化工流体流动与传热课后习题答案-柴诚敬编教学教材
柴诚敬《化工流体流动与传热》(第2版)配套题库【章节题库】 第4章 液体搅拌【圣才出品】
第4章液体搅拌
一、选择题
在搅拌槽壁上安装垂直挡板的目的在于（）。
A．保护槽壁
B．抑制打漩，改善搅拌效果
C．防止结垢
D．减小搅拌功率
【答案】B
二、简答题
1．改善搅拌效果的工程措施有哪些？
答：（1）提高转速；
（2）在搅拌釜内装挡板；
（3）搅拌器偏心安装；
（4）导流筒。
2．搅拌器的放大准则有哪些?
答：（1）保持搅拌雷诺数不变，
（2）保持单位体积能耗不变，
（3）保持叶片端部切向速度不变，
（4）保持搅拌器的流量和压头之比值不变，。
3．简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。
答：搅拌过程中强化湍动的主要措施：
（1）提高转速；
（2）在搅拌釜内装挡板；
（3）搅拌器偏心安装；
（4）导流筒。
柴诚敬化工原理课后答案(01)第一章 流体流动
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)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(上册)—化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案
化工原理(上册) - 化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案第一章：引言习题1.1答案：该题为综合性问题，回答如下：根据流体力学原理，液体在容器中的自由表面是一个等势面，即在平衡时，液体表面上各点处的压力均相等。
所以整个液体处于静止状态。
习题1.2答案：该题为计算题。
首先，根据流速的定义：流体通过某个截面的单位时间内通过的体积与截面积之比，可得流速的公式为：v = Q / A，其中v表示流速，Q表示流体通过该截面的体积，A表示截面积。
已知流速v为10m/s，截面积A为0.5m²，代入公式计算得：Q = v × A = 10m/s × 0.5m² = 5m³/s。
所以，该管道内的流体通过的体积为5立方米每秒。
习题1.3答案：该题为基础性知识题。
流体静压头表示流体的静压差所能提供的相当于重力势能的高度。
根据流体的静压力与流体的高度关系可知，流体静压力可以通过将流体的重力势能转化为压力单位得到。
由于重力势能的单位可以表示为m·g·h，其中m为流体的质量，g为重力加速度，h为高度。
而流体的静压头就是将流体静压力除以流体的质量得到的，即流体静压力除以流体的质量。
所以，流体静压头是等于流体的高度。
第二章：流体动力学方程习题2.1答案：该题是一个计算题。
根据题意，已知流体的密度ρ为1.2 kg/m³，截面积A为0.4 m²，流速v为2 m/s，求流体的质量流量。
根据质量流量公式：Q = ρ × A × v，代入已知数值计算得：Q = 1.2 kg/m³ × 0.4 m² × 2 m/s = 0.96 kg/s。
所以，流体的质量流量为0.96 kg/s。
习题2.2答案：该题为综合性问题，回答如下：流体动量方程是描述流体运动的一个重要方程，其中包含了流体的质量流量、速度和压力等参数。
柴诚敬《化工流体流动与传热》(第2版)配套题库【章节题库】 第5章 传热过程基础【圣才出品】
第5章传热过程基础一、选择题1．冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的对流传热系数α1为100W/（m2·K），热流体一侧的对流传热系数α2等于1000W/（m2·K），总传热系数K接近哪一侧的对流传热系数α值，要提高K，应提高哪一侧的α值（）。
A．接近α1，提高α2B．接近α2，提高α1C．接近α1，提高α1D．接近α2，提高α2【答案】C2．下列各种情况下对流给热系数由大到小的正确顺序是（）。
①空气流速为30m/s时的α②水的流速为1.5m/s时的α③蒸汽滴状冷凝时的α④水沸腾时的αA．③＞④＞①＞②B．④＞③＞②＞①C．③＞④＞②＞①D．③＞②＞④＞①【答案】C【解析】因为有相变时的给热系数比无相变时要大，而气相的给热系数又大于液相，所以蒸汽滴状冷凝时的α＞水沸腾时的α＞水的α＞空气的α。
3．强制对流（无相变）流体的对流传热系数关联式来自（）。
A．理论方法B．量纲分析法C．数学模型法D．量纲分析和实验相结合的方法【答案】D4．在间壁式传热中，热量从热流体传到冷流体的过程，热阻主要集中在（）。
A．金属壁B．冷、热流体的层流底层内C．冷、热流体的主体D．平均分配在各层【答案】B5．在对流传热系数关联式中，反映流体流动状况对对流传热影响的准数是（）。
A．努塞尔特准数NuB．普朗特准数PrC．雷诺准数ReD．格拉斯霍夫准数Gr【答案】C6．热量传递的基本方式是（）。
A．恒温传热和定态变温传热B．导热给热和热交换C．汽化、冷凝与冷却D．传导传热、对流传热和辐射传热【答案】D7．关于辐射传热，下列几种说法中错误的是（）。
A．除真空和大多数固体外，热射线可完全透过B．热射线和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围C．热射线和可见光一样，都服从折射定律D．物体的温度不变，其发射的辐射能也不变【答案】A【解析】任何物体只要其绝对温度不为零度，都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量，且热辐射线可以在真空中传播，无需任何介质。
化工原理(上)课后习题解答_天津大学化工学院_柴诚敬
习题解答 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 kgo o 51F C 9=则()C kg kJ 005.1C 5F 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)课后习题解答 天津大学化工学院 柴诚敬 (2)
习题解答绪 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。
柴诚敬《化工流体流动与传热》(第2版)配套题库【章节题库+模拟试题】(4-7章)【圣才出品】
第4章液体搅拌一、选择题在搅拌槽壁上安装垂直挡板的目的在于（）。
A．保护槽壁B．抑制打漩，改善搅拌效果C．防止结垢D．减小搅拌功率【答案】B二、简答题1．改善搅拌效果的工程措施有哪些？答：（1）提高转速；（2）在搅拌釜内装挡板；（3）搅拌器偏心安装；（4）导流筒。
2．搅拌器的放大准则有哪些?答：（1）保持搅拌雷诺数不变，（2）保持单位体积能耗不变，（3）保持叶片端部切向速度不变，（4）保持搅拌器的流量和压头之比值不变，。
3．简述搅拌过程中强化湍动的主要措施。
答：搅拌过程中强化湍动的主要措施：（1）提高转速；（2）在搅拌釜内装挡板；（3）搅拌器偏心安装；（4）导流筒。
第5章传热过程基础一、选择题1．冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的对流传热系数α1为100W/（m2·K），热流体一侧的对流传热系数α2等于1000W/（m2·K），总传热系数K接近哪一侧的对流传热系数α值，要提高K，应提高哪一侧的α值（）。
A．接近α1，提高α2B．接近α2，提高α1C．接近α1，提高α1D．接近α2，提高α2【答案】C2．下列各种情况下对流给热系数由大到小的正确顺序是（）。
①空气流速为30m/s时的α②水的流速为1.5m/s时的α③蒸汽滴状冷凝时的α④水沸腾时的αA．③＞④＞①＞②B．④＞③＞②＞①C．③＞④＞②＞①D．③＞②＞④＞①【答案】C【解析】因为有相变时的给热系数比无相变时要大，而气相的给热系数又大于液相，所以蒸汽滴状冷凝时的α＞水沸腾时的α＞水的α＞空气的α。
3．强制对流（无相变）流体的对流传热系数关联式来自（）。
A．理论方法B．量纲分析法C．数学模型法D．量纲分析和实验相结合的方法【答案】D4．在间壁式传热中，热量从热流体传到冷流体的过程，热阻主要集中在（）。
A．金属壁B．冷、热流体的层流底层内C．冷、热流体的主体D．平均分配在各层【答案】B5．在对流传热系数关联式中，反映流体流动状况对对流传热影响的准数是（）。
柴诚敬《化工流体流动与传热》(第2版)配套题库【章节题库】 第6章 换热器【圣才出品】
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第 6 章 换热器
一、选择题 1．某套管换热器，管间用饱和水蒸气强制湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一
步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加 1 倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你
ห้องสมุดไป่ตู้
认为此措施是（ ）。 A．不可行的 B．可行的
即
对于整个换热器， 对于第一管程，设空气离开第一管程的温度为 ti，则有
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解得
。
6．确定换热器总传热系数 K 的方法，下列选项错误的有（ ）。 A．查手册 B．经验估算 C．公式计算 D．实验测定 【答案】A 【解析】总传热系数 K 是一个与流体物性、流体流动状态等有关的参数，而非某台换 热器的属性。换言之，同一台换热器如果流体不同，流动状态不同或其他工艺条件不同，K 值是不同的。所以换热器的总传热系数不能像离心泵的流量和压头的对应关系那样从样本上 查到。经验估算、实验测定和公式计算 3 种方法常常是互相结合的，很难轻易下结论哪种 方法比其他两种方法更好些。
【解析】
，因
不变，所以 Q 不变；而
增加，K 增加，A 不变，所以
减小。
4．在套管换热器中，热流体进、出口温度分别为 100℃和 60℃，冷流体进口温度为
30℃，且已知
（下标 1、2 分别代表冷、热流体），则 ＝（ ）。
A．30℃
B．0℃
C．70℃
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【答案】
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【解析】A；A；B；A
A 不变，cp2 不变，空气压强不变，T 不变，qm2 增加，K 增加，因
化工原理（上）课后习题解答-天大柴诚敬主编
化⼯原理（上）课后习题解答-天⼤柴诚敬主编第⼀章流体流动10．有⼀装满⽔的储槽，直径1.2 m ，⾼3 m 。
现由槽底部的⼩孔向外排⽔。
⼩孔的直径为4 cm ，测得⽔流过⼩孔的平均流速u 0与槽内⽔⾯⾼度z 的关系为： zg u 262.00=试求算（1）放出1 m 3⽔所需的时间（设⽔的密度为1000 kg/m 3）；（2）⼜若槽中装满煤油，其它条件不变，放出1m 3煤油所需时间有何变化（设煤油密度为800 kg/m 3）？解：放出1m 3⽔后液⾯⾼度降⾄z 1，则 ()m 115.2m 8846.032.1785.01201=-=?-=z z由质量守恒，得21d 0d M w w θ-+=，01=w （⽆⽔补充）200000.622w u A A gzA ρρ==（为⼩孔截⾯积）AZ M ρ= (A 为储槽截⾯积) 故有 0262.00=+θρρd dz A gz A即θd AA gzdz 062.02-= 上式积分得 ))((262.022112100z z A A g -=θ ()m i n 1.2s 4.126s 115.2304.0181.9262.0221212==-??? ???=18．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=λ12λλ=（25021.)Re Re =（0.251b12b2)d u d u =（2×25041.)=（0.5）0.25=0.841 故∑∑f1f2hh =32×0.84=26.919．⽤泵将2×104 kg/h 的溶液⾃反应器送⾄⾼位槽（见本题附图）。
化工流体流动与传热课后习题答案-柴诚敬编
17．如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m ，水从φ108 mm ×4 mm 的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m 。
已知水流经系统的能量损失可按∑h f =5.5u 2计算，其中u 为水在管内的平均流速（m/s ）。
设流动为稳态，试计算（1）A -A '截面处水的平均流速；（2）水的流量（m 3/h ）。
解：（1）A - A '截面处水的平均流速在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得22121b12b2f 1122p p gz u gz u h ρρ++=+++∑ （1）式中 z 1=7 m ，u b1～0，p 1=0（表压） z 2=1.5 m ，p 2=0（表压），u b2 =5.5 u 2 代入式（1）得22b2b219.8179.81 1.5 5.52u u ⨯=⨯++ s m 0.3b =u（2）水的流量（以m 3/h 计）()h m 78.84s m 02355.0004.02018.0414.30.3332b2s ==⨯-⨯⨯==A u V 18. 20℃ 水以2.5m/s 的流速流经φ38×2.5mm 的水平管，此管以锥形管和另一φ53×3m 的水平管相连。
如本题附图所示，在锥形管两侧A 、B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。
若水流经A ﹑B 两截面的能量损失为1.5J/㎏，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。
分析:根据水流过A 、B 两截面的体积流量相同和此两截面处的伯努利方程列等式求解 解：设水流经Ａ﹑Ｂ两截面处的流速分别为u A 、 u B u A A A = u B A B∴ u B = （A A /A B ）u A = （33/47）2×2.5 = 1.23m/s 在Ａ﹑Ｂ两截面处列柏努力方程Z 1ｇ + ｕ12／2 + Ｐ1/ρ = Z 2ｇ+ ｕ22／2 + Ｐ2/ρ + Σｈf∵ Z 1 = Z 2∴ （Ｐ1-Ｐ2）/ρ = Σｈf +（ｕ12-ｕ22）／2 g （h 1-h 2）= 1.5 + (1.232-2.52) /2 h 1-h 2 = 0.0882 m = 88.2 mm19.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。
化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编
大学课后习题解答之化工原理(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 5F 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。
柴诚敬《化工流体流动与传热》(第2版)配套题库【章节题库】 第7章 蒸 发【圣才出品】
5．导出蒸发器的简化热量衡算式时，所做的基本假定是（ ）。 A．沸点进料 B．无热损失 C．忽略溶解热和稀释热 D．溶液的热焓和比热容取溶质和溶剂的质量平均值 【答案】C
6．为蒸发某种黏度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用（ ）流程。 A．并流加料 B．逆流加料 C．平流加料 D．自然双效三体并流加料
【答案】低；二次蒸汽；加热用；二次蒸汽
6．蒸发操作中，加热蒸汽放出的热量主要用于：（1）______（2）______（3）______。 【答案】二次蒸汽汽化所需的潜热；预热原料液；补偿蒸发器的热损失
7．为提高蒸发操作中蒸汽的利用率，可采用______等方案。
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第7章 蒸 发
一、选择题 1．并流加料的多效蒸发中，除第一效外，各效的进料温度（ ）该效溶液的沸点。 A．高于 B．低于 C．等于 【答案】A
2．在单效蒸发器中，将某水溶液从 14％连续浓缩至 30％，原料液沸点进料，加热蒸 汽的温度为 96.2℃，有效传热温差为 11.2℃，二次蒸汽的温度为 75.4℃，则溶液的沸点升 高为（ ）℃。
来一定的影响。
3．工业生产中对溶液的浓缩，为何采用真空蒸发？ 答：（1）加热蒸汽压力相同时，真空蒸发时溶液的沸点较低，则有效温度差较大，可 使传热面积 A 减小。 （2）真空蒸发，可蒸发不耐高温的溶液；可利用低压蒸汽或废气作加热剂；由于溶液 沸点低，设备的热损失小。
五、计算题
1．常压下用热空气干燥某湿物料，空气初始温度为 t0＝15℃，湿度 H0＝0.012kg 水 /kg 干气，为保证干燥产品的质量，热空气进入干燥器的温度不得高于 90℃。若空气出干
柴诚敬《化工流体流动与传热》(第2版)配套题库【章节题库+模拟试题】(1-3章)【圣才出品】
所以当阀门的阻力系数为 2.96 时，支管 B 的流速为零。 （2）当阀门全开时阻力系数为 0.17 小于 2.96，则支管 B 中的流向为 为汇合管路。 此时在截面 1-1 和截面 3-3 间列算式为：
，此系统
同理可知：对于截面 2-2 和截面 3-3 列方程为： ⑤
有质量恒算可知： ⑥ ⑦
由以上四个方程可以求出：
A．ab B．（a＋b） C．2ab/（a＋b） D．ab/（a＋b） 【答案】C
3．如图 1-1 所示稳态流动系统，若 AB 与 CD 的管径、粗糙度和长度相同，两压差计
的指示液相同，同温度下的清水，已知
二者体积流量相等，Δh 为汽蚀余
量，则（ ）。
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第 1 章 流体流动基础
一、选择题 1．提高流体在直管中的流速，流动的摩擦系数λ与沿程阻力损失 hf 将发生什么变化 （ ）。 A．λ将减小，hf 将增大 B．λ将增大，hf 将减小 C．λ、hf 都将增大 D．λ、hf 都将减小 【答案】A
2．某流体流过一截面为矩形的管道，其长为 a m，宽为 b m，则矩形截面的当量直径 de＝（ ）。
2．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 量是增加还是减少？
答：转子流量计流量
减少则实际流量减少。
五、计算题 1．如图 1-5 所示，用管路连接水槽 A、B、C。已知管径都为Φ32×2.5，点 O 至槽 A、
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4．在定态流动过程中，流体流经各截面处的体积流量相等。（ ） 【答案】×
化工原理(上)课后习题解答-天大柴诚敬主编 (1).
m 3049.0ft 1=
((s m
kg
10
356.1h ft
lb
12
3
2
⋅⨯=⋅- (见1
α量纲为一,不必换算
s Pa 10
1cp 13
⋅⨯=-
13lb
ft =13
3lb 1kg 3.2803ft ft 2.2046lb 1m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫
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。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大气压力为101.3×103 Pa ?
⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭
=16.01 kg/m 2 (2将原符号加上“′”以代表新单位的符号,导出原符号的“数字”表达式。下面以H E为例:
m ft E
E H H '=则E
E
E
E 2803.3m
ft
2803.3ft
m ft
m H H H H '=⨯
'='=同理(G G G '=⨯'=-5.73710356.13
大学课后习题解答之
化工原理(上-天津大学化工学院-柴诚敬主编(普通高等教育“十五”国家级规划教材
部分重点章节绪论
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
柴诚敬化工原理课后答案(05)第五章 传热过程基础
第五章 传热过程基础1．用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02 m 2，厚度为0.02 m ，实验测得电流表读数为0.5 A ，伏特表读数为100 V ，两侧表面温度分别为200 ℃和50 ℃，试求该材料的导热系数。
解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即 Lt t SQ 21-=λ 式中 W 50W 1005.0=⨯==IV Qm 02.0C 50C 200m 02.0212=︒=︒==L t t S ，，， 将上述数据代入，可得()()()()C m W 333.0C m W 5020002.002.05021︒⋅=︒⋅-⨯⨯=-=t t S QL λ2．某平壁燃烧炉由一层400 mm 厚的耐火砖和一层200 mm 厚的绝缘砖砌成，操作稳定后，测得炉的内表面温度为1500 ℃，外表面温度为100 ℃，试求导热的热通量及两砖间的界面温度。
设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为10.80.0006t λ=+，绝缘砖的导热系数为20.30.0003t λ=+，W /(m C)⋅︒。
两式中的t 可分别取为各层材料的平均温度。
解：此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即 Q Q Q ==21 （5-32） 或 23221211b t t S b t t SQ -=-=λλ （5-32a ） 式中 115000.80.00060.80.0006 1.250.00032t t t λ+=+=+⨯=+21000.30.00030.30.00030.3150.000152t t t λ+=+=+⨯=+代入λ1、λ2得2.0100)00015.0315.0(4.01500)0003.025.1(-+=-+t t t t解之得C 9772︒==t t())()C m W 543.1C m W 9770003.025.10003.025.11︒⋅=︒⋅⨯+=+=t λ则 ()22111m W 2017m W 4.09771500543.1=-⨯=-=b t t S Q λ3．外径为159 mm 的钢管，其外依次包扎A 、B 两层保温材料，A 层保温材料的厚度为50 mm ，导热系数为0.1 W /(m·℃)，B 层保温材料的厚度为100 mm ，导热系数为1.0 W /(m·℃)，设A 的内层温度和B 的外层温度分别为170 ℃和40 ℃，试求每米管长的热损失；若将两层材料互换并假设温度不变，每米管长的热损失又为多少？解：()()mW 150m W 100159100502159ln 0.11159502159ln 1.014017014.32ln 21ln 2123212121=++⨯++⨯+-⨯⨯=+-=r r r r t t L Q πλπλA 、B 两层互换位置后，热损失为()()mW 5.131m W 100159100502159ln 1.01159502159ln 0.114017014.32ln 21ln 2123212121=++⨯++⨯+-⨯⨯=+-=r r r r t t L Q πλπλ4．直径为57mm 3.5φ⨯mm 的钢管用40 mm 厚的软木包扎，其外又包扎100 mm 厚的保温灰作为绝热层。
柴诚敬《化工流体流动与传热》(第2版)配套题库【章节题库】 第2章 流体输送机械【圣才出品】
四、简答题 1．采用离心泵从地下贮槽中抽送原料液体，原本操作正常的离心泵本身完好，但无法
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泵送液体，试分析导致故障的可能原因有哪些。 答：槽内液面下降；吸入管堵塞；液体温度上升；容器内压强下降；入口侧漏气。
A．a，b，c B．b，c，d C．a，d D．a 【答案】B 【解析】离心泵不是正位移泵，往复泵、齿轮泵和螺杆泵属正位移泵。
3．离心泵铭牌上标明的扬程可理解为（ ）。 A．该泵在规定转速下可以将 20℃的水升扬的高度 B．该泵在规定转速及最高效率下可以将 20℃的水升扬的高度
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【答案】1
3．用离心泵将某储槽 A 内的液体输送到一常压设备 B，若设备 B 变为高压设备，则泵 的输液量______，轴功率______。
【答案】减小；降低
4．正位移泵的流量与管路的情况无关；而泵的压头只取决于管路系统的______，其流 量调节应采用______调节法。
【答案】耐压程度；旁路
5．离心泵通过给定的管路，将河水送到固定高度的储罐。当冬天河水水位下降时，泵 的输水能力______；为了保持原来的输送能力，可以采用______的方法调到原来的流量。
泵的特性曲线不变。将管路的特性曲线方程式列出
现贮槽液面升高，z1 增加，故管路特性曲线方程式中的截距项数值减小，管路特性曲线 的二次项系数不变。如图 2-2 所示，由曲线 1 变为曲线 2，则工作点由 A 点变动至 B 点， 故管路中的流量增大。
图 2-2
6．完成下面各类泵的比较：（1）离心泵（ ）；（2）往复泵（ ）；（3）旋转泵（ ）。 A．流量可变，压头不很高，适用于黏性大的流体 B．流量不均匀，压头根据系统需要而定，用旁路阀调节流量 C．流量恒定，压头随流量变化，往复运动振动很大 D．流量较小，压头可达很高，适用输送油类及黏稠性液体 E．流量均匀，压头随流量而变，操作方便 【答案】E；B；D
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化工流体流动与传热课后习题答案-柴诚敬
编
17．如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m ，水从φ108 mm ×4 mm 的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m 。
已知水流经系统的能量损失可按∑h f =5.5u 2计算，其中u 为水在管内的平均流速（m/s ）。
设流动为稳态，试计算（1）A -A '截面处水的平均流速；（2）水的流量（m 3/h ）。
解：（1）A - A '截面处水的平均流速
在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得
22121b12b2f 112
2p p gz u gz u h ρρ
++=+++∑ （1）
式中 z 1=7 m ，u b1～0，p 1=0（表压） z 2=1.5 m ，p 2=0（表压），u b2 =5.5 u 2 代入式（1）得 2
2b2
b2
19.8179.81 1.5 5.52
u
u ⨯=⨯++ m 0.3b =u
（2）水的流量（以m 3/h 计）
()h m 78.84s m 02355.0004.02018.04
14.30.3332
b2s ==⨯-⨯⨯
==A u V 18. 20℃ 水以2.5m/s 的流速流经φ38×2.5mm 的水平管，此管以锥形管和另一φ53×3m 的水平管相连。
如本题附图所示，在锥形管两侧A 、B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。
若水流经A ﹑B 两截面的能量损失为1.5J/㎏，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。
分析:根据水流过A 、B 两截面的体积流量相同和此两截面处的伯努利方程列等式求解 解：设水流经Ａ﹑Ｂ两截面处的流速分别为u A 、 u B u A A A = u B A B
∴ u B = （A A /A B ）u A = （33/47）2
×2.5 = 1.23m/s 在Ａ﹑Ｂ两截面处列柏努力方程
Z 1ｇ + ｕ12
／2 + Ｐ1/ρ = Z 2ｇ+ ｕ22
／2 + Ｐ2/ρ + Σｈf
∵ Z 1 = Z 2
∴ （Ｐ1-Ｐ2）/ρ = Σｈf +（ｕ12
-ｕ22
）／2 g （h 1-h 2）= 1.5 + (1.232
-2.52
) /2
h 1-h 2 = 0.0882 m = 88.2 mm
19.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Ф76×2.5mm ，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×10³Pa,水流经吸入管与排处管（不包括喷头）的能量损失可分别按Σｈf,1=2u ²，Σh 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98.07×10³Pa （表压）。
试求泵的有效功率。
分析：此题考察的是运用柏努力方程求算管路系统所要求的有效功率把整个系统分成两部分来处理，从槽面到真空表段的吸入管和从真空表到排出口段的排出管，在两段分别列柏努力方程。
解：总能量损失Σhf=Σhf+，1Σhf ，2
u 1=u 2=u=2u 2
+10u ²=12u ²
在截面与真空表处取截面作方程： z 0g+u 02/2+P 0/ρ=z 1g+u 2
/2+P 1/ρ+Σhf ，1 （ P 0-P 1）/ρ= z 1g+u 2
/2 +Σhf ，1 ∴u=2m/s ∴ w s =uA ρ=7.9kg/s
在真空表与排水管-喷头连接处取截面 z 1g+u 2/2+P 1/ρ+W e =z 2g+u 2
/2+P 2/ρ+Σhf ，2 ∴W e = z 2g+u 2/2+P 2/ρ+Σhf ，2—（ z 1g+u 2
/2+P 1/ρ） =12.5×9.81+（98.07+24.66）/998.2×10³+10×2²
=285.97J/kg N e = W e w s =285.97×7.9=2.26kw
21．用压缩空气将密度为1100kg/m 3
的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽，两槽的液位恒定。
管路直径均为ф60×3.5mm ，其他尺寸见本题附图。
各管段的能量损失为Σｈf ，AB =Σｈf ，
CD =u 2
，Σｈf ，BC =1.18u 2。
两压差计中的指示液均为水银。
试求当R 1=45mm ，h=200mm 时：
（1）压缩空气的压强P 1为若干？（2）U 管差压计读数R 2为多少？
解：对上下两槽取截面列柏努力方程
0+0+P 1/ρ=Zg+0+P 2/ρ+Σｈf ∴P 1= Zg ρ+0+P 2 +ρΣｈf
=10×9.81×1100+1100（2u 2
+1.18u 2
） =107.91×10³+3498u ²
在压强管的B ，C 处去取截面，由流体静力学方程得 P B +ρg （x+R 1）=P c +ρg （h BC +x ）+ρ水银R 1g
P B +1100×9.81×（0.045+x ）=P c +1100×9.81×（5+x ）+13.6×10³×9.81×0.045 P B -P C =5.95×104
Pa
在B ，C 处取截面列柏努力方程
0+u
B ²/2+P
B
/ρ=Zg+u
c
2/2+P
C
/ρ+Σｈ
f，BC
∵管径不变，∴u
b =u
c
P B -P
C
=ρ（Zg+Σｈ
f，BC
）=1100×（1.18u2+5×9.81）=5.95×104Pa u=4.27m/s
压缩槽内表压P
1
=1.23×105Pa
（2）在B，D处取截面作柏努力方程
0+u2/2+P
B /ρ= Zg+0+0+Σｈ
f，BC
+Σｈ
f，CD
P
B
=（7×9.81+1.18u2+u2-0.5u2）×1100=8.35×104Pa
P B -ρgh=ρ
水银
R
2
g
8.35×104-1100×9.81×0.2=13.6×10³×9.81×R
2
R
2
=609.7mm。