最新化工原理课外作业
中石油化工原理作业题
第一章一、填空1. 某流体的相对密度（又称比重）为0.8，在SI 制中，其密度ρ=______，重度γ=______。
2. 按定义写出传热速率（单位时间所传递的热量）的SI 单位______及工程单位______。
3. 将30℃时水的粘度0.008g/cm•s 换算成SI 单位______。
4. 下列关于化工过程进行的速率、推动力及阻力关系的四种议论，正确的是______。
A. 化工过程进行速率的大小决定于过程的推动力B. 一个确定了推动力的过程，其进行速率决定于过程的阻力C. 任何化工过程的阻力，决定于过程进行的初终状态D. 一个化工过程的阻力与其进行速率成反比 5. 国际单位制中，粘度的因次式是______。
A. 〔ML -1T -1〕B. 〔MLT -2〕C. 〔ML 2T -2〕D. 〔ML -1T -2〕二、计算题1. 气体常数8.314R =J/(mol•K)，试通过换算分别以kcal/(kmol•K)、kgf•m/(kmol•K)和atm•m 3/(kmol•K)等单位表示。
2. 苯的饱和蒸汽压与温度的关系符合下述经验公式：2788.51ln 15.900852.36p T =--式中：p ——饱和蒸汽压，mmHg ；T ——热力学温度，K 。
今需将式中p 的单位改为Pa ，试对该式加以变换第二章一、判断题（正确的划√，错误的划×并改正）1. 如图所示的管道中有流体流过。
从所装的压差计显示的情况，可以判断流动方向一定是由左向右。
2. 同一流体以同样的质量流过不同管径的管子时，管径愈大，流体的雷诺数愈大。
3. 层流流动时，雷诺数愈大，摩擦系数愈大。
4. 湍流流动时，相同的雷诺数下，相对粗糙度愈大，摩擦系数λ愈小。
5. 不可压缩流体流经串联管路各截面的质量流量相等，它们的体积流量也相等。
6. 根据连续性方程式可知，流体通过串联管路中任一截面的体积流量均相等。
7. 孔板流量计的节流口面积不变，流体流经节流口所产生的压强降随流量不同而变化。
化工原理课后练习题
化工原理练习题一（流体流动）一、填空1．用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。
2．某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压＝kgf/cm2＝Pa。
该地区大气压强为720mmHg。
3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为1cP，在d内=100mm管内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为。
4．12kgf·m＝J。
5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝压)80 ℃时的密度为。
6．20℃的水通过10m长，d内＝l 00mm的钢管，流量V0＝10m3／h，阻力系数λ＝0.02，阻力降ΔP＝。
7．常用测量流量的流量计有、、。
8．无论滞流湍流，在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为，到管中心速度为。
滞流时，圆管截面的平均速度为最大速度的倍．9．在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随改变，不随而变，称为稳定流动，若以上各量既随而变又随而变，称为不稳定流动。
1０．流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以分、、三层。
11．流体在圆形直管中滞流流动时，平均流速增大一倍，其能量损失为原来损失的倍。
12．等边三角形边长为a，其当量直径是，长方形长2a，宽为a，当量直径是。
13．管内流体层流的主要特点是；湍流的主要特点是。
14．孔板流量计的流量系数C0的大小，主要与和有关。
当超过某一值后，C0为常数。
l 5．直管阻力的表示式hf＝。
管中流出ζ出＝，流入管内ζ入＝。
16．气体的粘度随温度的升高而，水的粘度随温度的升高而。
17．在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍?A)两种情况都为层流，B)两种情况都在阻力平方区。
二．某离心泵将某种石油馏分自1.5Km外的原油加工厂，经一根φ160×5mm的钢管输送到第一贮缸中，送液量为每分钟2000L。
化工原理作业答案.docx
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 =85.310320103 Pa65.3kPa（ 2）真空表读数真空度 = 大气压 -绝压 = 101.3310365.3 103Pa 36.03kPa5．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R1=500 mm ， R2=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R3 =100 mm 。
试求 A、 B 两点的表压力。
解：（ 1） A 点的压力p A水gR3汞gR210009.810.1 13600 9.810.08 Pa 1.165 104 Pa（表）（ 2） B 点的压力13 ．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1.21105 Pa，进料口高于储罐内的液面8 m ，输送管道直径为φ68mm 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19．用泵将 2× 104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。
反应器液面上方保持25.9× 103 Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。
管道为76 mm × 4 mm 的钢管，总长为 35 m，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。
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。
化工原理作业参考答案-《化工原理》(上下册)天津科学技术出版社
《化工原理》作业参考答案教材：《化工原理》(上下册)：天津大学化工原理教研室，天津科学技术出版社第一章 流体流动作业一【流体静力学基本方程式】：p.82 1，2，3，5【1－1】 某设备上真空表的读数为13.3×103Pa ，试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为98.7×103Pa 。
解： 真空度＝大气压－绝对压强∴绝对压强＝大气压－真空度＝98.7×103－13.3×103＝85.4×103 Pa 表压强＝－真空度＝－13.3×103 Pa【1－2】 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m 3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？解：罐侧壁圆孔中心压强为)(P 108420.1)8.06.9(81.9960100133.1a 55绝压⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p a ρ孔盖受到的压力：()()2551760.04100133.1 108420.1)(π⨯⨯⨯=-=－A p p P a螺钉受到的压力：()262014.041023.39πσ⨯⨯⨯==n S n P由力平衡，得21P P =，求得：n = 6.2, 取n = 7，即至少需要7个螺钉。
【1－3】 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R 1＝400mm ，R 2＝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R 3＝50mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
解：A 处表压强为：（表压）mmHg 7.53Pa3.716105.081.91360005.081.910002Hg 3O H 2==⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p A ρρB 处表压强为： （表压）mmHg 7.453Pa1005.64.081.9136003.716141Hg =⨯=⨯⨯+=+=gR p p A B ρ【1－5】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。
化工原理作业-3页文档资料
习题1-9附图【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置，其U 形压差计的指示液为水银，其他管中皆为水。
若指示液读数为，试求A 、B 两点的压力差。
解 等压面''1111，-=p p由以上三式，得已知./3汞015，13600ρ==R m kg m ，【1-19】如习题1-19附图所示，有一高位槽输水系统，管径为.mm mm φ⨯5735。
已知水在管路中流动的机械能损失为2452∑=⨯f u h (u 为管内流速)。
试求水的流量为多少/3m h 。
欲使水的流量增加20%，应将高位槽水面升高多少米？解 管径.005=d m ，机械能损失2452∑=⨯f u h(1) 以流出口截面处水平线为基准面，水的流量 ().../.Vq d u m s m h ππ-==⨯⨯=⨯=22333200514628710103 ／44 (2) ()'..10212=+=V V V q q q'..../221212146175 ==⨯=u u m s高位槽应升高 ..m -=7185218【1-20】 如习题1-20附图所示，用离心泵输送水槽中的常温水。
泵的吸入管为.mm mm φ⨯3225，管的下端位于水面以下2m ，并装有底阀与拦污网，该处的习题1-19附图 习题1-20附图局部压头损失为282u g ⨯。
若截面'22-处的真空度为39.2kPa ，由'11-截面至'-22截面的压头损失为2122⨯u g 。
试求：(1)吸入管中水的流量，/3m h ；(2)吸入口'11-截面的表压。
解 管内径...00320002520027=-⨯=d mm ，水密度/31000ρ=kg m 截面'-22处的表压.2392=-p kPa ，水槽表面10=p （表压）(1) 从'''---00至22， 00为基准面，压头损失 222222118+=822222⎛⎫∑=⋅⋅+ ⎪⎝⎭f u u u H g g g水的流量 ()..223236000．0271433600295 ／44ππ=⨯=⨯⨯⨯=V q d u m h(2) 从'',,1211至2205--==Z Z流体的黏度【1-24】 20℃的水在mm mm φ⨯2196的直管内流动。
《化工原理2》第1阶段在线作业
《化工原理2》第1阶段在线作业单项选择题1、当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度（），塔顶温度（），塔釜温度（）。
（5 分）A．增大，增大，减小B．增大，增大，增大C．减小，增大，增大D．减小，减小，减小参考答案：C答案解析：无2、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比为（）。
（5 分）A．2.571B．0.982C．3.373D．1.596参考答案：A答案解析：无3、二元理想物系的精馏塔，塔底温度可由xw根据（）方程求得。
（5分）A．泡点B．露点C．物料平衡D．过程速率参考答案：A答案解析：无4、汽液两相呈平衡状态时，液相组成（）汽相组成。
（5 分）A．大于B．小于C．等于D．无法确定参考答案：B答案解析：无5、在一定压力下，苯-甲苯混合液的t-x-y相图中不包括的区域为（）。
（5 分）A．过冷液相区B．过热蒸汽区C．气、液共存区D．饱和液体区参考答案：D答案解析：无6、在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。
（5 分）A．精馏段B．提馏段C．进料段D．混合段参考答案：C答案解析：无7、用逐板计算法求理论板层数时，用一次（）方程就计算出一层理论板。
（5 分）A．物料衡算B．热量衡算C．相平衡D．传质速率参考答案：C答案解析：无8、某精馏塔，当进料为汽液混合物且气液摩尔比为2比3时，则进料热状态参数q值为（）。
（5 分）A．0.6B．0.4C．0.667D．1.5参考答案：A答案解析：无9、精馏塔的全回流操作通常适用于（）。
（5 分）A．开工阶段B．实验研究C．检修后恢复正常操作D．其余选项均可参考答案：D答案解析：无10、精馏塔的操作线是直线，其原因是（）。
（5 分）A．理论板假定B．理想物系C．塔顶泡点回流D．恒摩尔流假定参考答案：D答案解析：无11、使混合液在蒸馏釜中逐渐受热气化，并将不断生成的蒸气引入冷凝器内冷凝，以达到混合液中各组分得以分离的方法，称为（）。
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。
化工原理课后题答案
化工原理课后题答案1. 请解释化学反应速率的概念，并列举影响化学反应速率的因素。
化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的量。
影响化学反应速率的因素包括温度、浓度、压力、催化剂等。
温度升高会加快分子的运动速度，增加碰撞频率和能量，从而提高反应速率。
浓度的增加会增加反应物分子之间的碰撞频率，也会提高反应速率。
压力的增加对气相反应有影响，因为增加压力会使气体分子的密度增加，碰撞频率增加，反应速率也会增加。
催化剂是一种可以改变反应速率但本身不参与反应的物质，可以提高反应速率，降低活化能，加速反应的进行。
2. 请说明化学平衡的概念，并列举影响化学平衡的因素。
化学平衡是指在封闭容器中，当化学反应达到一定条件时，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。
影响化学平衡的因素包括温度、压力、浓度、催化剂等。
温度的变化会影响平衡位置，对吸热反应和放热反应的影响不同。
压力的增加对气相反应有影响，根据Le Chatelier原理，增加压力会使平衡位置移向摩尔数较少的一侧。
浓度的变化也会影响平衡位置，增加某一种物质的浓度会使平衡位置移向另一侧。
催化剂可以影响反应速率，但不影响平衡位置。
3. 请解释原子结构中原子核的构成和特点。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电荷。
原子核的直径约为10^-15米，占据整个原子体积的极小部分，但质子和中子的质量占据了原子质量的绝大部分。
原子核带正电荷，因此原子核周围围绕着带负电的电子云，形成了原子的结构。
4. 请解释化学键的概念，并列举化学键的种类。
化学键是指原子之间通过共用电子或者电子转移而形成的连接。
化学键的种类包括离子键、共价键、金属键等。
离子键是通过正负电荷之间的静电作用形成的化学键，通常是金属和非金属之间的化合物。
共价键是通过原子之间共用电子而形成的化学键，常见于非金属之间的化合物。
金属键是金属原子之间通过电子海模型相互连接而形成的化学键。
5. 请解释化学反应的热力学基本概念，并列举热力学基本定律。
最新化工原理课后习题(参考答案)精品课件
解：查表可得20oC水的密度(mìdù)9：98.2kg / m3
根据主流(zhǔliú)管流量
系(guān xì)p 1.662 105 xkPa 试求上述两种情况下两相的推动力（分别以
气相分压力和液相浓度差表示），并说明CO2在两种情况下属于吸收还是解 吸。
解
x1
0.01 0.011 997
/18
1.8 104
p1 1.662105 1.8104 29.92kPa
气相分压力(yālì)表示的推动力为：p p1 50 29.92 20.08kPa
解：（1）
1 1 m KY kY kY
1
m
比较 (bǐjiào)
kY
与
kX
（2） NA KY Y Y *
第十三页，共22页。
5-15 在一吸收塔中，用清水在总压为0.1MPa、温度(wēndù)20oC条件下吸收混 合气体中的CO2，将其组成从2%降至0.1%（摩尔分数）。20oC时CO2水溶液 的亨利系数为E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求（1）液-气比 L/G及溶液出口组成X1；（2）总压改为1MPa时的L/G及溶液出口组成X1
qm qm1 qm2 20 10 30t / h 30000kg / h
qv qm / 30000 / 998.2 30.05m3 / h 流速为
v 1.0m / s
d 4qv 4 30.05 0.103m 103mm
2022年西工大秋化工原理在线作业
春西工大秋《化工原理(上)》在线作业一、单选题（共25 道试题，共100 分。
）1. 离心泵旳轴功率是（）。
A. 在流量为零时最大B. 在压头最大时最大C. 在流量为零时最小D. 在工作点处最小对旳答案：2. 两流体可作严格逆流旳换热器是（）。
A. 板翅式换热器B. U型管式列管换热器C. 浮头式列管换热器D. 套管式换热器对旳答案：3. 离心泵停止操作时，应（）。
A. 先关出口阀后停电B. 先停电后关出口阀C. 先关出口阀或先停电均可D. 单机泵先停电，多级泵先关出口阀4. 离心泵旳必需气蚀余量Δhr与流量Q旳关系为（）。
A. Q增大，Δhr增大B. Q增大，Δhr减小C. Q增大，Δhr不变D. Q增大，Δhr先增大后减小对旳答案：5. 对流传热是由（）因素产生旳。
A. 流体分子旳热振动B. 流体体内电子旳移动C. 流体质点旳位移、扰动对旳答案：6. 热量传递旳基本方式是（）。
A. 恒温传热和稳态变温传热B. 导热给热和热互换C. 气化、冷凝与冷却D. 传导传热、对流传热与辐射传热对旳答案：7. 助滤剂应具有如下性质（）。
A. 颗粒均匀、柔软、可压缩B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩C. 1/2倍D. 颗粒均匀、可压缩、易变形8. 下列两设备，均须安装旁路调节流量装置是（）。
A. 离心泵与往复泵B. 往复泵与齿轮C. 离心泵与旋涡泵D. 离心泵与齿轮泵对旳答案：9. 在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指（）。
A. 旋风分离器效率最高时旳旋风分离器旳直径B. 旋风分离器容许旳最小直径C. 旋风分离器可以所有分离出来旳最小颗粒旳直径D. 能保持滞流流型时旳最大颗粒直径对旳答案：10. 离心泵旳轴功率N与流量Q旳关系为（）。
A. Q增大，N增大B. Q增大，N先增大后减小C. Q增大，N减小D. Q增大，N先减小后增大对旳答案：11. 在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映（）。
化工原理作业
第一章 流体流动1、本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m 3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32.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉? 答:至少要8个2、列管换热器的管束由121根φ25mm ×2.5mm 的钢管组成.空气以9 m/s 速度在列管内流动.空气在管内的平均温度为50℃,压强为196×103 Pa (表压),当地大气压为98.7×103 Pa 。
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)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)0.343m 3/s (3)0.843 m 3/s3、高位槽内的水面高于地面8m ,水从φ108×4 mm 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∑h f =6.5u 2计算(不包括出口阻力损失)，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m 3/h 计。
答: (1)2.9 m/s (2)82m 3/h4、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.管路的直径为φ76mm×2.5mm ,在操作条件下,泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa ；水流经吸入管与排水管(不包括喷头)的能量损失可分别按∑h f ,1=2u 2与∑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98.07×103 Pa(表压)。
试求泵的有效功率。
答: (1) N e =2.26kw5. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统.盐水的密度为1 100kg/m 3,循环量为36 m 3/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49 J/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245.2×103 Pa 时, B 处的压强表读数为若干?答: (1)2.31kw (2) 6.2×104Pa(表压)习题 1 附图习题3 附图 习题4 附图习题5 附图第二章流体输送机械1、在用水测定离心泵性能实验中,当流量为26 m3/h时,泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa,轴功率为2.45kw,转速为2 900 r/min.若真空表和压强表两侧压口间的垂直距离分别为0.4 m ,泵的进、出口管径相同,两侧压口间管路流动阻力可忽略不计.试计算该泵的效率,并列出该效率下泵的性能。
化工原理练习题+参考答案
化工原理练习题+参考答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、装置开车操作引瓦斯烘炉时制硫炉配风原则是（）。
A、保持制硫炉温度大于800℃B、瓦斯过剩，保证不完全燃烧C、风过量，保证瓦斯完全燃烧D、风和瓦斯按当量燃烧配比正确答案：D2、孔体积是描述催化剂孔结构的一个物理量，孔体积是多孔性催化剂颗粒内孔的体积总和，单位通常用O表示。
A、m3∕gB^m1∕m2C、m2∕gD、m1/g正确答案：D3、突然降低汽包的压力，汽包液位的变化是（）。
A、先降低，后上升B、不会变化C、一直上升到压力平稳D、先上升，后降低正确答案：D4、仪表定期保养时，需要暂时切除报警联锁系统，必须经生产装置O同意，才可切除，并严格执行工作票制度。
A^技术人员B、当班班长C、车间领导D、总工程师正确答案：B5、C1AUS转化器催化剂活性下降的现象？OA、床层的温升变小B、床层的阻力降变小C、出口硫化氢明显下降D、出口有机硫明显下降正确答案：A6、酸性气体中硫化氢的含量在15—50%之间时，硫黄回收装置宜采用（）工艺。
A、部分燃烧法B、分流法C、直接氧化法D、SCOT法正确答案：B7、配平斯科特反应中S02+（）H2=H2S+2II20+QoA、3B、5C、4D、2正确答案：A8、离心泵叶轮小范围切割，切割前后扬程之比和切割前后叶轮外径之比关系正确的是（）。
A、3次方B、4次方C、1次方D、2次方正确答案：D9、硫磺装置的原料是酸性气，属于易燃易爆物，其火灾危害性属于（）。
A、乙类B、丁类C、甲类D N丙类正确答案：C10、硫磺装置尾气处理工艺类型较多，其中，硫黄回收率最高的是O工艺。
Λ^超级C1aus工艺B、加氢还原吸收工艺C、钠法碱洗工艺D、氨法脱硫工艺正确答案：BIK对同一类反应，在给定条件下，化学平衡常数越大，表示（）。
A、正反应速率越快B、逆反应进行得越完全C、正反应进行得越完全D、逆反应速率越快正确答案：C12、应税大气污染物计税依据，按照污染物排放量折合的污染O数确定。
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。
化工原理作业
制作人：赵菡青
酒精回收提纯初步方 案
二组：李维维 王媛媛 张志舵 赵菡青 曹文栋 徐爱林 姜晓辉 黄淑明 耿可可
任务：酒精回收提纯初步方案制定
• 一、酒精提纯的原理 • 二、酒精提纯的方法 • 三、混合液体提纯设备 • 四、酒精题回收提纯工艺
• 酒精提纯的原理：
• 酒精沸点比水低水浴加热 试管中的水并不会沸 腾 那么冷凝管中收集到的全是酒精蒸汽凝成的 酒精 这样可以保证纯度
蒸馏是分离和提纯液态有机化合 物的最常用的重要方法之一。指 利用液体混合物中各挥发性的差 异而将组分分离的过程。将液体 沸腾产生的蒸气导入，使之冷却 凝结成液体的一种蒸发、冷凝的 过程。蒸馏是分离混合物的一种 重要的操作技术，尤其是对于液 体混合物的分离有重要的液体是连续相而气体是分散 相，借助于气相通过塔板分散成小气泡而与板上 液体相接触进行化学反应。板式塔反应器适用于 快速及中速反应。采用多板可以将轴向返混降低 至最小程度，并且它可以在很小的液体流速下进 行操作，从而能在单塔中直接获得极高的液相转 化率。同时，板式塔反应器的气液传质系数较大， 可以在板上安置冷却或加热元件，以适应维持所 需温度的要求。但是板式塔反应器具有气相流动 压降较大和传质表面较小等缺点。
酒精题回收提纯工艺
前面工序中使用的酒精，经过一系列操作之 后边为稀酒精。将这些稀酒精收集于稀酒精罐中， 然后通过进料泵抽出，并经套管加热器用蒸汽予 热后送往酒精精馏塔作为进料。 酒精精馏塔塔底采用直接蒸汽加热，使酒精和水 进行分离。塔顶的气相经冷凝器冷凝后进入冷凝 液罐。冷凝液罐中的液体经回流泵抽出一部分送 塔顶作为回流；另一部分则作为成品送往酒精回 收罐，供酒精沉淀工序循环使用。 酒精精馏塔塔底排除的为废水，入排污总管。 为了使成品达到95%的合格要求，塔顶温度控制 为78℃，塔底釜温控制在94℃左右。 酒精精馏塔 为常压操作。
化工原理课外作业
化工原理课外作业一、概念1、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2、某精馏塔设计时，进料量q n,F、进料浓度x F、进料热状况q、塔顶产品q n,D、塔顶产品浓度x D以及回流比R一定，若将塔釜间接蒸气加热改为直接蒸气加热，则（）。
A）塔底产品减少B）塔底产品浓度降低C）塔板数量减少D）提馏段液气比增加。
3、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂用量增加而其他条件不变时，试判断下列参数的变化：吸收推动力Δy（），回收率η（）；当温度下降而其他条件不变时，吸收推动力Δy（），回收率η（）。
4、精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是。
A 液相中易挥发组分进入汽相；B 汽相中难挥发组分进入液相；C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
5、说明传质单元高度的物理意义6、精馏操作的依据是，实现精馏操作的必要条件包括____ 和。
7、液泛的定义及其预防措施8、连续精馏正常操作时，增大再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成x D将，塔底采出液是易挥发组成的摩尔组成x W将。
（减小，增大，不变，变化不确定）9、易溶气体吸收过程，传质阻力主要在内（气膜，相界面，液膜，气膜和液膜）。
操作时若其他条件不变，入口气量增加，气相总传质单元高度H OG将；出塔气体组成y2将。
（增大、减小、不变、变化不确定）二计算1、如图所示，分离某二元体系的精馏塔共有一块塔板，一个再沸器和一个全凝器，料液以饱和液体状态连续向塔釜进料，进料流率为80 kmol/h，组成为0.45（摩尔分率，下同），二元体系相对挥发度α＝4，塔顶、底产品组成分别为0.65和0.2，回流比为1。
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化工原理课外作业
化工原理课外作业
一、概念
1、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
2、某精馏塔设计时，进料量q n,F、进料浓度x F、进料热状况q、塔顶产品
q n,D、塔顶产品浓度x D以及回流比R一定，若将塔釜间接蒸气加热改为直接蒸气加热，则（）。
A）塔底产品减少B）塔底产品浓度降低
C）塔板数量减少D）提馏段液气比增加。
3、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂用量增加而其他条件不变时，试判断下列参数的变化：吸收推动力Δy（），回收率η（）；当温度下降而其他条件不变时，吸收推动力Δy（），回收率η（）。
4、精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是。
A 液相中易挥发组分进入汽相；
B 汽相中难挥发组分进入液相；
C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；
D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
5、说明传质单元高度的物理意义
6、精馏操作的依据是，实现精馏操作的必要条件包括____ 和。
7、液泛的定义及其预防措施
8、连续精馏正常操作时，增大再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成x D将，塔底采出液是易挥发组成的摩尔组成x W将。
（减小，增大，不变，变化不确定）
9、易溶气体吸收过程，传质阻力主要在内（气膜，相界面，液膜，气膜
和液膜）。
操作时若其他条件不变，入口气量增加，气相总传质单元高度
H OG将；出塔气体组成y2将。
（增大、减小、不变、变化不确定）
二计算
1、如图所示，分离某二元体系的精馏塔共有一块塔板，一个再沸器和一个全凝器，料液以饱和液体状态连续向塔釜进料，进料流率为80 kmol/h，组成为0.45（摩尔分率，下同），二元体系相对挥发度α＝4，塔顶、底产品组成分别为0.65和0.2，回流比为1。
求（1）该块塔板上的气相单板效率Emv和液相单板效率Eml 各是多少？（2）冷凝器冷凝液流率和再沸器气化流率分别是多少kmol/h？
1)流率：
由那两个基本的物料衡算可以求出塔顶、塔底
的流率
2）单板效率：
Emv=（气相实际变化）/（气相理论变化）=（y1-yw）/（y1*-yw）
其中：xw,yw为再沸器液体气体组成；x1、y1为那块塔板液体气体组成
已知y1=xd
由平衡关系，由xw算出yw
提馏段操作线方程，由yw算出x1
由平衡关系，由x1算出y1*
于是就可以算了
2、在一常压连续精馏塔中分离某二元理想溶液,料液浓度xF=40%,进料为气液混合
物,其摩尔百分数为气:液=2:3,要求塔顶产品中含轻组分xD=97%,釜液浓度xW=2%.该系统的相对挥发度为∝=2.0,回流比R=1.8Rmin.
求:1)塔顶轻组分的回收率;
2)最小回流比;
3)提馏段操作线方程.
3、填料塔内用纯溶剂吸收气体混合物中的某溶质组分，进塔气体溶质浓度为0.01
（摩尔比，下同），混合气体的质量流量为1400 kg/h ，平均摩尔质量为29 g/mol，操作液气比为1.5 ，在此操作条件下气液相平衡关系为Y*=1.5X，当两相逆流操作时，工艺要求气体吸收率为95%，现有一填料层高度为 7m 、塔径为0.8m的填料塔，气相总体积吸收系数K Y a为0.088 kmol/(m3·s) ，求（1）操作液气比是最小液气比的多少倍？（2）出塔液体浓度X ? （3）该塔是否合用？。