化工原理第二版上册
柴诚敬化工原理答案(第二版)
化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编绪论从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为 水的黏度尸0.00856 g/(cm s) 密度 P138.6 kgf ?;2/m 4某物质的比热容 C p =0.24 BTU/(lb T)传质系数 K G =34.2 kmol/(m 2?i?3tm) 表面张力 CF 74 dy n/cm导热系数 入=1 kcal/(m 岔？C)解： (1)1 kg=1000 g , 1 m=100 cm4 I 410 kg/ m s 8.56 10 Pa s基本物理量的换算关系为 1 atm=101.33 kPa(5)表面张力基本物理量的换算关系为1 dyn=1 W -N 1 m=100 cm基本物理量的换算关系为103：J, 1 h=3600 s密度基本物理量的换算关系为 1 kgf=9.81 N , 1 N=1 kg ?n/s 2"cc kgf s 2 9.81N 1kg m s 2138.6 亠」一 ------- y 1kgf 1N1350 kg/m 3从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU=1.055 kJ , 1o F 5oC9I b=0.4536kg C p 0.24 BTU1.055kJ _11b 1BTU 0.4536kg5 9 C1 F 1.005 kJ kg CK G 34.21h kmol2m h atm 3600s1atm101.33kPa 9.378 10 5 kmol/ m 2s kPaSI 单位。
本题为物理量的单位换算。
水的黏度基本物理量的换算关系为 0.00856丄匹吗cm s 1000g 1m8.56 (4)传质系数1 h=360074也cm迪 7.4 10 2N/m 1dy n」 1m(6)导热系数 1 kcal=4.18681 心"4.1868 10J亠 1.163J m s C 1.163W/m Cm 2h C 1kcal 3600s ‘ Ikcal 2.乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即 H E3.9A2.78 10 4G B 12.01D C 0.3048Z 0 13L式中 H E —等板高度，ft; G —气相质量速度，lb/(ft 2?i)； D —塔径，ft ； Zo —每段(即两层液体分布板之间)填料层高度， a-相对挥发度，量纲为一； 丄一液相黏度，cP; P —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为 试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为 SI 单位。
化工原理第二版
化工原理第二版
抽象
化工原理第二版
前言
导言
引言
序言
第一章概述
1.1 化工原理的定义与意义
1.2 化工原理的基本原理和方法
1.3 化工原理的发展历程
第二章物料的性质与测定
2.1 固体物料的性质与测定
2.2 液体物料的性质与测定
2.3 气体物料的性质与测定
第三章物料的流动性与流动过程
3.1 流动性的基本概念与分类
3.2 流体的流动规律
3.3 流体的压力与速度分布
第四章质量与能量的平衡
4.1 物料的质量平衡及其应用
4.2 物料的能量平衡及其应用
4.3 综合平衡问题的求解方法
第五章物料的传递过程
5.1 物料传递的基本概念与分类
5.2 物料传递的基本机理
5.3 质量传递过程与传递速度
第六章反应工程与反应器设计
6.1 反应工程概述
6.2 理想反应器的性能参数
6.3 反应器的设计方法与应用
第七章固体、液体与气体的分离与净化7.1 固体与液体的分离与净化
7.2 气体的分离与净化
7.3 固液与气液质量传递过程的应用
第八章化工热力学
8.1 化学平衡和化学反应热力学基础
8.2 多相混合物热力学基础
8.3 化学反应热力学与工业热处理问题
第九章化工流程的优化与控制
9.1 化工流程优化的基本概念与方法
9.2 化工流程控制的基本概念与方法
9.3 化工流程优化与控制的综合应用
第十章工艺物料学
10l 绪论
10.2 无机工艺物料学
10.3 有机工艺物料学
10.4 生物工艺物料学
结语
结束语
总结
附录
参考文献索引。
化工原理第二版夏清贾绍义版上册课后习题答案天津大学
第一章流体流动2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏ / ? 的油品，油面高于罐底6.9 m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm的圆孔，其中心距罐底 800 mm，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 ×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh× A = 960×9.81 ×(9.6-0.8)×3.14 ×0.76 2150.307×103Nσ螺 = 39.03 × 103×3.14 ×0.014 2×nP 油≤ σ螺得 n ≥ 6.23取n min= 7至少需要 7 个螺钉3 ．某流化床反应器上装有两个U型管压差计，如本题附4.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／?。
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。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中 1－1′和 4－ 4′为等压面， 2－2′和 3－3′为等压面，且1－ 1′和 2－2′的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高h在 1－1′与 2－2′截面之间P1 = P2 + ρ水银 gR∵P= P4，P=P312且 P3 = ρ煤油 g h ， P 4 = ρ水 g（H-h）+ ρ煤油 g（ h + h ）联立这几个方程得到ρ水银 gR =ρ水 g（H-h）+ρ煤油 g（h + h）- ρ煤油gh 即ρ水银 gR =ρ水 gH +ρ煤油 gh-ρ水 gh带入数据1.0 3×103×1 - 13.6×103×0.068 = h(1.0×103-0.82×103)ｈ= 0.418 ｍ5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。
化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编
化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版柴诚敬主编本文是《化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版》的内容，提供了对上册习题的详细回答。
以下是习题和答案的内容：第一章介绍1.简要介绍化工原理的定义和应用领域。
答案：化工原理是研究物质转化过程和工程过程的基本规律以及解决化工实际问题的科学原理。
它广泛应用于化工、石油、医药、农药等领域。
2.描述化工过程的基本要素及其相互关系。
答案：化工过程的基本要素包括原料、能量、操作和设备。
它们相互关系密切，原料经过能量的作用，通过操作和设备进行转化。
1.什么是物质的性质？举例说明。
答案：物质的性质是指物质特有的、可以用于识别和区分物质的特征。
例如，水的性质包括色彩、气味、味道等。
2.什么是热力学？热力学研究的对象是什么？答案：热力学是研究物质和能量相互转化过程的科学。
热力学研究的对象包括物质和能量。
第三章理想气体的性质1.计算气体的压力、体积和温度之间的关系公式。
答案：PV = nRT，其中P表示气体的压力，V表示气体的体积，T表示气体的温度，n表示气体的物质的量，R表示气体常数。
2.理想气体的状态方程是什么？其适用条件是什么？答案：理想气体的状态方程是PV = nRT。
适用条件是气体分子之间的相互作用可以忽略。
1.什么是液体的性质？举例说明。
答案：液体的性质是指液体独特的物理和化学特征。
例如，水的性质包括可流动性、粘度等。
2.什么是液体的饱和蒸气压？如何用温度表示液体的饱和蒸气压？答案：液体的饱和蒸气压是指在一定温度下，液体与其饱和蒸气之间的平衡压力。
可以用温度-饱和蒸气压表来表示液体的饱和蒸气压。
以上仅是部分例题和答案，更多内容请查看原书《化工原理（第二版）上册课后习题答案完整版》。
注意：本文的习题答案为根据题目编写的，可能会与原书回答有所差异。
请以原书为准。
化工原理(第二版)上册课后习题答案柴诚敬夏清主编
化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编大学课后习题解答之第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学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=⨯-⨯4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
化工原理(第二版)第一章
第一章
流体流动
气体 流体 液体
动量传递 三传热量传递 质量传递
1.1 几个概念
一．连续介质模型
把流体视为由无数个流体微团（或流体质点）所 组成，这些流体微团紧密接触，彼此没有间隙。 这就是连续介质模型。 流体微团（或流体质点）：
宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点； 同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子，其行为已 经表现出大量分子的统计学性质。
p1 gz1 p2 gz2 0 gR
1 2 0 gR
R 3 3 0
U 形压差计的读数 R 的大小反映了 被测两点间广义压力之差
1.2.3 流体静力学基本方程的应用
p1
p2
(2)双液柱压差计
z1
1
z1
p1 p2 2 1 gR
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幻灯片1目录
1.1 几个概念 一．连续介质模型 二．流体的性质 三、流体所受到的力
1.2 流体静力学方程及其应用 1.2.1 静止流体所受的力 1.2.2 流体静力学基本方程 1.2.3 流体静力学基本方程的应用
p1
R R
1略小于2
R
p2
2
0
读数放大
倾斜式压差计
1．重力
令单位质量流体的质量力为FBM ，其在 x、y、z 方向 的分量大小分别为 gx、gy、gz，则
F BM g x i g y j g z k
1.2.1静止流体所受的力 2．静压力 单位面积上所受到的压应力称为压强，习惯上称之 为静压力，用符号p表示。 静压力各向同性
化工原理第二版上册
一物体在1kgf的作用下，得到1m/s2的加速度，该物体的质量为1质量工程单位（kgf.s2/m）
1kgf 9.81kg.m/s 2 9.81kg 1质量工程单位= 2 2 1m/s 1m/s
绪
主 要 内 容
论
化工原理课程的内容和特点
1. 化工原理课程内容
2. 单元操作的分类和特点 3. 化工原理的研究方法 4. 化工过程计算过程的理论基础 5. 本课程的学习要求
单位制度及单位换算
1. 单位和单位制度
2. 单位换算
绪论— 化工原理课程的内容和特点
1. 化工原理课程内容
化学工业： 化学工业是将自然界中的各种物质资源通过物理和化学的方法加工成具有规定质量的
1.先查出同一因次不同单位制的换算系数，写成比例形式。
2. 将需要换算的量和单位根据其间的关系写成数字附带单位连乘、连除的
式子，再进行运算。
绪论— 单位制度及单位换算
（1）物理量的换算
基本物理量中为1m＝物理单位制中100cm＝英制3.2808ft
（2）经验公式（或数字公式）的单位换算
（a）物理方程 （b）经验方程 （例如：换算方法见例0－2）
III 阶段 1960年 IV 阶段 1970年
I 阶段
绪论— 化工原理课程的内容和特点
流体动力过程 （流体输送、沉降、 过滤、搅拌、固定床、流化床） 动量传递
共同规律和 联系
热量传递 质量传递 共同的研究对 象：传递过程
基本内容
传热过程 （传热、蒸发）
传质过程 （吸收、精馏、萃取、 干燥、结晶、吸附）
化工原理(第二版)练习题及答案 上册
化工原理（第二版）练习题第一章 流体流动习题一、概念题1．某封闭容器内盛有水，水面上方压强为p 0，如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计，其读数分别为R 1、R 2和R 3，试判断：1）R 1 R 2（＞，＜，＝）； 2）R 3 0（＞，＜，＝）；3）若水面压强p 0增大，则R 1 R 2 R 3 有何变化？（变大、变小，不变）2．如图所示，水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段，已知122d d =，d 1管段流体流动的速度头为0.8m ，h 1=0.7m ，忽略流经AB 段的能量损失，则h 2= m ，h 3= m 。
3．如图所示，管中水的流向为A →B ，流经AB 段的能量损失可忽略，则p 1与p 2的关系为 。
21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D <4．圆形直管内，Vs 一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的 倍，高度湍流时，h f 是原值的 倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。
5．某水平直管中，输水时流量为Vs ，今改为输2Vs 的有机物，且水μμ2=，水ρρ5.0=，设两种输液下，流体均处于高度湍流状态，则阻力损失为水的倍；管路两端压差为水的倍。
6．已知图示均匀直管管路中输送水，在A 、B 两测压点间装一U 形管压差计，指示液为水银，读数为R （图示为正）。
则：1）R 0（>，=，<）2）A 、B 两点的压差p ∆= Pa 。
)()ρρ-i Rg A gh Rg B i ρρρ+-)() )()ρρρ--i Rg gh C gh Rg D i ρρρ--)()3）流体流经A 、B 点间的阻力损失f h 为 J/kg 。
4）若将水管水平放置，U 形管压差计仍竖直，则R ，p ∆ ，f h 有何变化？7．在垂直安装的水管中，装有水银压差计，管段很短，1，2两点间阻力可近似等于阀门阻力。
化工原理第二版上册-精选文档
基本内容
传热过程 （传热、蒸发）
传质过程 （吸收、精馏、萃取、 干燥、结晶、吸附）
共同特点
实际问题的复 杂性
工程性强、计算量大
过程、体系、设备
化工生产过程
前处理（预处理） 物理过程 化 化学反应过程 化学过程 工 原 后处理（加工） 物理过程 理
2013-08-26
绪论— 化工原理课程的内容和特点
化学工程：研究化学工业和其他过程工业 生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门 工程学科。 化学工程是一门工程技术学科，它研究化工产品生产过程的基本规律，并运用这些 规律解决化工生产中的问题。 化 工 原 理
2013-08-26
绪论— 化工原理课程的内容和特点
无机化学
有机化学 分析化学 物理化学 应用化学 合成氨 硫酸制造 氯碱工业 石油化工
化
工
原
理
2013-08-26
绪论 第一章 第二章 流体流动 流体输送机械
第三章
第四章非均相混合物分离及 Nhomakorabea体流态化
液体搅拌
第五章
第六章
化
传热
蒸发
工 原 理
2013-08-26
能正确理解各单元操作的基本原理；了解典型设备的构造、性能和操作原 理，并具有设备选型及校核的基本知识。
化 工 原 理
2013-08-26
绪论— 化工原理课程的内容和特点
4. 化工过程计算的理论基础
物料衡算 － － － 质量守恒 能量守恒 过程方向及程度 能量衡算 平衡关系
化
工
原
理
2013-08-26
绪
目 的 与 要 求
论
通过绪论的学习，应了解化工原理课程的主 要内容，单元操作的分类和特点，工程学科的研 究方法，本课程的学习要求，掌握单位制及单位 换算方法。
化工原理第二版第一章
当p1 p2不变时， 若PA PC小，
则R大
（3）倒U形压差计
16
若被测流体为液体，也可选 用比其密度小的流体（液体 或气体）作为指示剂
最常用的倒U形压差计是以空 气作为指示剂
p1 p2 Rg ( 0 ) Rg
17 例：用U形压差计测量气体管道两点的压力差，指示液为水，读数R为 12mm。为了放大读数，改为双液体U管，指示液A为含40％乙醇的水溶液， 密度为920 kg/m3，指示液C为煤油，密度为850 kg/m3。问读数可以放大 多少倍？此时读数为多少？
化工原理
Chemical Engineering Principles
第一章 液体流动 Basic Mechanics of Fluids
流体流动：最普遍的化工单元操作之一
2
3 §1 流体静止的基本方程
1.1 密度(density)
单位体积流体的质量，称为流体的密度.
m
V
ρ——流体的密度，kg/m3； m——流体的质量，kg； V——流体的体积，m3。
12 1.4 液柱压差计
（1） U形管压差计
设指示液的密度为 0
被测流体的密度为
pA p1 g(m R)
pA' p2 gm 0 gR
pA pA'
p1 g(m R) p2 gm 0 gR
p1 p2 (0 )gR
对一定的流体，其密度是压力和温度的函数，即
f ( p,T )
4 液体密度 : 通常液体可视为不可压缩流体，认为其密度仅 随温度变化（极高压力除外），其变化关系可由手册中查 得。
气体密度: 对于气体，当压力不太高、温度不太低时，可 按理想气体状态方程计算.
柴诚敬化工原理答案(第二版)
化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编绪 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）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ·s 2/m 4（3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2·h ·atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(m ·h ·℃)解：本题为物理量的单位换算。
（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm则 ()s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ·m/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9=则()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0︒⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒︒⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa则()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ⋅⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=-K（5）表面张力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425--⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s则()()C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 132︒⋅=︒⋅⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即()()()LL310CB4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -⨯=式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2·h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。
《化工原理》上册(第二版)各章节课后习题答案
22 δ= 10mm ; Qmax = 11.3KW 23 R = 6.3×10-3m2·℃/W
24 n = 31 ; L = 1.65m
25 L = 9.53m
26 qm = 4.0kg/s ; A = 7.14m2
27 qm2
=
10.9kg/s
;
n
=
36
;
L
=
2.06m
;
q, m1
= 2.24kg/s
第六章 传热 1 δ1 = 0.22m ; δ2Байду номын сангаас= 0.1m 2 t1 = 800℃
第 7 页，共 10 页
《化工原理》上册（第二版）各章节课后习题答案
3 t1 = 405℃ 4 δ = 50mm 5 (λ’-λ)/ λ = -19.7﹪ 6略 7 Q,/Q = 1.64 λ小的放内层 8 a = 330W/m2*℃ 9 a = 252.5W/ m2*℃ 10 q = 3.69kw/m2 11 q1/q2 =1 12 w = 3.72×10-3kg/s ; w’= 7.51×10-3kg/s 13 Tg = 312℃ 14 Tw = 746K 15 τ = 3.3hr 16 εA = 0.48 ; εB = 0.40 17 略
第二章 流体输送机械
天津大学化工原理(第二版)上册课后习题答案
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）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ·s 2/m 4（3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2·h ·atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(m ·h ·℃)解：本题为物理量的单位换算。
（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm则 ()s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ·m/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9=则()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0︒⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒︒⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa则()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ⋅⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=-K（5）表面张力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425--⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s则()()C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 132︒⋅=︒⋅⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即()()()LL310CB4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -⨯=式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2·h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。
化工原理_第二版__上册课后习题答案[1]
![化工原理_第二版__上册课后习题答案[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/06d47338561252d380eb6e95.png)
14．本题附图所示的贮槽内径D =2 m ，槽底与内径d 0为32 mm 的钢管相连，槽内无液体补充，其初始液面高度h 1为2 m （以管子中心线为基准）。
液体在管内流动时的全部能量损失可按∑h f =20 u 2计算，式中的u 为液体在管内的平均流速（m/s ）。
试求当槽内液面下降1 m 时所需的时间。
解：由质量衡算方程，得12d d M W W θ=+ （1）2120b π04W W d u ρ==， （2）2d πd d 4d M h D ρθθ= （3）将式（2），（3）代入式（1）得220b πd 044d h d u D πρρθ+=即 2b 0d ()0d D h u d θ+= （4）在贮槽液面与管出口截面之间列机械能衡算方程22b1b21212f 22u u p p gz gz h ρρ++=+++∑即 2222b b f b b 2020.522u u gh h u u =+∑=+=或写成 2b 20.59.81h u =b u =（5） 式（4）与式（5）联立，得22d ()00.032d h θ=即 θd hh =-d 5645. θ=0，h =h 1=2 m ；θ=θ，h =1m 积分得 [] 1.3h s 4676s 212564521==-⨯-=θ18．某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动。
若管长及液体物性不变，将管径减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍 解：流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时 f p ∆=f h ρ∑ 或f h ∑=f p ∆/ρ=λ2b 2u L d ρ∑∑f1f2hh =（2b1b22112))()(u u d d λλ 式中 21d d =2 ，b2b1u u =（21d d ）2=4因此 ∑∑f1f2hh =221()(2)(4)λλ=3212λλ又由于 25.0Re316.0=λ 12λλ=（25021.)Re Re =（0.251b12b2)d u d u =（2×25041.)=（）= 故∑∑f1f2hh=32×=19．用泵将2×104kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。
化工原理上第二版总结讲解
第一章 流体流动 第二章 流体输送机械 第三章 非均相分离 第四章 传热
第1章 流体流动
hf
L u2
d2
Vs
4
d 2u
p2 p1 gh
p f
L
d
u 2
2
f (Re,/d）
gZ1
u12 2
p1
We
gZ 2
u22 2
p2
hf
具有自吸能力； 有适宜安装高度
适合于流量小， 压头高，流体洁 净的输送条件
如流量增加，阻 力增加，工作点 上移，压头增加
风机类型
离心风机特性曲线
性能参数
风压校正
HT
H T'
1.2
'
其它类型风机
性能参数： 以入口状态计
以绝热压缩过程计
排气量 轴功率 效率
k 1
Na
p1Vmin
k
k 1
tm
t2 ln
t1 t2
t1
准数关联式 导出方法
Nu=0.023Re0.8Prn
Q=Wccpc(t2-t1)
iRe0.8Wc0.8
Q12
C1
2S
T1 100
4
T2 100
4
Q12 : 两物体间辐射传热速率，W
测局部流速，管中心处 迎上游安装
应用校正式：
恒压差， 变面积
Vs 2 Vs1
1 f 2 2 f 1
Vs2 1
Vs1
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包括流体输送、沉降、 过滤、离 心分离、搅拌、固体流态化等 包括加热、冷却、蒸发等
以流体力学为基础
以热量传递理论为基础
以质量传递理论为基础
包括蒸馏、吸收、吸附、萃取、 干燥、结晶、膜分离等
化
工
原
理
2013-08-26
绪论— 化工原理课程的内容和特点
3. 化工原理课程的研究方法
长度
质量 时间 电流
米
千克[公斤] 秒 安[培]
m
kg s A K mol cd
热力学温度 开[尔文] 物质的量 发光强度 摩[尔] 坎[德拉]
上的辐射强度为(1/688)W/sr
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绪论— 单位制度及单位换算
共存单位：
国际单位制（SI制）; 物理单位制（CGS制）；公制（MKS制）；工程单位制（at制） 工程单位制（at制）：以长度（米）、时间（秒）和力（公斤力）为基本单位，质量为导出单位。 规定：在真空中以公制中的1公斤质量(kg) 的物质在重力加速度
单位制度及单位换算
1. 单位和单位制度
2. 单位换算
化 工 原 理
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绪论— 化工原理课程的内容和特点
1. 化工原理课程内容
化学工业： 化学工业是将自然界中的各种物质资源通过物理和化学的方法加工成具有规定质量的
物质的工业。 化学工业是一个包含多个行业的工业部门。 化学工业包括石油炼制和裂解、煤焦化及煤焦油工业、基本有机合成工业、高分子合 成、 氯碱、 制酸、化肥、以及精细化学工业等。
at
m
kgf•s2•m-1
s
m· s-1
kg· m· s-2
kg· m2· s-2
kg· m2· s-3
化
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绪论— 单位制度及单位换算
2. 单位换算
单位换算的原则：
属于不同因次的单位，不能进行加减乘除等数学运算，相同因次而不同单位 要运算时，须先将其转换成相同的单位，才能进行加加减乘除等数学运算。
化
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绪
目 的 与 要 求
论
通过绪论的学习，应了解化工原理课程的主 要内容，单元操作的分类和特点，工程学科的研 究方法，本课程的学习要求，掌握单位制及单位 换算方法。
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绪
主 要 内 容
论
化工原理课程的内容和特点
1. 化工原理课程内容
2. 单元操作的分类和特点 3. 化工原理的研究方法 4. 化工过程计算过程的理论基础 5. 本课程的学习要求
化 工 原 理
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绪论— 化工原理课程的内容和特点
5. 本课程的学习要求
学习中，应注意以下几个方面能力的培养： (1)单元操作和设备选择的能力 (2)工程设计能力
(3)操作和调节生产过程的能力
(4)过程开发或科学研究能力
(5)实验能力
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绪论— 单位制度及单位换算
科 学 实 验
化 学 家
化工原理传递过程 反应工程 分离工程 化工热力学系统工程等
化 工 生 产
化 工 专 家
制药工业
能源工程 环境工程
高分子
化学教育
化
工
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绪论— 化工原理课程的内容和特点
化学工程发展的四个阶段
化学工艺学阶段 传递过程阶段 流体输送 沉降、过滤 离心分离 搅拌 固体流态化 加热 冷却 蒸发 蒸馏 吸收、吸附 萃取、干燥 结晶 II 阶段 1918年 化工单位操作阶段 “三传一反”阶段
Companies in the 21st century
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工
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绪论— 化工原理课程的内容和特点
2. 单元操作的分类和特点
分类：1. 流体动力过程：流体输送、沉降、过滤、搅拌
2. 传热过程： 换热、蒸发 3. 传质过程：蒸馏、吸收、萃取、吸附、浸取、吸附、离子交换、膜分离
4. 热质同时传递过程：增减湿、结晶、干燥
1.单位和单位制度
(1) 基本单位和导出单位
基本单位: 质量、长度、时间和温度 导出单位: 速度、密度、加速度
(2) 绝对单位制和重力单位制
绝对单位制: 长度、质量、时间 重力单位制: 长度、时间、力
(3) 国际单位制（SI制）
根据1960年10月国际计量大会通过
的一种单位制。
(4) 中华人民共和国法定计量单位
在SI制基础上制定的，又规定了一
些我国选定的单位（见附录一）。
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绪论— 单位制度及单位换算
SI基本单位:
量的 名称 单位 名称 单位 符号 定义
米是光在真空中(1/299792458)s时间间隔内所经路径的长度 千克等于国际千克原器的质量
秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁对应的辐射的9192631770个周期的持续时间 安[培]是在真空中,截面积可忽略的两根相距1m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时, 若导线 间相互作用力在每米长宽上为2×10-7N, 则每根导线中的电流为1A 开[尔文]是水的三相点热力学温度的1/273.16 摩[尔]是一系统的物质的量,该系统中包含的基本单元数与0.012kg碳12的原子数目相等,在使用摩尔时, 基本单位应予指明,可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子, 或是这些粒子的特定组合 坎[德拉]是一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出频率weu540×1012Hz的单色辐射, 且在此方向
为9.81m/s2下所受到的重力称为 1公斤力(kgf) 1kgf=1kg×9.81m/s2 =9.81kg.m/s2 =9.81N
一物体在1kgf的作用下，得到1m/s2的加速度，该物体的质量为1质量工程单位（kgf.s2/m）
2 1kgf 9.81kg.m/s 9.81kg 1质量工程单位= 2 2 1m/s 1m/s
化 工 原 理
彭 军 霞
化
工
原
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教
材
柴诚敬主编 （天津大学化工学院）
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
化工原理（上册）
高等教育出版社·北京
2005年6月（第一版）
化 工 原 理
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参 考 教 材
柴诚敬, 张国亮. 化工流体流动与传热. 第二版 北京: 化学工业出版社, 2007 夏清，陈常贵. 化工原理，上册. 天津: 天津大 学出版社, 2005 W. L. McCabe, J. C. Smith. Unit Operations of Chemical Engineering, 6th ed. New York: McGraw. Hill Inc., 2001
化 工 原 理
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绪论— 化工原理课程的内容和特点
4. 化工过程计算的理论基础
物料衡算 － － － 质量守恒 能量守恒 过程方向及程度 能量衡算 平衡关系
基本关系
过程速率
－
过程难易
稳定过程和不稳定过程
稳定过程： 某一固定位置上物料组成、 温度、 压强、流速 等参数不随时间变化。 不稳定过程： 间歇操作、连续操作中的开车、波动及故障等。
1质量工程单位的数值相当于SI质量的9.81倍
化 工 原 理
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绪论— 单位制度及单位换算
几种单位制比较
单位制 SI MKS CGS 长度 m m cm 质量 kg kg g 时间 s s s 速度 m· s-1 m· s-1 cm· s-1 力 kg· m· s-2 kg· m· s-2 g· m· s-2 功 kg· m2· s-2 kg· m2· s-2 g· cm2· s-2 功率 kg· m2· s-3 kg· m2· s-3 g· cm2· s-3
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绪论 第一章 第二章 流体流动 流体输送机械
第三章
第四章
非均相混合物分离及固体流态化
液体搅拌
第五章
第六章
化
传热
蒸发
工 原 理
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能正确理解各单元操作的基本原理；了解典型设备的构造、性能和操作原 理，并具有设备选型及校核的基本知识。
绪
论
(3) 平衡关系
平衡是在一定条件下物系变化可能达到的极限。 通过平衡关系可以判断过程能否进行，及进行的方向和 能达到的程度。
平衡关系对于分析化工生产过程具有重要的意义。化工原
理
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绪
论
(4) 过程速率
化工原理中涉及传热速率和传质速率，称为过程速率。
过程速率的大小，直接影响设备的尺寸大小，生产能力及经济效益 等。过程速率是过程推动力和过程阻力的比值
特点：化工原理是一门实践性很强的工程学科。单元操作的研究内容包括“过程”
和“设备”两个方面。 所有的单元操作都可分解为动量传递、热量传递、质量传递这三种传递过程
和它们的结合。三种传递过程现象中存在着类似的规律和内在的联系。传递
过程是联系各单元操作的一条主线。 化 工 原 理
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绪论— 化工原理课程的内容和特点
教 学 目 的
熟悉主要单元操作过程及设备的基本计算方法；掌握计算公式的物理意义、 应用方法和适用范围；具有使用常用工程计算图表、手册、资料的能力。