化工原理(王志魁第四版)课后思考题标准答案
化工原理第四版思考题标准答案
化工原理第四版思考题答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降，经历哪两个阶段？何谓固体颗粒在流体中的沉降速度？沉降速度受那些因素的影响？答：1、加速阶段和匀速阶段；2、颗粒手里平衡时，匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度t μ3、影响因素由沉降公式确定ξρρ以及、、p p d 。
（93页3-11式）3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用？其沉降速度受哪 些因素影响?答：重力，浮力，阻力；沉降速度受 颗粒密度、流体密度 、颗粒直径及阻力系数有关 3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒，其分离条件是什么？答：停留时间>=沉降时间（tu u H L ≥) 3-8 何谓临界粒径？何谓临界沉降速度？答：能 100%除去的最小粒径；临界颗粒的沉降速度。
3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒，当临界粒径与临界沉降速度为一定值时，含尘气 体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系？答：成正比 WL V ·u q t s ≤ 3-10 当含尘气体的体积流量一定时，临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积 WL 有什么 关系。
答：成反比3-12 何谓离心分离因数？提高离心分离因数的途径有哪些？答：离心分离因数：同一颗粒所受到离心力与重力之比；提高角速度，半径（增大转速） 3-13 离心沉降与重力沉降有何不同？答：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。
3-15 要提高过滤速率，可以采取哪些措施？答：过滤速率方程 ()e d d V V P A V +∆=γμυτ 3-16 恒压过滤方程式中，操作方式的影响表现在哪里？ 答：3-17 恒压过滤的过滤常数 K 与哪些因素有关？ 答：μγυP K ∆=2表明K 与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。
化工原理(第四版)(王志魁)08095习题解2
第二章 流体输送机械【2-5】在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽，如习题2-5附图所示。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ，管内径为75mm ，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m 。
流体流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。
流体流经换热器的局部阻力系数为32ξ=。
离心泵在转速/m i n n r =2900时的V H q -特性曲线数据见下表。
/31V q m s -⋅0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 /H m 26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5试求：(1)管路特性方程；(2)工作点的流量与扬程；(3)若采用改变转速的方法，使第(2)问求得的工作点流量调节到.333510m s -⨯／，应将转速调节到多少？（参看例2-3）。
解 已知.,,.,007540000332e d m l l m λξ=+=== (1) 管路特性方程 20V H H kq =+0210010p H Z mH O gρ∆=∆+=+= 2548e l l k g d d ξλπ⎛⎫+=+ ⎪ ⎪⎝⎭∑∑ ...(.)(.)52548400320035021098100750075π⎡⎤=⨯⨯+=⨯⎢⎥⨯⎣⎦.521050210V H q =+⨯(2) 工作点的流量与扬程管路特性曲线的V q 与H 计算值如下/31V q m s -⋅ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 /H m 10 10.5 12 14.5 18 22.6 28 34.6 42.1 工作点流量./300045VA q m s =，扬程.A H m H O =2198(3) 将工作点流量从./300045VA q m s =调节到./300035VC q m s =，泵的转速应由/min 2900r 调节到多少？习题2-5a 附图将./300035VC q m s =代入管路特性方程，求得.(.).C H m H O =+⨯⨯=522105021000035161等效率方程 2V H K q =系数 ..(.)6221611311000035C V C H K q ===⨯ 得等效率方程 .6213110V H q =⨯等效率方程的计算值如下31V q m s -⋅／ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0045 /H m 0 1.31 5.24 11.8 21 26.5 从2900/min n r =的泵特性曲线与等效率曲线的交点D ，得到./,VD D q m s H m H O ==32000421流量为./300035VC q m s =时的转速为./min .VC C D VD q n n r q ==⨯=00035290025380004 .%D C D n n n --⨯=⨯=290025381001001252900转速变化小于20%，效率基本不变。
化工原理第四版王志魁刘丽英刘伟编课后答案(化学工业出版社)讲义
绪 论【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2，试求溶液中CO 2的摩尔分数，水的密度为100kg/m 3。
解 水33kg/m kmol/m 1000100018=CO 2的摩尔分数 (4005)89910100000518-==⨯+x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。
试求：(1)甲醇的饱和蒸气压A p ；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。
解 (1)甲醇的饱和蒸气压A p.lg ..1574997197362523886=-+Ap.169=ApkPa(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169)0167101325==A y质量分数 ...(.)01673201810167321016729ω⨯==⨯+-⨯A浓度 3..kmol/m .A A p c RT -===⨯⨯316968210 8314298质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=⨯⨯=3368210320218 =【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%，均为质量分数。
试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩液量。
在全过程中，溶液中的NaOH 量保持一定。
解 电解液1000kg 浓缩液中NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5（质量分数） NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02（质量分数） 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω=0.48（质量分数）在全过程中，溶液中NaOH 量保持一定，为100kg浓缩液量为/.10005200=kg 200kg 浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg ，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ，故分离的 NaCl 量为100-4=96kg第一章 流体流动流体的压力【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B 中的气体真空度为.⨯41210Pa 。
化工原理课后题答案王志魁
化工原理课后题答案王志魁1. 热力学基础热力学是研究由内能变化而引起的热效应的物理学，它既关注热量（热力学热）的储存和迁移，也关注热量变换中引起物料属性变化的规律。
其基础理论是热力学第一定律，即“能量守恒定律”，又称“质量—能量守恒定律”，即符合守恒共价，只有质量和能量同时守恒的系统才能保持平衡状态。
热力学也探讨由于光等能量放射而引起的热效应，并应用其理论研究物质的物理性质如间接和恒守恒能质等。
2. 热力学热处理原理热力学热处理是热力学的重要应用之一，它利用加热、冷却过程的热效应，使材料的特性、性能按照设计要求改变或维护。
它是一种对材料粒子组织结构微观变幻的有效手段，通过特定温度梯度和时间时限来改变材料的晶相结构、晶体结构、晶粒尺寸等参数，实现材料结构和性能的调控。
最常见的是准备处理和渗碳处理，这些处理须根据实际情况、材料特性和用途制定具体方案实施，保证材料满足精密使用要求。
3. 动力学原理动力学是弹道学的一个分支，它的基本原理是利用物体运动定律和动能定理研究物体运动的原理，它是关于动量和能量的极限理论，其基本原理可以表述为：大力学任何物体以恒定力作用于它，其位置、速度和动能都将改变，这一结果是由动能定理所解释的。
动力学通过研究加速度、力、动量的变化路径，研究物体的运动轨迹，从而确定其位置、运动状态和动能的变化规律，从而研究物体的动态性能。
4. 热力学和动力学的区别热力学和动力学不同的是，热力学主要研究由内能变化而引起的热效应，而动力学主要研究由加速度、力、动量变化而引起的物体运动变化。
热力学第一定律称“质量—能量守恒定律”，只有质量和能量同时守恒的系统才能保持平衡状态；而动力学的基本原理是大力学任何物体以恒定力作用于它，其位置、速度和动能都将改变，这一结果是由动能定理所解释的。
另外，由于热力学热处理是对材料组织结构作出微观变化的手段，大多将其作为动力学的补充用于改善物体性能；反之，动力学一般被用来研究物体的动态性能，也是热力学处理的前提和条件。
化工原理王志魁第四版课后思考题答案
启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离 心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶 轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐 扩大，大部分动能转变为静压能。
泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？
2-16 通风机的全风压与静风压及动风压有什么关系？ 答：全风压为静风压和动风压之和。 2-17 为什么通风机的全风压与气体密度有关？在选用通风机之间，需要 把操作条件下的全风压用密度换算成标定条件下的全风压。但为什么离 心泵的压头H与密度无关？ 答：因为通风机全压，所以和密度有关
离心泵的理论压力
第三章 沉降与分离 3-1 固体颗粒与流体相对运动时的阻力系数在层流层区（斯托克斯区） 与湍流区（牛顿区）有何不同？ 答：10-4< Re <2的区域称为层流区或斯托克斯定律区。；
影响膜状冷凝的因素有： （1）冷凝液膜两侧的温度差当液膜呈滞流流动时，若温度差加大， 则蒸汽冷凝速率增加，因而液膜层厚度增加，使冷凝传热系数降低。 （2）流体物性由膜状冷凝传热系数计算式可知，液膜的密度、粘度 及导热系数，蒸汽的冷凝潜热，都影响冷凝传热系数。 （3）蒸汽的流速和流向蒸汽以一定的速度运动时，和液膜间产生一 定的摩擦力，若蒸汽和液膜同向流动，则摩擦力将是液膜加速，厚度减 薄，使传热系数增大；若逆向流动，则相反。但这种力若超过液膜重 力，液膜会被蒸汽吹离壁面，此时随蒸汽流速的增加，对流传热系数急 剧增大。 （4）蒸汽中不凝气体含量的影响若蒸汽中含有空气或其它不凝性气 体，则壁面可能为气体（导热系数很小）层所遮盖，增加了一层附加热 阻，使对流传热系数急剧下降。因此在冷凝器的设计和操作中，都必须 考虑排除不凝气。含有大量不凝气的蒸汽冷凝设备称为冷却冷凝器，其 计算方法需参考有关资料。 （5）冷凝壁面的影响若沿冷凝液流动方向积存的液体增多，则液膜 增厚，使传热系数下降，故在设计和安装冷凝器时，应正确安放冷凝壁 面。例如，对于管束，冷凝液面从上面各排流到下面各排，使液膜逐渐 增厚，因此下面管子的传热系数比上排的要低。为了减薄下面管排上液 膜的厚度，一般需减少垂直列上的管子数目，或把管子的排列旋转一定 的角度，使冷凝液沿下一根管子的切向流过， 4-13 液体沸腾的两个基本条件是什么？
化工原理第四版答案(王志奎)
(1)混合气体在操作条件下的密度为
m
pM m RT
106.8 18.6 0.763 8.314 313
kg / m3
(2)混合气体 V 6000m3 ，摩尔体积为 M m 18.6 m3 / kmol m 0.763
混合气体的量为
n V 6000 0.763 246 kmol
Mm
18.6
正辛烷的质量分数 2 1 0.369 0.631
从附录四查得 20℃下正庚烷的密度 1 684kg / m3 ，正辛烷的密度为 2 703kg / m3
混合液的密度
m
0.369
1
0.631
696kg
/
m3
684 703
【1-4】温度 20℃，苯与甲苯按 4:6 的体积比进行混合，求其混合液的密度。
解 管中水柱高出槽液面 2m，h=2m 水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力 p绝
在水平面 11' 处的压力平衡，有
p绝 gh 大气压力 p绝 101200 1000 9.81 2 81580 P（a 绝对压力）
(2)管子上端空间的表压 p表
习题 1-6 附图
p表 p绝 -大气压力=81580 101200 19620 Pa
，
管内径为 200mm，截面 2 处的管内径为 100mm。由于水的压力，截面 1 处产生 1m 高的水
柱。试计算在截面 1 与 2 之间所产生的水柱高度差 h 为多少（忽略从 1 到 2 处的压头损失）?
解
另一计算法
计算液柱高度时，用后一方法简便。
【1-16】在习题 1-16 附图所示的水平管路中，水的流量为
H2O 1000×0.8=800kg
化工原理王志魁第四版课后思考题答案
[标签:标题]篇一：化工原理王志魁第四版课后思考题答案4-1 根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。
热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。
在固体、液体和气体中都可以发生。
对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。
热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。
可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：一般固体>液体>气体4-13 答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。
4-20 答：能透过全部辐射能的物体，称为透热体；能全部反射辐射能的物体，称为白体；能全部吸收辐射能的物体，称为黑体或绝对黑体；能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体，称为灰体。
4-21 答：在同一温度下，实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比，定义为灰体的黑度。
影响固体表面黑度的主要因素有：物体的性质、温度及表面情况（如表面粗糙度及氧化程度）。
4-29答：根据公式可以采取如下措施：提过对流换热系数，尤其是提高较小一层的对流换热系数降低污垢热阻，及时清洗换热器，降低热传导热阻，选择导热率大的材料，降低换热壁的厚度。
第五章吸收5-1 选择吸收剂时，应从哪几个方面考虑？答：(1) 溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度越大，则传质推动力越大，吸收速率越快，且吸收剂的耗用量越少。
(2) 选择性吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度，而对混合气体中的其它组分溶解度甚微，否则不能实现有效的分离。
(3) 挥发度在吸收过程中，吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和。
故在操作温度下，吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小，以减少吸收剂的损失量。
(4) 粘度吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔内的流动阻力越小，扩散系数越大，这有助于传质速率的提高。
化工原理(第四版)(王志魁)习题解3
精选文档第三章 沉降与过滤沉 降【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为400m μ的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。
解 150℃时，空气密度./30835kg m ρ=，黏度.524110Pa s μ-=⨯⋅颗粒密度/31030p kg m ρ=，直径4410p d m -=⨯假设为过渡区，沉降速度为()(.)()./..1122223345449811030410179225225241100835p t p g u d m s ρρμρ--⎡⎤-⎡⎤⨯==⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦⎣⎦ 验算 .Re ..454101790．835=24824110p t d u ρμ--⨯⨯⨯==⨯ 为过渡区【3-3】降尘室的长度为10m ，宽为5m ，其中用隔板分为20层，间距为100mm ，气体中悬浮的最小颗粒直径为10m μ，气体密度为./311kg m ，黏度为.621810Pa s -⨯⋅，颗粒密度为4000kg/m 3。
试求：(1)最小颗粒的沉降速度；(2)若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能超过多少m/s? (3)此降尘室每小时能处理多少m 3的气体？解 已知,/./.6336101040001121810pc p d m kg m kg m Pa s ρρμ--=⨯===⨯⋅,,(1) 沉降速度计算 假设为层流区().()(.)./.26269811010400011001181821810pc p t gd u m s ρρμ---⨯⨯-===⨯⨯ 验算..Re .66101000111000505221810pc t d u ρμ--⨯⨯⨯===<⨯． 为层流 (2) 气体的最大流速max u 。
沉降高度.m 01H =，降尘室长度10L m =max tLH u u = max ..1001001u = max /1u m s = (3) 气体的最大处理量max ././343501*********VS q WHNu m s m h ==⨯⨯⨯==⨯精选文档 气体的处理量VS q 也可以用教材式(3-18)计算 ()()././.26234361010400098151020103610181821810pc p VS d gWLNq m s m h ρρμ---⨯⨯⨯⨯⨯⨯====⨯⨯⨯ 过 滤【3-6】悬浮液中固体颗粒浓度（质量分数）为0.025kg 固体/kg 悬浮液，滤液密度为1120kg/m 3，湿滤渣与其中固体的质量比为2.5kg 湿滤渣/kg 干渣，试求与1m 3滤液相对应的湿滤渣体积υ，单位为m 3湿滤渣/m 3滤液。
化工原理(第四版)(王志魁)习题解4
3939第四章 传 热热传导【4-1】有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面，包一层热导率为(m·℃)、厚度为300mm 的绝热材料。
已测得绝热层外表面温度为30℃，另测得距加热器平壁外表面250mm 处的温度为75℃，如习题4-1附图所示。
试求加热器平壁外表面温度。
解 2375℃, 30℃t t ==计算加热器平壁外表面温度1t ，./()W m λ=⋅016℃231212t t t t b b λλ--= (1757530025005016016)t --= ..145025********t =⨯+=℃【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=(m·℃)，厚度230b mm =；绝热砖层，热导率λ=(m·℃)；普通砖层，热导率λ=(m·℃)。
耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。
(1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。
若每块绝热砖厚度为230mm ，试确定绝热砖层的厚度。
(2) 若普通砖层厚度为240mm ，试计算普通砖层外表面温度。
解 (1)确定绝热层的厚度2b温度分布如习题4-4附图所示。
通过耐火砖层的热传导计算热流密度q 。
()1121q t t b λ=-.()/.W m =-=21051000940274 023绝热砖层厚度2b 的计算()2232q t t b λ=-习题4-1附图习题4-4附图4040.().b m =-=201519401300446 274每块绝热砖的厚度为023m ．，取两块绝热砖的厚度为.20232046b m =⨯=．。
(2) 计算普通砖层的外侧壁温4t先核算绝热砖层与普通砖层接触面处的温度3t...232227404694010530151qb t t λ⨯=-=-=℃3t 小于130℃，符合要求。
化工原理(第四版)(王志魁)习题详解
化工原理（第四版）（王志魁）习题详解第一章流体流动流体的压力【1-1】容器A中的气体表压为60kPa，容器B中的气体真空度为1.2104Pa。
试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。
解标准大气压力为101.325kPa容器A的绝对压力pA101.325+60161.325kPa容器B的绝对压力pB101.3251289.325kPa【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。
试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解进口绝对压力p进101.31289.3kPa出口绝对压力p出101.3157258.3kPa进、出口的压力差p157（12）15712169kPa或p258.389.3169kPa流体的密度【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。
解正庚烷的摩尔质量为100kg/kmol，正辛烷的摩尔质量为114kg/kmol。
将摩尔分数换算为质量分数正庚烷的质量分数10.41000.3690.41000.6114正辛烷的质量分数210.3690.631从附录四查得20℃下正庚烷的密度1684kg/m3，正辛烷的密度为2703kg/m3混合液的密度m10.3690.631684703696kg/m3流体静力学【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m，当地大气压力为101.2kPa。
试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面2m，h=2m水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力p绝在水平面11'处的压力平衡，有p绝gh大气压力p绝10120010009.81281580Pa（绝对压力）(2)管子上端空间的表压p表p表p绝-大气压力=8158010120019620Pa习题1-6附图(3)管子上端空间的真空度p真p真=-p表=-1962019620Pa(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度h'h'水hccl4常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为ccl1594kg/m3 4h'100021.25m1594【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为1250kg/m3的液体，液面高度为3.2m。
化工原理第四版思考题答案
化工原理第四版思考题答案【篇一：化工原理(王志奎)第四版课后答案】345【篇二：化工原理第四章思考题答案】>4-1 根据传热机理的不同，有哪3种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：（1）基本传热方式有热传导、热对流和热辐射3种。
（2）热传导简称导热，是通过物质的分子、原子或自由电子的热运动来传递热量；对流传热是通过冷、热不同部位的流体质点做宏观移动和混合来传递热量；辐射传热是物体因自身具有温度而激发产生电磁波，向空间传播来传递热量。
4-2 傅里叶定律中的负号是什么意思？答：由于x方向为热流方向，与温度梯度的方向正好相反。
q是正值,而是负值,加上负号,故式中加负号。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：物质热导率的大小主要与物质种类（固、液、气）和温度有关。
一般来说，固体、液体、气体三者的热导率大小顺序:固体液体气体。
4-4 纯金属与其合金比较，热导率哪个大？答：在各类物质中，纯金属的热导率为 ,合金的热导率为 , 故热导率纯金属比合金大。
4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关？答：大多数非金属的保温材料呈纤维状或多孔结构，其孔隙中含有值小的空气。
密度越小，则所含的空气越多。
但如果密度太小，孔隙尺寸太长，其中空气的自然对流传热与辐射作用增强，反而使增大。
故非金属的保温材料的热导率与密度有关。
4-6 在两层平壁中的热传导，有一层的温度差较大，另一层较小，哪一层热阻大？热阻大的原因是什么？答：（1）温度差较大的层热阻较大。
（2）对于两层平壁导热,由于单位时间内穿过两层的热量相等，即导热速率相同，采用数学上的等比定律可得。
由此可见，热阻大的保温层，分配与该层的温度差就越大，即温度差与热阻成正比。
4-7 在平壁热传导中可以计算平壁总面积a的导热速率q，也可以计算单位面积的导热速率（即热流密度）。
而圆筒壁热传导中，可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率q，也可以计算单位圆筒长度的壁面导热速率 ,为什么不能计算热流密度？答：在稳态下通过圆筒壁的导热速率q与坐标r无关，但热流密度却随着坐标r变化，故不能计算热流密度。
【最新试题库含答案】化工原理王志魁第四版课后思考题答案_0
化工原理王志魁第四版课后思考题答案：篇一：化工原理王志魁第四版课后思考题答案4-1 根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。
热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。
在固体、液体和气体中都可以发生。
对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。
热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。
可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：一般固体液体气体4-13 答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。
4-20 答：能透过全部辐射能的物体，称为透热体；能全部反射辐射能的物体，称为白体；能全部吸收辐射能的物体，称为黑体或绝对黑体；能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体，称为灰体。
4-21 答：在同一温度下，实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比，定义为灰体的黑度。
影响固体表面黑度的主要因素有：物体的性质、温度及表面情况（如表面粗糙度及氧化程度）。
4-29答：根据公式可以采取如下措施：提过对流换热系数，尤其是提高较小一层的对流换热系数降低污垢热阻，及时清洗换热器，降低热传导热阻，选择导热率大的材料，降低换热壁的厚度。
第五章吸收5-1 选择吸收剂时，应从哪几个方面考虑？答：(1) 溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度越大，则传质推动力越大，吸收速率越快，且吸收剂的耗用量越少。
(2) 选择性吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度，而对混合气体中的其它组分溶解度甚微，否则不能实现有效的分离。
(3) 挥发度在吸收过程中，吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和。
故在操作温度下，吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小，以减少吸收剂的损失量。
(4) 粘度吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔内的流动阻力越小，扩散系数越大，这有助于传质速率的提高。
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化工原理第四版(王志奎著)课后答案下载化工原理第四版(王志奎著)课后答案下载本书为清华大学精品课程“化工原理”的教材，在清华大学多个系所使用多年。
全书分上、下两册。
上册包括流体流动、流体输送机械、流体流过颗粒和颗粒层的流动、非均相混合物的分离、传热和蒸发等6章，书末有26个附录; 下册包括传质分离过程概论、吸收、蒸馏、气液传质设备、液液萃取、干燥、吸附分离、膜分离和其他分离方法等9章。
本书可供高等院校化工、生物化工、环境、食品、轻工、制药和材料等专业的师生作教材使用，也可作为从事上述专业的设计、开发和运行的工程技术人员的学习参考书。
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本书可与《化工原理习题解析(上、下册)》配套使用。
化工原理第四版(王志奎著)：内容简介《化工原理(第4版)》以物料衡算、能量衡算、物系平衡关系、传递速率及经济核算观点5个基本概念为基础，介绍了主要化工单元操作的基本原理、计算方法及典型设备。
全书除绪论外共分7章，分别为流体流动、流体输送机械、沉降与过滤、传热、吸收、蒸馏、干燥。
每章都编入适量的例题、习题及思考题。
本次修订基本保持了第三版的框架，对部分内容作了删改，增补了习题;对基本概念、基本理论精益求精，文字叙述、公式推导简洁易懂，突出重点，主次分明，便于自学。
《化工原理(第4版)》为便于教学配备了电子教学课件和习题解。
《化工原理(第4版)》可作为高等学校少学时(70～100学时)化工原理课程的教材，也可供相关专业的高等职业学校以及科研、设计和生产部门的科技人员作为参考书。
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化工原理(第四版)(王志魁)习题详解
第一章 流体流动流体的压力[1-1]容器A 中的气体表压为60kPa,容器B 中的气体真空度为.⨯41210Pa.试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力. 解 标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325[1-2]某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa,当地大气压力为101.3kPa.试求此设备的进、出口的绝对压力与进、出的压力差各为多少帕.解进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa进、出口的压力差流体的密度[1-3]正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在20℃下的密度. 解正庚烷的摩尔质量为/kg kmol 100,正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114.将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (10410003690410006114)ω⨯==⨯+⨯ 正辛烷的质量分数..2103690631ω=-=从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684,正辛烷的密度为/kg m ρ=32703混合液的密度/..3169603690631684703ρ==+m kg m流体静力学[1-6]如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m,当地大气压力为101.2kPa.试求：<1>管子上端空间的绝对压力；<2>管子上端空间的表压；<3>管子上端空间的真空度；<4>若将水换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面2m,h=2m 水柱.<1>管子上端空间的绝对压力绝p在水平面11'-处的压力平衡,有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa<2>管子上端空间的表压表p<3>管子上端空间的真空度真p<4>槽内为四氯化碳,管中液柱高度'h常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594 [1-8]如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为/31250kg m 的液体,液面高度为3.2m.容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为2m 与1m,容器上部空间的压力〔表压〕为29.4kPa.试求：<1>压差计读数〔指示液密度为/31400kg m 〕；<2>A 、B 两个弹簧压力表的读数.解容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度/31250ρ=kg m ,指示液密度/301400ρ=kg m<1>压差计读数R=?在等压面''1111上-=p p<2> ().....A p p g Pa ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410 流量与流速[1-12]有密度为/31800kg m 的液体,在内径为60mm 的管中输送到某处.若其流速为/0．8m s ,试求该液体的体积流量()3／m h 、质量流量()/kg s 与质量流速()/2⎡⎤⋅⎣⎦kg m s . 解<1> 体积流量./.223330．060．822610814 ／44ππ-==⨯⨯=⨯=V q d u m s m h<2> 质量流量../m V q q kg s ρ-==⨯⨯=3226101800407<3> 质量流速./().22407===1440 0064m q kg m s A ωπ⋅⨯ 连续性方程与伯努利方程[1-15]常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动.在截面1处的流速为./05m s ,管内径为200mm,截面2处的管内径为100mm.由于水的压力,截面1处产生1m 高的水柱.试计算习题1-6附图习题1-8附图在截面1与2之间所产生的水柱高度差h 为多少〔忽略从1到2处的压头损失〕?解./105=u m s另一计算法计算液柱高度时,用后一方法简便.[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().../.V q 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[1-23] <1>温度为20℃、流量为/4L s 的水,在.mm mmφ⨯5735的直管中流动,试判断流动类型；<2>在相同的条件下,水改为运动黏度为./244cm s 的油,试判断流动类型.解 <1>.,/.,./V d m q m s Pa s kg m μρ--==⨯=⨯⋅=3333005 410，1005109982流速./(.)Vq u m s d ππ-⨯===⨯3224102038 00544 雷诺数...Re ..5300520389982101104000为湍流100510ρμ-⨯⨯===⨯>⨯du <2> ././v cm s m s -==⨯242444410雷诺数..Re .400520382322000为层流4410-⨯===<⨯du v [1-28]水的温度为10℃,流量为330／L h ,在直径.mm mm φ⨯5735、长为100m 的直管中流动.习题1-15附图 习题1-16附图习题1-19附图 习题1-20附图此管为光滑管.<1>试计算此管路的摩擦损失；<2>若流量增加到990／L h ,试计算其摩擦损失.解 水在10℃时的密度.39997／ρ=kg m ,黏度.,.,Pa s d m l m μ-=⨯⋅==3130610 005 100,光滑管.<1> 体积流量 /.V q L h m h ==3330033／ 流速../.Vq u m s d ππ===⨯⨯⨯2203300467 3600360000544 雷诺数 . Re .30．050．046799971787层流130610ρμ-⨯⨯===⨯du 摩擦系数 Re 64640．03581787λ=== 摩擦损失 (.)/.f l u h J kg d λ==⨯⨯22100004670．0358=0．0781 20052<2> 体积流量 /.3990099 ／==V q L h m h因流量是原来的3倍,故流速../u m s =⨯=004673014雷诺数Re 178735360=⨯=湍流对于光滑管,摩擦系数λ用Blasius 方程式计算也可以从摩擦系数λ与雷诺数Re 的关联图上光滑管曲线上查得,.0037λ=.摩擦损失 (.)/.22100014=0．037=0．725 20052f l u h J kg d λ=⨯⨯ [1-29]试求下列换热器的管间隙空间的当量直径：<1>如习题1-29附图<a>所示,套管式换热器外管为mm mm φ⨯2199,内管为mm mm φ⨯1144；<2>如习题1-29附图<b>所示,列管式换热器外壳内径为500mm,列管为mm mm φ⨯252的管子174根.习题1-29附图解 <1>套管式换热器,内管外径.10114=d m ,外管内径.20201=d m当量直径 ...21020101140087=-=-=e d d d m<2> 列管式换热器,外壳内径.205=d m ,换热管外径.10025=d m ,根数174=n 根当量直径 ()(.)(.) .()..222221210517400254400291051740025ππ--⨯=⨯==++⨯e d nd d m d nd [1-32]如习题1-32附图所示,有黏度为.17⋅mPa s 、密度为/3765kg m 的液体,从高位槽经直径为mm mm φ⨯1144的钢管流入表压为0．16MPa 的密闭低位槽中.液体在钢管中的流速为m/1s ,钢管的相对粗糙度/0．002ε=d ,管路上的阀门当量长度50=e l d .两液槽的液面保持不变,试求两槽液面的垂直距离H.解在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H,以低位槽液面为基准面. ,.p p Pa u u ==⨯==61212（0表压）01610，两槽流速 0,液体密度/.33765，黏度1710ρμ-==⨯⋅kg m Pa s 雷诺数.Re ..430106176547710湍流1710ρμ-⨯⨯===⨯⨯du 管长30160190=+=l m ,阀门50=e l d,高位槽的管入口0．5ξ=,低位槽管出口=1ξ,90°弯头.075ξ=管路计算[1-35]用1689mm mm φ⨯的钢管输送流量为/60000kg h 的原油,管长为100km ,油管最大承受压力为.MPa 157.已知50℃时油的密度为/3890kg m ,黏度为181⋅mPa s .假设输油管水平铺设,其局部摩擦阻力损失忽略不计,试问为完成输油任务,中途需设置几个加压站？解.,,/m d m l km q kg h ===015 100 60000因为是等直径的水平管路,其流体的压力降为油管最大承受压力为.MPa 157加压站数 (273174157)==n 需设置2级加压,每级管长为50km,每级的./.27321365∆==p MPa ,低于油管最大承受压力.流量的测定[1-40]在管径3258mm mm φ⨯的管路中心处安装皮托测速管,测量管路中流过的空气流量.空气温度为21℃,压力为.514710⨯Pa 〔绝对压力〕.用斜管压差计测量,指示液为水,读数为200mm,倾斜角度为20度.试计算空气的质量流量.解 空气温度27321294=+=T K ,绝对压力147=p kPa ,空气的密度为 水的密度 /301000ρ=kg m空气的黏度.5181510μ-=⨯⋅Pa s 查得max .086=uu .../086278239=⨯=u m s 空气质量流量().../220．309239174312 44ππρ==⨯⨯⨯=m q d u kg s。
化工原理第四版答案(王志奎)
解 (1)甲醇的饱和蒸气压 pA
lg
pA
7.19736
1574.99 25 238.86
pA 16.9kPa
(2) 空气中甲醇的组成
摩尔分数
yA
16.9 101.325
0.167
质量分数
A
0.167 32 0.16732 (1 0.167) 29
0.181
浓度
cA
pA RT
16.9 8.314 298
水银的密度为
，当地大气压力为
。试求试管底部的绝对压力为多少 Pa。
解 水的密度
【1-8】如习题 1-8 附图所示，容器内贮有密度为
的液体，液面高度为 3.2m。
容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为 2m 及 1m，容器上部空间的压力（表
压）为 29.4kPa。试求：(1)压差计读数（指示液密度为
(1)混合气体在操作条件下的密度为
m
pM m RT
106.8 18.6 0.763 8.314 313
kg / m3
(2)混合气体 V 6000m3 ，摩尔体积为 M m 18.6 m3 / kmol m 0.763
混合气体的量为
n V 6000 0.763 246 kmol
Mm
18.6
正辛烷的质量分数 2 1 0.369 0.631
从附录四查得 20℃下正庚烷的密度 1 684kg / m3 ，正辛烷的密度为 2 703kg / m3
混合液的密度
m
0.369
1
0.631
696kg
/
m3
684 703
【1-4】温度 20℃，苯与甲苯按 4:6 的体积比进行混合，求其混合液的密度。
化工原理_第四版课后答案解析（全）
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第二章流体输送机械
２-１流体输送机械有何作用？
答:提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。
2－２离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？
答：离心泵在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气。
由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。
此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。
虽启动离心泵,但不能输送液体(气缚);
启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大,大部分动能转变为静压能。
泵入口处于一定的真空状态（或负压）
2-３离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么?
ﻩ１、流量qv: 单位时间内泵所输送到液体体积,ｍ3／s, m3／min,m３/h.。
ﻩ2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J／N,m
3、功率与效率:
轴功率P：泵轴所需的功率。
或电动机传给泵轴的功率。
ﻩ有效功率Pe:
效率：
2-４离心泵的特性曲线有几条?其曲线的形状是什么样子?离心泵启动时,为什么要关闭出口阀门?
答:1、离心泵的H、Ｐ、与qｖ之间的关系曲线称为特性曲线。
共三条;
2、离心泵的压头Ｈ一般随流量加大而下降
离心泵的轴功率P在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。
与qｖ先增大，后减小。
额定流量下泵的效率最高。
该最高效率点称为泵的设计点,对应的值称为最佳工况参数。
ﻩ3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。
2-5 什么是液体输送机械的扬程?离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的?液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？
答:１、单位重量液体流经泵所获得的能量
2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表,在这两处管路截面1、２间列伯努利方程得：
ﻩ3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关,效率也不随液体密度而改变,因而当被输送液体密度发生变化时,H-Ｑ与η-Q曲线基本不变,但泵的轴功率与液体密度成正比。
当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时,泵内液体的能量损失增大,导致泵的流量、扬程减小,效率下降,但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。
2-６在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化?
答:泵出口压力变小，进口处真空度增加
2－7离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？答：当离心泵安装到特定的管路系统中操作时，若贮槽与受液槽两液面保持恒定，则泵对单位重量(1Ｎ)流体所做的净功为,忽略
令,
得管路特性方程
２-8 管路特性方程中的与k的大小,受哪些因素影响?
答:与液面高度差和静压差有关。
k与管路长度、管径、摩擦系数及局部阻力系数有关。
2-9 离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法?
答：1、离心泵在管路中正常运行时，泵所提供的流量和压头应与管路系统所要求的数值一致。
安装于管路中的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程,即管路特性方程和泵的特性方程H =ｆ（Q)，联解上述两方程所得到两特性曲线的交点,即离心泵的工作点。
ﻩ２、改变口阀开度(改变管路特性曲线)；改变泵的转速（改变泵的特性曲线);离心泵并联操作;离心泵的串联操作。
2-１0何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀?
答:1、当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。
含气泡的液体进入叶轮高压区后,气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭,气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间,造成冲击和振动。
金属表面受到压力大，频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等，使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。
这种现象称为汽蚀。
２、为了避免气蚀的发生,泵的安装高度不能太高，可用泵规格表中给出的气蚀余量对泵的安装高度加以限制。
2-11影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些?
答:最大允许安装高度；环境大气压，工作温度下的液体饱和蒸气压,允许气蚀余量，吸入管路的压头损失。
2－12 往复泵有没有气蚀现象?
答:往复泵一样有气蚀问题,只是相对较小，但在实际使用中一样需要满足入口压力要求。
2－13 往复泵的流量由什么决定?与管路情况是否有关?
答：;往复泵的流量由泵缸尺寸、活塞行程及往复频率所决定，(即单位时间内活塞扫过的体积)。
与管路情况(几乎)无关。
２-１4往复泵的扬程（对液体提供压头)与什么有关?最大允许扬程是由什么决定的?
答:１、2、最大允许扬程由泵的机械强度、密封性能及电动机的功率等决定。
２-15 何谓通风机的全风压？其单位是什么？如何计算?
答：全风压:单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能。
单位是Ｐa，
２－１６通风机的全风压与静风压及动风压有什么关系?
答:全风压为静风压和动风压之和。
２－17 为什么通风机的全风压与气体密度有关？在选用通风机之间，需要把操作条件下的全风压用密度换算成标定条件下的全风压。
但为什么离心泵的压头H与密度无关？
答：因为通风机全压，所以和密度有关
离心泵的理论压力
第三章沉降与分离
3-1 固体颗粒与流体相对运动时的阻力系数在层流层区（斯托克斯区)与湍流区（牛顿区)有何不同？。