化工原理上册课后习题

1、 某湿物料原含水量为10%,在干燥器内干燥至含水量为1、1%(以上均为质量%)。试求每

吨湿物料除去的水量。 解:

方法一:设G 1 =1t=1000Kg 。已知w 1=10%、w 2=1、1%

物料衡算:%1.1)1(11⨯-+=W G W G ω 解:W=90Kg

方法二:)1)(()1(211

1ωω--=-W G G

解:W=90Kg

2、采用两个连续操作的串联蒸发器以浓缩NaOH 水溶液,每小时有10吨12%的NaOH 水溶液送入第一个蒸发器,经浓缩后的NaOH 水溶液再送入第二个蒸发器进一步浓缩至50%的碱液(以上均为质量%)排出。若每个蒸发器蒸发水量相等,试求送入第二个蒸发器的溶液量及其组成(用NaOH 的质量%表示)。

解:不变组份衡算式

h

kg W W F F /38005

.0)210(12.010442200=⇒⨯-=⨯⇒=ωω

h kg W F F /620038001000001=-=-=∴

以第一蒸发器为衡算范围:

%

4.19620012.01011

41100=⇒=⨯⇒=ωωωωF F

3、一间壁式换热器用冷却水将间壁另一侧1500kg/h 、800C 的某有机液体冷却到400C,冷却

水的初温为300C,出口温度为350C,已知该有机液体的平均定压比热容为1、38kJ/(kg ·

0C)。试求冷却水用量。

解:)86.140

C kg kJ C ⋅=ρ水

)11()(1500t t C W t t C

p o o -'⨯=-'⨯ρ水液

h Kg W /3956=⇒

第一章

1、试求氨在

2、55MPa(表压)与160C 下的密度。已知当地大气压强为100kPa 。 解:

kPa P 2650100105.523

=+⨯=绝

375.18289

314.817

2650m kg RT

M

P =⨯⨯=

=

绝

ρ

0试求混合气的密度。当地大气压强为100kPa 。 解:

kPa 175100100.0753

P

=+⨯=绝

kmol kg M 8.16100

16

144728322820240=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=

325.1313

314.86.18175m kg RT PM =⨯⨯==ρ

3、 在大气压强为100kPa 地区,某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为90kPa 。若在大气压强为

87kPa 地区,仍要求塔顶绝压维持在相同数值下操作,问此时真空表读数应为多少kPa?

解:

kPa 10100P P P =⇒=-=绝绝大真

P

kPa 77P P P =-='

绝大真

4、 计算20°C 下苯与甲苯等体积混合时的密度及平均分子量。设苯—甲苯混合液为理想溶

液。

解:20°C kg/m3879=苯ρ 867kg/m3=甲苯ρ 等体积时

312879867873/2m m kg m v ρ++=

== 879867

84.4/879867

7892

m M kg mol n +===+ 5、 用普通U 形管压差计测量原油通过孔板时的压降,指示液为汞,原油密度为8603

/kg m ,

压差计上测得的读数为18、7cm 。计算原油通过孔板时的压强降,kP a 解(P ρ

∆=汞

-ρ

油)

gR =(13600-860) 9.810.18723.37kPa ⨯⨯=

6、 一敞口烧杯底部有一层深度为51mm 的常温水,水面上方有深度为120mm 的油层,大

气压强为745mmHg 柱,温度为30°C,已知油的密度为8203

/kg m 。试求烧杯底部所受的绝对压强,kPa 解:

h h P P P P g g gR 2

1ρ

ρ

ρ

水

油

油

油+

+

=++=

136009.810.7458209.810.12995.79.810.051100.81kPa =⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=

7、如图所示,用连续液体分离器分离互相不溶的混合液。混合液由中心管进入,依靠两液 的密度差在器内分层,密度为8603

/kg m 的有机液体通过上液面溢流口流出,密度

10503

/kg m 的水溶液通过U 形管排出。若要求维持两液层分界面离溢流口的距离为2m,问液封高度0z 为多少m? 解:0P P

+油10gR P ρ

=+水

2gR 28609.812

1.63810509.81

R m ⨯⨯∴=

=⨯

8、 用来测量气体导管中某截面上的压强,压差计的一侧与导管测点相连,另一

侧敞口。已知大气压强为750mmHg ,指示液为水与轻油,它们的密度分别为10003

/kg m

与8603

/kg m ,压差计读数为150mm 。试求被测气体导管截面上的绝对压强？ 解:10(P P ρ

-=水-ρ

油

gR )

1P ρ

⇒=汞

0.75(1000860)0.15100.268g g kPa ⨯+-⨯⨯=

9、一异径串联管路,小管内径为φ50mm,大管内径为φ100mm 。水由小管流向大管,其体积流量为15m 3/h ,试分别计算水在大管与小管中的(1)质量流量;(2)平均流速;(3)质量流速。

解:解: (1) 大管:

h kg V W s s /150********=⨯=⋅=ρ s m d V u s /531.01.0785.03600

/15785.02

21=⨯==

s m kg u G ⋅=⨯==2

11/8.5301000531.0ρ (2) 小管:

质量流量不变 h kg W s /150002=

s m d V u s /123.205.0785.03600

/15785.02

2

22=⨯==

或: s m d d u u /123.2)50

100(531.0)(

2

22112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=2

22/21231000123.2ρ

10、水以173

/m h 的流量经一水平扩大管段,小官内径140,d mm =大管内径280,d mm =。

如图所示的倒U 形管压差计上的读数R 为170mm 。求水流经1、2截面间扩大管段的阻力损失为多少/J kg 。

解:222211

221212122222f f p u p u u p p u gz gz h h ρρρ

-++=+++⇒=-+∑∑