化工原理(上册)习题解答(第三版-谭天恩主编)部分答案
化工原理第三版习题答案
化工原理第三版习题答案化工原理第三版习题答案化工原理是化工专业的基础课程之一，它主要涉及到化学反应工程、传递过程以及化工设备等方面的知识。
化工原理第三版是该课程的教材，它系统地介绍了化工原理的基本概念、原理和应用。
本文将为大家提供一些化工原理第三版习题的答案，希望能帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
第一章：化工原理概述1. 什么是化工原理？化工原理是研究化学反应工程、传递过程以及化工设备等方面的基本原理和规律的学科。
2. 化工原理的主要内容包括哪些方面？化工原理的主要内容包括物质的性质与结构、物质的平衡、能量的平衡、物质的传递与反应、化工设备等方面的内容。
第二章：物质的性质与结构1. 什么是物质的性质？物质的性质是指物质所具有的各种物理和化学特性，如密度、粘度、熔点、沸点、溶解度等。
2. 物质的结构对其性质有何影响？物质的结构对其性质有着重要的影响。
例如，分子的大小和形状会影响物质的溶解度和扩散速率；分子中的化学键类型和强度会影响物质的热稳定性和反应活性等。
第三章：物质的平衡1. 什么是物质的平衡？物质的平衡是指在一定条件下，物质的输入和输出之间达到动态平衡的状态。
2. 物质的平衡方程如何表示？物质的平衡方程可以通过质量守恒或物质守恒来表示。
质量守恒方程可表示为输入质量=输出质量+积累质量，物质守恒方程可表示为输入物质的流量=输出物质的流量+积累物质的流量。
第四章：能量的平衡1. 什么是能量的平衡？能量的平衡是指在一定条件下，能量的输入和输出之间达到动态平衡的状态。
2. 能量的平衡方程如何表示？能量的平衡方程可以通过热量守恒或能量守恒来表示。
热量守恒方程可表示为输入热量=输出热量+积累热量，能量守恒方程可表示为输入能量=输出能量+积累能量。
第五章：物质的传递与反应1. 什么是物质的传递？物质的传递是指物质在不同相之间或相同相中的传递过程，如质量传递和热量传递等。
2. 什么是物质的反应？物质的反应是指物质之间发生化学反应的过程，如酸碱中和反应、氧化还原反应等。
化工原理上册课后习题及答案
第一章：流体流动二、本章思考题1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？ 1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。
每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失fh 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的fh 与2u 成正比？光滑管流动时的摩擦损失fh 与u 的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？ 三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。
已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。
压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。
已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。
试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。
解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。
首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。
《化工原理》(第三版)复习思考题及解答
第0章绪论1）广义地说，凡工业生产的关键环节是_______________，这类生产便归属化工生产范畴。
（答：改变物质组成）2）为了便于管理及技术交流，很多行业从化工中划分出去，但它们仍属“化工大家族”中的一员。
这些行业有_______________等。
（答：石油化工，塑料工业，制药工业，硅酸盐工业……）3）生产工艺学是___________________。
（答：研究某一化工产品生产全过程的学科）4）化学工程是_____________________。
（答：研究化工生产中共性问题的学科）5）化工生产中虽然化学反应是核心，但前、后对物料的处理大都为物理加工过程。
这些对物料的物理加工过程称为___________。
（答：单元操作）6）介绍主要单元操作的原理、方法及设备的课程叫_______________。
（答：化工原理）7）物理量=__________×_____________（答：数，单位）8）基本单位：长度_______ ,质量_______ ,时间_______ 。
（答：m，kg，s）9）导出单位：力_______ ,功或能_______ ,功率_______ ,压强_______ （答：N, J, W, Pa）10) 有的单位前面有“字首” ，这些字首的意思是：k_______ ,c_______ ,m_______ ,μ_______。
（答：103,10-2,10-3,10-6）11）查得30℃水的粘度--μ×105 /Pa·S为80.12,表明μ= ______。
（答：80.12×10-5Pa.s）12）量纲是_____________。
如长度单位有m，cm，mm，km 等，其量纲为________ 。
（答：普遍化单位，L）13）物料衡算是对__________、 __________而言的。
[答：一定的时间间隔，一定的空间范围（控制体）]14）总的物料衡算式为__________________ 。
化工原理上册课后习题及答案
第一章：流体流动二、本章思考题1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度的关联图分为4个区域。
每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失与流速的一次方成正比？哪个区域的与成正比？光滑管流动时的摩擦损失与的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。
已知贮槽直径D为3m，油品密度为900kg/m3。
压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。
已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。
试计算当右侧支管内油面向下移动30mm后，贮槽中排放出油品的质量。
HH1DR11CEFBA10mn11-1附图解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。
m首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。
化工原理第三版 第1章流体流动习题解答
第一章 流体流动1－1某敞口容器内盛有水与油。
如图所示。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m 3，解：h 1=600mm ，h 2=800mm ，问H 为多少mm ？习题1-1附图mH H H m kg m kg mm h mm h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯===== 油水，解：ρρ1－2有一幢102层的高楼，每层高度为4m 。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止，气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg 。
试计算楼顶的大气压强，以mmHg 为单位。
⎰⎰=∴-=⨯⨯⨯-=⨯⨯-=⎩⎨⎧---⨯=⨯⨯=----=---127.724,04763.040810190.181.9)760/(10190.181.910190.1)2.2938314/(29151408055P P p m mHgp p Ln dz pdp p p gdz d ②代入①，得②①解：ρρ1－3某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N ？外界大气压为1atm 。
解：N dz gz P F 64023501045.12/481.9103410013.13)(3⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=⎰水ρ1－4外界大气压为1atm ，试按理想气体定律计算0.20at （表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
543(1.013100.209.8110)291.439/8314293.2PM kg m RT ρ⨯+⨯⨯⨯===⨯解：1－5有个外径为R 2、内径为R 1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
3/1'1232'3132)/1(/)3/4())3/4(--=∴=-ρρρπρπR R gR g R R （解：1－6为放大以U 形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U 形压差计。
化工原理第三版(谭天恩)答案
第一章1-1 0.898 3-⋅kg m1-2 633mmHg1-3 1.78z m ∆=1-4 H =8.53m1-5 1720AB p mmHg ∆=1-6 318.2Pa ; 误差11.2℅1-7 在大管中：11211114.575,0.689,1261----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 在小管中：11212224.575, 1.274,2331----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s1-8 6.68m解取高位槽液面为1-1，喷头入口处截面为2-2面。
根据机械能横算方程，有 gz 1 + u 12/2 + p 1/ρ=gz 2+u 22/2+p 2/ρ+w f式中，u 1 =0，p 2 =0，u 2 =2.2 m .s-1，p 2 = 40*103 Pa ，w f =25J.kg-1，代入上式得 Δz =u 22/2g+p 2–p 1/ρg+w f /g=2.22/2*9.81+40*103-0/1050*9.81+25/9.81=6.68m1-9 43.2kW解对容器A 液面1-1至塔内管出口截面2-2处列机械能衡算式2211221e 2f u p u p g z + + +w =gz +++w 22ρρ已知 z 1=2.1m ，z 2 =36m , u 1 =0, 2u 的速度头已计入损失中，p 1=0, p 2=2.16*106 Pa,f w =122J.kg -1, 将这些数据代入上式得e w = (z 2-z 1)g+p 2/ρ+f w=(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122=333+2417+122=2882J.kg-1泵的有效功率N e =e s w m =2882*15/1000=43.2kw1-10 (1) 4.36Kw ；(2) 0.227MPa1-11 B 处测压管水位高，水位相差172mm1-12 H=5.4m ，pa=36.2kPa解在截面1-1和2-2间列伯努利方程，得22112212u p u p g z + + =gz ++22ρρ即22122112p p ()2--+-=u u g z z ρ (a) z 1、z 2可从任一个基准面算起（下面将抵消），取等压面a -a ，由静力学方程得 p 1+ρg(z 1-z 2)+ ρgR=p 2+Hg gR ρ即1212()Hg P P g z z gR ρρρρ--+-=⨯ (b) 由式(a)和式(b)可得2231211360010009.8180109.89.21000Hg u u gR J kg ρρρ-----=⨯=⨯⨯⨯=（c ） 又由连续性方程知 u 2= u 1(d 1/d 2)2= u 1⨯ (125/100)2=1.252 u 1代入式（c ）得（1.252 u 1）2 - u 12=2⨯9.89u 1=3.70m.s -1于是 u 2=1.252⨯ 3.70=5.781.m s - 喷嘴处 u 3= u 1（d 1/d 3）2=3.70⨯125/75）2=10.281.m s -在截面0-0与3-3间列机械能衡算式H= u 32/2g=10.282/2⨯9.81=5.39m在截面0-0与a -a 间列伯努利方程H=u 22/2g+ p A /ρg故有 p A =ρgH -222u ⨯ρ=1000*9.81*5.39-5.782/2 *1000 =36.2⨯310Pa1-13 d≤39mm1-14 水0.0326m·s -1，空气2.21m·s -11-15 (1) 38.3kPa ； (2) 42.3%1-16 不矛盾1-17 答案略1-18 (1) 第一种方案的设备费用是第二种的1.24倍；(2) 层流时，第一种方案所需功率是第二种的2倍；湍流时，第一种方案所需功率是第二种的1.54倍1-19 0.37kW1-20 2.08kW1-21 0.197m ；不能使用解（1）求铸铁管直径取10℃氺的密度ρ=10001.kg m -,查附录五知μ=1.305 ⨯310-Pa.s取湖面为1-1面，池面为2-2面，在面1-1与面2-2间列机械能衡算方程2221122f u u p p g z w ρ--∆++= 因u 1、u 2、p 1、p 2皆为零，故g z ∆= f w （a ）式中，z ∆=45m , 2222581000300() 5.62923600f l u w d d dλλλπ⨯===代入式（a ）得 9.81 ⨯ 45=55.629dλ 5d =0.01275λ (b)λ的范围约为0.02-0.03，现知V S 很大，Re 也大，故λ的初值可取小些。
化工原理第三版上、下册课后思考题答案概要
2 u二 d e4第一章流体流动1 什么是连续性假定？质点的含义是什么？有什么条件？连续性假设：假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。
2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点？拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。
3、粘性的物理本质是什么？为什么温度上升，气体粘度上升，而液体粘度下降？粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
4、静压强有什么特性？① 静止流体中，任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；② 作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；③ 压强各向传递。
7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好？由静力学方程可以导出p = H（。
令 -^热）g，所以H增加，压差增加，拔风量大。
8、什么叫均匀分布？什么叫均匀流段？均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。
9、伯努利方程的应用条件有哪些？重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
12 、层流与湍流的本质区别是什么？区别是否存在流体速度u、压强 p 的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。
13 、雷诺数的物理意义是什么？物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。
14 、何谓泊谡叶方程？其应用条件有哪些？『?迸=竺臭应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。
d215 、何谓水力光滑管？何谓完全湍流粗糙管？当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光216 、非圆形管的水力当量直径是如何定义的能否按e计算流量44 管道截面积4A当量直径定义为 d e二- - 。
《化工原理》第三版答案..
绪论习题1）1）含水份52%的木材共120kg，经日光照晒，木材含水份降至25%，问：共失去水份多少千克？以上含水份均指质量百分数。
120(1-0.52)=(120-w)(1-0.25)∴w=43.2kg2）以两个串联的蒸发器对NaOH水溶液予以浓缩，流程及各符号意义如图所示，F、G、E皆为NaOH水溶液的质量流量，x表示溶液中含NaOH的质量分数，W表示各蒸发器产生水蒸汽的质量流量。
若，，，，问：W1、W2、E、x1各为多少？W1kg/s W2kg/sNaOHF=6.2Kg/s2=0.30X=0.105W1:W2=1:1.15 , X---(Wt),x1,w1,w2,D,E=?对控制体I，NaOH物料衡算：Fx0=Ex2即 6.2×0.105=E×0.30 ∴E=2.17 kg/sW1+W2=F-E=6.2-2.17=4.03 kgW1=4.03/2.15=1.87 kg/s ，W2=4.03-1.87=2.16 kg/s对控制体II ，总的物料衡算：G=F-W 1=6.2-1.87=4.33 kg/s Fx 0=Gx 2 即6.2×0.105=4.33x 1,∴x 1=0.153)某连续操作的精馏塔分离苯与甲苯。
原料液含苯0.45（摩尔分率，下同），塔顶产品含苯0.94。
已知塔顶产品含苯量占原料液中含苯量的95%。
问：塔底产品中苯的浓度是多少？按摩尔分率计。
[解]：0.95=F D FX DX =45.094.0⨯FD0413.0545.094.045.045.094.045.0545.0,445.0=∴⨯+⨯=+⨯=⨯==∴W W WX X WX D F FWF D 即又4)导热系数的SI 单位是W/(m ·℃)，工程制单位是kcal/(m ·h ·℃)。
试问1kcal/( m ·h ·℃)相当于多少W/(m ·℃)？并写出其因次式。
化工原理(上册)习题解答(第三版_谭天恩主编)部分答案
H=( + )/ =(107.5*10^3+40*10^3)/1000*9.81=15.04m（a）
对整个循环系统做机械能衡算（从面1-1经泵再回到面1-1）；
h=BQ^2=8λl/π^2d^2g*(Q/3600)^2=1.245*10^-2Q^2
式中，Q以m^3*h^-1计。
结果与读图相符
2-2用内径为200mm、长50m的管路输送液体（密度与水相同），升高10m。管路上全部管件的当量长度为27m，摩擦系数可取为0.03.作用于上下游液面的压力相同。试列出管路特性方程，其中，流量Q以m^3*h^-1计，压头H以m计。
附图中的实线与虚线分别为IS250-200-315型和IS250-200-315A型离心泵的特性曲线。试求，若在本题中的管路上分布安装这两个泵时的流量、所需的轴功率及效率。
2-10往复压缩机的活塞将278k、101.3kpa（绝）的空气抽入气缸，压缩到324kpa（绝）后排出。试求活塞队每千克空气所做的功。若将1kg空气在一密闭的筒内用活塞字101.3kpa（绝）压缩到324kpa（绝），所需功是多少？两种情况下均按绝热压缩机算。
解：在气缸中压缩、排出14，为使表中序号1的全风压达到222mm O,转速n’应满足
n’/n= =1.505
故n’=1.505*1000=1505r*min^-1
在此转速下，序号1的流量变为
Q’=11200*1.505=16860m^3*h^-1
可以满足需要（稍增大阻力，如关小阀门，可使流量减小至16860m^3*h^-1）。
解：（1）查附录七知65℃水的饱和蒸汽压力为 =25.0kpa
查附录五知65℃水的密度ρ=980.5kg*m^-3
化工原理答案(谭天恩版)
1-11 B 处测压管水位高，水位相差 172mm
1-12 H=5.4m，pa=36.2kPa
解 在截面 1-1 和 2-2 间列伯努利方程，得
g z1 +
u12 2
+
p1 ρ
=gz2
+
u
2 2
2
+
p2 ρ
即
p1
− p2 ρ
+
g( z1
−
z2)
=
u
2 2
− u12 2
(a)
z1、z2 可从任一个基准面算起（下面将抵消），取等压面 a-a ，由静力学方程
d (2) ε =1mm 时，核算是否能满足引水量为 300 m3 ⋅ h−1的要求
h ε =1/200=0.005
d
k Re= 1000 ×300 / 3600 = 4.067×105 (π / 4) ×0.2 ×1.305 ×10−3
. λ
=
0.100 ×(0.005
+
68 4.067×
105
)
0.23
=
0.0298
代入式（b）得
w d=0.207m w可见，d=0.2m 的管子不能满足在 ε =1mm 时引水量不变的要求，为此应将管径取
w为 210mm 才行。
1-22 66.5L·min-1
1-23 (1) 0.54m·s-1 ；(2) R1=10.65cm，R2=17.65cm 1-24 输送能力变小，阀门前压力变大
=1.253 ×105
λ = 0.100( ε + 68 )0.23 = 0.100(0.00025 + 68 ) 0.23 = 0.0194
天大化工原理第3版课后习题答案1-3章
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 m kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n mkg 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》第三版答案..
绪论习题1）1）含水份52%的木材共120kg，经日光照晒，木材含水份降至25%，问：共失去水份多少千克？以上含水份均指质量百分数。
120(1-0.52)=(120-w)(1-0.25)∴w=43.2kg2）以两个串联的蒸发器对NaOH水溶液予以浓缩，流程及各符号意义如图所示，F、G、E皆为NaOH水溶液的质量流量，x表示溶液中含NaOH的质量分数，W表示各蒸发器产生水蒸汽的质量流量。
若，，，，问：W1、W2、E、x1各为多少？W1kg/s W2kg/sNaOHF=6.2Kg/s2=0.30X=0.105W1:W2=1:1.15 , X---(Wt),x1,w1,w2,D,E=?对控制体I，NaOH物料衡算：Fx0=Ex2即 6.2×0.105=E×0.30 ∴E=2.17 kg/sW1+W2=F-E=6.2-2.17=4.03 kgW1=4.03/2.15=1.87 kg/s ，W2=4.03-1.87=2.16 kg/s对控制体II ，总的物料衡算：G=F-W 1=6.2-1.87=4.33 kg/s Fx 0=Gx 2 即6.2×0.105=4.33x 1,∴x 1=0.153)某连续操作的精馏塔分离苯与甲苯。
原料液含苯0.45（摩尔分率，下同），塔顶产品含苯0.94。
已知塔顶产品含苯量占原料液中含苯量的95%。
问：塔底产品中苯的浓度是多少？按摩尔分率计。
[解]：0.95=F D FX DX =45.094.0⨯FD0413.0545.094.045.045.094.045.0545.0,445.0=∴⨯+⨯=+⨯=⨯==∴W W WX X WX D F FWF D 即又4)导热系数的SI 单位是W/(m ·℃)，工程制单位是kcal/(m ·h ·℃)。
试问1kcal/( m ·h ·℃)相当于多少W/(m ·℃)？并写出其因次式。
化工原理(第三版)习题解(谭天恩)第九章习题解
第九章 吸收9-1 总压为kPa 3.101、含3NH %5（体积分数）的混合气体，在C 25下与浓度为3.71.1-m kmol 的氨水接触，试判别此过程的进行方向，并在c p -图上示意求取传质推动力的方法。
解 氨—水平衡关系列在本章附录二中，需将题中组成化为其中的单位，以便比较。
气相氨分压 kPa p 065.505.03.101=⨯=液相组成换算要用到密度ρ，暂取3.990-=m kg ρ（参考例9-2，温度较高ρ较小）。
对3.71.1-=m kmolc 氨水，每立方米含氨kg 1.291771.1=⨯，含水kg 9.9601.29990=-；故kg 100水中含氨kg 03.3)9.960/1.26(100=⨯。
与附录二比较，氨水组成为kg 3氨.1-100(水）kg ，C 25下的平衡氨分压为kPa 13.3，比题给氨分压低，故知过程方向应为吸收。
（注：虽然氨水密度的估计稍有误差，但不影响过程方向。
作图从略）9-2 含%32CO （体积分数）的2CO —空气混合气，在填料塔中用水进行逆流吸收，操作压力为（绝）为kPa 200、温度为C25，试求出塔的g 100水中最多可溶解多少克2CO ？其浓度又为多少？解 出塔水的最大浓度系与逆流进塔的气体平衡，此时2CO 的分压kPa Py p 603.0200=⨯==，查本章附录一，C 25下2CO 溶于水的亨利系数MPa E 166=。
按式（9-5），液相平衡组成为[]153)(.1061.3101666--*+⨯=⨯==B A mol A mol E p x 而 155max ).(1084.81061.3)1844()()(---**⨯=⨯⨯=≈=gS gA x M M x M M S A L A ω 即 123100.(1084.8--⨯）g gCO浓度 335max .1001.2)1061.3()18/1000()(---**⨯=⨯⨯≈≈=m kmol x M sCx c s ρ9-3 总压kPa 3.101、含%62CO （体积分数）的空气，在C 20下与2CO 浓度为3.3-m kmol 的水溶液接触，试判别其传质方向。
化工原理第三版课后答案
化工原理第三版课后答案1. 简答题。
1.1 什么是化工原理？化工原理是指在化学工业生产中，根据化学反应的基本规律和物质的性质，通过物质和能量的转化，实现对原料的加工和产品的制备的基本理论和方法。
1.2 化工原理的基本内容有哪些？化工原理的基本内容包括物质的组成与结构、物质的性质与变化规律、化学反应的热力学和动力学基础、反应工程的基本原理和方法等。
1.3 化工原理的研究意义是什么？化工原理的研究可以帮助我们深入了解化学反应的规律和物质的性质，为化学工业生产提供理论指导和技术支持，促进化工生产的发展和进步。
2. 计算题。
2.1 请计算下列化学反应的热力学参数：反应，2H2 + O2 → 2H2O。
ΔH = -483.6 kJ/mol。
2.2 请计算下列反应的反应速率常数：反应，A → B。
反应速率方程，r = k[A]当A的浓度为0.5mol/L时，反应速率为0.02mol/L·s，求反应速率常数k的值。
3. 分析题。
3.1 请分析化工原理在化学工业生产中的应用。
化工原理在化学工业生产中起着至关重要的作用，它可以帮助工程师们设计合理的反应工艺，优化生产流程，提高产品质量和产量，降低生产成本，实现资源的高效利用和环境的可持续发展。
3.2 请分析化工原理对环境保护的作用。
化工原理可以帮助我们研究和开发环保型的生产工艺，减少废物和污染物的排放，提高能源利用效率，降低对环境的影响，实现绿色生产和可持续发展。
4. 应用题。
4.1 请设计一个化学反应的反应工艺，并分析其可行性和经济效益。
反应，A + B → C。
根据反应的热力学和动力学参数，设计合理的反应条件和工艺流程，分析反应的可行性和经济效益，为工程实践提供参考和指导。
4.2 请结合化工原理，分析某一化工生产过程中的问题，并提出解决方案。
结合化工原理的知识，分析化工生产过程中可能存在的问题，如反应速率不理想、产物纯度不高等，提出相应的解决方案，为生产实践提供技术支持和指导。
化工原理上册课后习题及答案
第一章：流体流动二、本章思考题1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度的关联图分为4个区域。
每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失与流速的一次方成正比？哪个区域的与成正比？光滑管流动时的摩擦损失与的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。
已知贮槽直径D为3m，油品密度为900kg/m3。
压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。
已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。
试计算当右侧支管内油面向下移动30mm后，贮槽中排放出油品的质量。
HH1DR11CEFBA10mn11-1附图解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。
m首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2-1 在图2-12所示的离心泵特性曲线图上，任选一个流量，读出其相应的压头与功率，核算其效率是否与图中所示的一致。
解：取任一点，如Q=30L*s^-1或108m^3*^-1查图2-12知
H=19.4m,n=7-4kw,η=77%
检验效率：
η=QHpg/N=108*19.4*1000*9.81=0.772
结果与读图相符
2-2 用内径为200mm、长50m的管路输送液体（密度与水相同），升高10m。
管路上全部管件的当量长度为27m，摩擦系数可取为0.03.作用于上下游液面的压力相同。
试列出管路特性方程，其中，流量Q以m^3*h^-1计，压头H以m计。
附图中的实线与虚线分别为IS250-200-315型和IS250-200-315A型离心泵的特性曲线。
试求，若在本题中的管路上分布安装这两个泵时的流量、所需的轴功率及效率。
解：（1）管路特性方程
H==
式中，Q以m^3*h^-1计，H以m计。
（2）将管路特性曲线描绘在图上，与两泵的H-Q曲线相交，由交点可读出以下数值：型号Q/m^3*h^-1 H/m N/kw η
IS250-200-315 678 31.1 67.3 85%
IS250-200-315A 6273 27.8 57.0 83%
2-3 如图所示的循环管路系统，管内径均为30mm，管路摩擦系数λ=0.02，吸入管路和压出管路总长为10m(包括所有局部阻力的当量长度在内)。
阀门全开时候，泵入口处真空表的读书为40kpa,泵出口处压力表旳示数为107.5kpa。
泵的特性曲线方程可用H=22-BQ^2表示，其中，H以m计，Q以m^3*h^-1计，B为待定常数。
试求：（1）阀门全开时候泵的输水量和扬程：（2）现需将流量减小到阀门全开时候的90%，采用切削叶轮直径的方法，则绷得有效功率为多少kw？也轮直径应切削为原来的百分之几？
解:对泵进、出口列机械能守恒方程，有
H=(+)/=(107.5*10^3+40*10^3)/1000*9.81=15.04m （a）
对整个循环系统做机械能衡算（从面1-1经泵再回到面1-1）；
h=BQ^2=8λl/π^2d^2g*(Q/3600)^2=1.245*10^-2Q^2
式中，Q以m^3*h^-1计。
将H=h=15.04m带入到上公式得，Q=34.76m^3*h^-1
将Q、H带入到泵的特性方程，得B=(22-H)/Q^2=5.76*10^-3
(2)Q’=90%Q=31.28m^3*h-1
代入公式（a）得，’=12.18m
有效功率 N=h’Q’=1038KW
叶轮直径应切削的百分率
因管路特性曲线方程h=BQ^2为过原点的曲线，再根据教材中式（2-16）可以证明，此种情况下的管路特性曲线与叶轮切割前、后泵的特性曲线的两个交点，即为新、旧工作点，满足式（2-16），即
Q’/Q=D’/D=0.90
2-4 用离心泵输送65℃的水，分别提出了附图所示的三种安装方式（图中安装高度与压出高度所标注数字的单位都是mm）。
三种安装方式的管路总长（包括管件的当两长度）可是为相同。
试讨论，（1）这三种安装方式是否都能将水送到高位槽？若能送到，其流量是否相等？（2）这三种安装方式，泵所需要的功率是否相等？
解：（1）查附录七知65℃水的饱和蒸汽压力为=25.0kpa
查附录五知65℃水的密度ρ=980.5kg*m^-3
=/ρg -/ρg –(Σ)+Δ）=7.93-(Σ)+Δ）<8m
图a的安装高度为-2m,图b的为1m，图c的为8m，因此，图c的安装方式肯定不行，而图a、b的安装方式有可能降水送到高位槽。
图a、b所示的管路状况相同，故管路特性曲线相同，又泵相同，故工作点相同，即流量相同。
（2）泵所需的功率是否相同？
因a、b所示情况的工作点相同，即Q、H相同，又泵相同，故η相同，此外，ρ相同，故所需功率N=QHρg/η相同。
2-6 将密度为1500kg*m^3的硝酸送入反应釜，最大流量为6m^3*h^-1,升举高度为8m。
斧内压力为300kpa。
是在下面的内腐蚀泵性能表中选定一个型号，并估计泵的轴功率。
解：h=
根据h=30.4m,Q=6*m^3*h^-1选表中IH40-32-160型泵，最高效率为36%。
泵的轴功率N=Qh/η=2071W
2-7 有下列输送任务，是分别提出适合的泵类型
①向空气压缩机的气缸中注入润滑油；
②输送浓番茄汁至装罐机；
③输送带有结晶饱和盐溶液至过滤机；
④将水从水池送到冷却塔顶（塔高30m，水流量5000m^3*h^-1）;
⑤将洗衣粉浆液送到喷雾干燥器的喷头中（喷雾器内压力10MPa，流量5m^3*h^-1）；
⑥配合ph控制器，将碱液按控制流量加入参与化学反应的物流中。
解：①齿轮泵或螺杆泵。
理由：流量小，粘度较大；
②离心泵（开式或半开式叶轮）理由：含固体物。
③压力不大时用离心泵，压力大时用隔膜泵。
理由：含固体物。
④双吸离心泵。
理由：流量很大，而扬晨不算太大。
⑤柱塞式往复泵或螺杆泵。
理由：出口处压力大，但流量较小。
⑥计量泵。
理由：流量需定量控制。
2-9 习题2-8中的喷雾干燥器每小时要排出16000m^3湿空气。
现有一台4-72No.8通风机可用，它在转速n=1000r*min^-1时的操作性能如下所示。
问刺痛风机是否能满足需要？如不使用，有无办法改造到能用？
序号
全压/mm O 风量m^3*h^-1 轴功率/kw 序号
全压/mm O
风量/m^3*h^-1 轴功率/kw
1 98 11200 3.63 5 88 16600 4.38
2 97 12000 3.78 6 81 18000 4.38
3 95 13900 3.96 7 7
4 19300 4.60
92 15300 4.25
解：由本题已知条件及习题2-8知-222mm O,Q=16000m^3*h^-1。
表中列出的最高全风
压仅为98mm O，远小于所需值。
但若将转速提高，有可能达到要求。
根据教材中式2-14，为使表中序号1的全风压达到222mm O,转速n’应满足
n’/n==1.505
故n’=1.505*1000=1505r*min^-1
在此转速下，序号1的流量变为
Q’=11200*1.505=16860m^3*h^-1
可以满足需要（稍增大阻力，如关小阀门，可使流量减小至16860m^3*h^-1）。
说明：本题的风机在风量比序号1的风量还小的条件下运行，效率较低（低于82%）。
如需长期运行，为节能，当选一风压、风量在序号为中间值的风机；如查产品目录，4-72No.6
风机在2240 r*min^-1下共给出8个序号的值，其中序号5的风压为248mm O,风量为15800
m^3*h^-1较为适用（因风压高于管路所需，运行时风量将较15800 m^3*h^-1大，而可满足
要求，其全压效率约90%）。
2-10 往复压缩机的活塞将278k、101.3kpa（绝）的空气抽入气缸，压缩到324kpa（绝）后排出。
试求活塞队每千克空气所做的功。
若将1kg空气在一密闭的筒内用活塞字101.3kpa
（绝）压缩到324kpa（绝），所需功是多少？两种情况下均按绝热压缩机算。
解：在气缸中压缩、排出时：
根据理想气体状态方程得
压缩前体积=T/*1/M*22.4=0.787m^3*kg^-1
压缩功==γ/(γ-1)*[()^( (γ-1)/ γ)-1] =1.099*10^5J
在密闭筒中压缩时：
==1/(γ-1)*[()^( (γ-1)/ γ)-1]=/γ=7.85*10^4Kj
13-5 求某湿物料由含水率30%（湿基，下同）干燥到20%所逐走的水分与继续从20%到10%逐走的水分之比/。
解：以1000kg绝干料为准，从=30%干燥到=20%所逐走的水分为
=100*（30/70-20/80）=17.86kg
从=20%继续干燥至=10%所逐走的水分为
=100*(20/80-10/90)=13.89kg
故/=1.286
13-6 某干燥器每日（24h）处理盐类结晶10t，从初水分0.1干燥至0.01（均为湿基）。
热空气的温度为107℃，相对湿度=0.05，干燥器中的空气绝热增湿，离开干燥器的温度为65℃，试求每小时出去的水分（kg）、空气用量（kg干空气）以及每天的产品量（kg）。
解：（1）每小时出去的水分，应用公式13-19a，有
W=10000/24*(10-1)/(100-1)=37.9kg*h^-1
(2)据=0.05，t=107℃，查图13-3得H1=0.042kg*kg^-1，沿绝热冷却线与t=65℃等温线相交，得=0.060kg*kg^-1，则
L=W/(-)=2100kg*h^-1
(3)每天产品量
=-W*24=9090kg*d^-1。