文献值E＝188.5MPa作比较。
查30℃水的饱和蒸汽压，。
长期通入后，有对于稀溶液，则故对文献值相对误差为%21.05.1885.1881.188＝－－8-2 惰性气与C02的混合气中含CO 230%（体积分数），在1MPa （表压）下用水吸收，如图8-2-2所示。
设吸收塔底水中溶解的CO 2达到饱和，此吸收液在膨胀槽中减压至20kPa （表压）,放出大部分CO 2，然后再在解吸塔中吹气解吸。
设全部操作范围内水与CO 2的平衡关系服从亨利定律，操作温度为25℃。
求1kg 水在膨胀槽中最多能放出多少千克CO 2气。
图8-2-2解：已知：，吸收塔底部达饱和。
求：水在膨胀槽中放出的量G 。
查系统，，令当地大气压为，则对稀溶液，其比质量分率，故8-3 20℃的水与N2气逆流接触以脱除水中溶解的O2气。
塔底入口的N2气中含氧0.1%（体积分数），设气液两相在塔底达到平衡，平衡关系服从亨利定律。
求下列两种情况下水离开塔底时的最低含氧量，以mg/m3水表示。
（1）操作压强为101.3kPa（绝压）。
（2）操作压强为40kPa（绝压）。
解：已知：用N2逆流吸收溶解于水中的塔底达平衡。
求：（1）p＝101.3kPa（绝对压力）时，c min（mg/m3水）；（2）p＝40kPa（绝对压力）时，c min （mg/m3水）。
（1）查20℃，O2-H2O系统，，则故（2）同理，故8-4 气液逆流接触的吸收塔，在总压为101.3kPa下用水吸收Cl2气，进入塔底的气体混合物中含氯1%（体积分数），塔底出口的水中含氯浓度为x＝0.8×10－5（摩尔分数）。
陈敏恒化工原理第4版知识点总结归纳课后答案
绪论0.1复习笔记一、化工生产过程化学工业的定义化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的工业，核心是化学反应过程和反应器。
2．化工生产的要求为使反应器内保持适宜的压力、温度和物料的组成等条件，原料需经过前处理。
前处理是指原料经过的一系列预处理以除去杂质，达到必要的纯度、温度和压力的过程。
反应产物同样需要经过各种后处理过程加以精制。
二、单元操作单元操作的分类按操作的目的可分为：（1）物料的增压、减压和输送；（2）物料的混合或分散；（3）物料的加热或冷却；（4）非均相混合物的分离；（5）均相混合物的分离。
2．常用单元操作及内容（1）常见单元操作单元操作是按物理过程的目的，兼顾过程的原理、相态，将各种前、后处理归纳成的系列操作，如表0-1-1所示。
表0-1-1 化工常见单元操作（2）单元操作的内容各单元操作的内容包括：过程和设备。
三、“化工原理”课程的两条主线传递过程（1）动量传递过程（单相或多相流动）；（2）热量传递过程——传热；（3）物质传递过程——传质。
表0-1-1中各单元操作皆属传递过程。
2．研究工程问题的方法论（1）实验研究方法，即经验的方法；（2）数学模型方法，即半理论半经验的方法。
0.2课后习题详解本章无课后习题。
0.3名校考研真题详解什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。
[中山大学2010研]答：（1）化工原理的三传是指质量传递、热量传递、动量传递。
（2）三传的可比拟性如下：① 传递本质类比a.动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递；b.热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递；c.质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。
② 基础定律数学模型类比a.动量传递的牛顿粘性定律；b.热量传递的傅立叶定律；c.质量传递的费克扩散定律。
③ 物性系数类比a.动量传递的黏度系数；b.热量传递的导热系数；c.质量传递的分子扩散系数。
资料-陈敏恒化工原理第4版课后答案
1章答案（一）习题静压强及其应用1-1用如图1-2-1所示的U形压差计测量管路A点的压强，U形压差计与管道的连接导管中充满水。
指示剂为汞，读数R＝120mm，当地大气压P a为760mmHg，试求：（1）A点的绝对压强，Pa；（2）A 点的表压，Pa。
图1-2-1解：已知则1-2为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图1-2-2所示的装置。
测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。
今测得U形压差计读数为R＝130mm，通气管距贮槽底面h＝20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。
试求贮槽内液体的储存量为多少吨？图1-2-2解：已知：管道中空气缓慢流动，u＝0。
求：贮槽内液体的储存量W。
由题意，则故贮槽内液体的储存量为1-1一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m3。
液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm 的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：（1）人孔盖共受多少液柱静压力，以（N）表示；（2）槽底面所受的压强是多少（Pa）？解：已知：求：（1）人孔盖受力F（N）；（2）槽底压强P（Pa）。
（1）由于人孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变化，所以能够以孔盖中心处的压强对全面积求积得F为（2）槽底面所受的压强为1-2如图1-2-3所示为一油水分离器。
油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。
油由上部溢出，水由底部经一倒U形管连续排出。
该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。
已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s＝500mm，油的密度为780kg/m3，水的密度为1000kg/m3。
今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少？因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。
图1-2-3解：已知：求：H（m）。
由于液体流动速度缓慢，可作静力学处理，，故1-1如图1-2-4所示复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。
化工原理思考题及解 陈敏恒版
第一章 流体流动 例1.1 单杯式压强计单杯式水银压强计的液杯直径D=100mm ，细管直径d=8mm ，用此压强计测量容器内水面上方的压强p 0，测压点C 位于水面以下h=0.5m ，试求：（1）当压强计读数R ＝300mm ，杯内水银界面与测压点C 的垂直距离h 0=0.4m ，压强p 0等于多少？（2）若表压增加一倍（p 0’=2 p 0），并忽略杯内界面高度的变化，则读数R 为多少？（3）若表压增加一倍（p 0’=2 p 0），并计及杯内界面位置的变化，则读数R 为多少？解：（1）因A 、B 两点位于同一平面，B A p p =（表压）Pa 1012.3 )4.05.0(81.910003.081.913600 )h g(h -gR p 40'0⨯=+⨯-⨯⨯=+=ρρ（2）表压加倍后，设压强计读数为R ’，若忽略杯内水银界面高度的变化，则m 534.0 81.913600)4.05.081.910001012.32 gh h g p R 4'0'0'=⨯+⨯+⨯⨯=++=（）（ρρ（3）与（1）相比，表压加倍后杯内水银面下降了1h ∆，管内水银面上升了2h ∆，压强计读数的增加量为21h h R ∆+∆=∆，而hdD h 222∆=∆则221dD 1R h +∆=∆根据等高面即等压面的原理）（）（R R g h h h g p '10'0∆+=∆+++∴ρρ[]222'0''0d D R d gR g )h g (h gR p +∆-∆=+--ρρρρm234.0008.01.0008.081.9136001012.3d D dg-g p -p R 2224222''0=+⨯⨯⨯=+=∆ρρ则 m 534.0234.03.0R R R '=+=∆+= 此结果表明，使用单杯压强计，因21h h ∆<<∆，完全可以忽略杯内界面高度的变化，既方便又准确。
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综合型计算4-13．拟用一板框压滤机在恒压下过滤某悬浮液，已知过滤常数K =7.5×10-5m 2/s 。
现要求每一操作周期得到10m 3滤液，过滤时间为0.5h 。
悬浮液含固量φ=0.015(m 3固体/m 3悬浮液)，滤饼空隙率ε=0.5，过滤介质阻力可忽略不计。
试求：（1）需要多大的过滤面积？（2）现有一板框压滤机，框的尺寸为0.65m×0.65m×0.02m ，若要求仍为每过滤周期得到滤液量10m 3，分别按过滤时间和滤饼体积计算需要多少框？（3）安装所需板框数量后，过滤时间为0.5h 的实际获得滤液量为多少？ 解：（1）τK q =235/3.0180010.7m m 675=⨯⨯=-2m 7.20.36710q V A 2=== （2）按过滤面积需要框 个330.65227.2a 2A n 22=⨯== 3饼m 0.3090.0150.510.01510φε1V φV =--⨯=--= 按滤饼体积需要框 个饼370.650.020.309ba V n 22=⨯==取37个(3) 安装37个框 A=37×2×0.652=31.3m 2τK q =235/3.0180010.7m m 675=⨯⨯=-不变V=qA=0.367×31.1=11.4 m 3传热综合型计算6-31. 质量流量为7200kg/h 的某一常压气体在250根Ф25×2.5mm 的钢管内流动，由25℃加热到85℃，气体走管程，采用198kPa 的饱和蒸汽于壳程加热气体。
若蒸汽冷凝给热系数1α= 1×104 W/(m 2.K)，管内壁的污垢热阻为0.0004W K m /2⋅，忽略管壁、管外热阻及热损失。
已知气体在平均温度下的物性数据为：c p =1kJ/(kg ·K)，λ= 2.85×10-2W/(m.K)，μ=1.98×10-2mPa s ⋅。
试求：(1)饱和水蒸汽的消耗量(kg/h)；(2)换热器的总传热系数K (以管束外表面为基准)和管长；(3)若有15根管子堵塞，又由于某种原因，蒸汽压力减至143kPa ，假定气体的物性和蒸汽的冷凝给热系数不变，求总传热系数K'和气体出口温度t 2'。
已知198kPa 时饱和蒸汽温度为120℃，汽化潜热2204kJ/kg ；143kPa 时饱和蒸汽温度为110℃。
解：（1）kW t t C q Q p m 120)2585(136007200)(1222=-⨯⨯=-= h kg s kg Qq m /00.196/05445.022041201====γ (2) s).kg/(m 25.48(0.02)2500.7853600/7200A q G 22m =⨯⨯==450.0225.48Re 25737101.9810du dG ρμμ-⨯====>⨯ 7.0695.01085.21098.1101Pr 253≈=⨯⨯⨯⨯==--λμp C 气体被加热 b=0.4 4.08.02Pr Re 023.0dλα= 4.08.02Pr Re 023.0d λα==K m W ./95.957.02573702.01085.2023.024.08.02=⨯⨯⨯⨯-Km W K d d R K ⋅==++=++=2421221/38.7301363.0202595.9510004.0101111）（）（αα m t ∆==---=-----8512025120ln 2585ln )()(2121t T t T t T t T 60.09℃ m m t l d Kn t KA Q ∆=∆=外πm t d Kn Q l m 39.109.60025.014.325038.73101203=⨯⨯⨯⨯⨯=∆=外π(3) 15根管子堵塞，管程流量不变，速度增大为原来的250/235=1.06倍， 仍为湍流，管程8.02222)'('u u ⨯=αα， K m W 28.02/53.10006.195.95=⨯=’α Km W K d d R K ⋅==++=++=2421221/93.760130.0202553.10010004.0101111’）（）’（’αα 264.2539.1025.014.3235m l d n A =⨯⨯⨯==外’’π 'ln ''')'(21121222t T t T t t A K t t C q Q p m ---=-= 得 2221'''ln p m C q A K t T t T =-- 137kPa 蒸汽温度为110ºC9862.0101264.2593.76'11025110ln 32=⨯⨯⨯=--t 得 C t ︒=3.78'2理论板数计算8-24. 欲用填料塔以清水逆流吸收混合气体中有害组分A 。
已知入塔气中A 组分y 进=0.05（摩尔分率，下同），要求回收率为90%。
平衡关系y=2x ，H OG =0.8米。
采用液气比为最小液气比的1.5倍。
试求：（1）出塔液体浓度；（2）填料层高度；（3）现改用板式塔，需要多少块理论板？解：（1）005010050112...)(y y =⨯=-=η()819022121..m x x y y min G /L e =⨯==--=η ()72815151...min G /L .G /L =⨯==01670005005072102121.)..(.)y y (L G x x =-+=-+= （2）74107221..L mG A === 6541111112221.A mx y mx y A ln AN OG =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--⎪⎭⎫ ⎝⎛--= m ...N OG OG 72365080H H =⨯=⋅=（3）02.4)005.00167.0205.0ln()741.0/1ln(1]ln[ln 1=⨯-=--=进出出进mx y mx y mGL N 综合型计算8-25．在逆流填料塔中，入塔混合气含氨0.02(摩尔分率)，流率为100 kmol/m 2h 。
用含氨0.0002(摩尔分率，下同)的稀氨水吸收，要求氨回收率98%。
相平衡关系y=1.2x ，设计液气比为最小液气比的1.5倍。
填料的传质单元高度H OG =0.5m ，试求：（1）所需填料层高度为多少米？（2）该塔在应用时，另有一股含氨0.001的稀氨水、流率为40 kmol/m 2h 吸收剂也要加入该塔中部某处，并要求加料处无返混，塔顶吸收剂用量减少40 kmol/m 2h 。
要求氨回收率仍为98%，其他条件不变。
填料层应增加几米？该股吸收剂应在距塔顶往下几米处加入？解：0002.02=x ，02.01=y ，x y 2.1=，η=0.98，a K y =200h m kmol ./3 h m kmol G 2/100=，0004.002.002.0)1(12=⨯=-=y y η，H OG =0.5m（1）19.10002.02.102.00004.002.0/)(2121min =--==x m y y y G L -- 785.119.15.1)(5.1min =⨯==GL G L6723.0785.12.1==L mG ,])1ln[(112221L mG mx y mx y L mG LmG N OG +=---- 34.11]6723.00002.02.1~0004.00002.02.1~02.0)6723.01ln[(6723.011=+⨯⨯=--OG N m N H H OG OG 67.534.115.0=⨯==01118.0)0004.002.0(785.110002.0)(2121=+=+=--y y L G x x L=1.785G=178.5 kmol/m 2h（2）设另一股液体加入时无返混，塔上部L'=178.5 -40=138.5 kmol/m 2h 塔下部气液流量不变，加料处x =0.001，全塔物料衡算)()(')(x x L x x L y y G -+-=-出进出进，100×(0.02-0.0004)=138.5×(0.001-0.0002)+ 178.5×(x 出-0.001)得x 出=0.01136， 加料处)0002.0001.0(1005.1380004.0)('-⨯+=-+=进出x x G L y y =0.001508 上塔段8664.05.1381002.1'=⨯=L mG ， ]0002.02.10004.0001.02.1001508.0ln[8664.011]ln['11⨯-⨯--=---=进出上mx y mx y L mG N OG =4.902， 下塔段6723.05.1781002.1=⨯=L mG ， ]001.02.1001508.001136.02.102.0ln[6723.011]ln[11⨯-⨯--=---=mx y mx y LmG N OG 出进下=9.243，N OG=4.902+9.243=14.145，H=14.145×0.5=7.07m，ΔH=7.07-5.67=1.4m 加料口离塔顶距离4.902×0.5=2.45m从塔顶向下2.45米处加另一股稀氨水入塔。
14-13. 某常压操作的理想干燥器处理物料量为500kg 绝干料/h ，物料进、出口的含水量分别为X 1=0.3kg 水/kg 干料，X 2=0.05水/kg 干料。
新鲜空气的温度t 0为20℃，露点t d 为10℃，经预热至96℃后进入干燥器。
干空气的流量为6000 kg 干气/h 。
试求：（1）进预热器前风机的流量，m 3/h ；（2）预热器传热量（忽略预热器的热损失），kW ；（3）干燥过程的热效率η。
解：（1） 干气水kg /kg ....p P p .H d d d 00775023110023162206220=-⋅=-= 干气水kg /kg .H H d 0077500==干气kg /m .))(...()t )(H ..(v H 3330033839502732000775010564108322731056410832=+⨯⨯+⨯=+⨯+⨯=----湿空气的体积 h /m .Vv 'V H 35037839506000=⨯==（2）∵对于预热器 干气水kg /kg .H H H d 00775001===物料衡算 )H H (V )X X (G W C 1221-=-=500(0.3-0.05)=6000( H 2-0.00775)H 2=0.0286 kg 水/kg 干气I 1=(1.01+1.88H 1) t 1+ 2500H 1= (1.01+1.88×0.00775)×96 + 2500×0.00775=117.7 kJ/kg 干气 I 0=(1.01+1.88H 0) t 0+ 2500H 0= (1.01+1.88×0.00775)×20+ 2500×0.00775=39.7 kJ/kg 干气 预热器供热量)(01I I V Q -==(6000/3600) (117.7-39.7) = 130 kW(3)∵理想干燥器 I 1 = I 2117.7 = (1.01+1.88H 2) t 2 + 2500H 20286025000286088101171172.t )...(.⨯+⨯+=2t =43.4℃ 干燥过程的热效率%..t t t t 3692096443960121=--=--=η。