化工原理课后习题答案
化工原理课后习题答案题目：
一、硝酸铵可以通过下面几种不同的反应获得：
（1）由氨和硝酸钾的水解反应：
NH3 + KNO3 → NH4NO3
（2）由氧化铵盐和硝酸盐的混合溶液水解反应：
2NH4NO3 → NH3 + H2O + 2NO2 + O2
（3）由铵盐和氯盐的反应：
2NH4Cl → NH4NO3 + HCl
（4）由氨气和氯气的反应：
2NH3 + 2Cl2 → NH4NO3 + 2HCl
二、氯化钠和钠硝酸可以通过下面几种不同的反应获得：
（1）由氯化钠氧化钠试剂溶液和硝酸钾混合溶液的反应：
NaClO + KNO3 → NaNO3 + KCl
（2）由氯气和钠氧化物混合溶液的反应：
Cl2 + 2NaOH → 2NaCl + H2O + O2
（3）由氯化钡和氯化钠的混合溶液水解反应：
BaCl2 + 2NaCl → BaCl2 + 2NaNO3
（4）由氨和氯化钠反应得到：
NH3 + NaCl → NH4Cl + NaNO3
答案：
一、硝酸铵（ammonium nitrate）可以通过下面几种不同的反应来获得。
（1）氨和硝酸钾水解反应（Ammonia and Potassium Nitrate Hydrolysis Reaction）：在适当的温度和压力下，氨气和硝酸钾的混合溶液会发生水解反应：
NH3 + KNO3 → NH4NO3.
（2）氧化铵盐和硝酸盐的水解反应（Oxidation of Ammonium Salts and Nitrate Salts Hydrolysis Reaction）：在适当的温度和压力下，混合溶液会发生水解反应：
2NH4NO3 → NH3 + H2O + 2NO2 + O2
（3）铵盐和氯盐的反应（Ammonium Salts and Chloride Reaction）：当氯化物溶液和铵盐溶液混合时，可以产生硝酸铵：
2NH4Cl → NH4NO3 + HCl
（4）氨气和氯气的反应（Ammonia and Chlorine Gas Reaction）：在高温和催化剂条件下，氨气和氯气可以发生反应，生成硝酸铵：
2NH3 + 2Cl2 → NH4NO3 + 2HCl
二、氯化钠（Sodium Chloride）和钠硝酸（Sodium Nitrate）可以通过下面几种不同的反应来获得：
（1）氯化钠氧化钠试剂溶液和硝酸钾混合溶液的反应（Sodium Chloride Oxidation Reagent and Potassium Nitrate Mixture Reaction）：在适当的条件下，氯化钠氧化钠试剂溶液和硝酸钾混合溶液的反应会形成氯化钠和钠硝酸：
NaClO + KNO3 → NaNO3 + KCl
（2）氯气和钠氧化物混合溶液反应（Chlorine Gas and Sodium Oxide Mixture Reaction）：当氯气和钠氧化物混合溶液反应时，可以产生氯化钠和钠硝酸：
Cl2 + 2NaOH → 2NaCl + H2O + O2
（3）氯化钡和氯化钠的水解反应（Barium Chloride and Sodium Chloride Hydrolysis Reaction）：在适当的温度和压力下，氯化钡和氯化钠的混合溶液水解反应可以产生产氯化钠和钠硝酸：
BaCl2 + 2NaCl → BaCl2 + 2NaNO3
（4）氨和氯化钠反应（Ammonia and Sodium Chloride Reaction）：在适当的温度和压力下，氨和氯化钠反应可以产生氯化钠和钠硝酸：
NH3 + NaCl → NH4Cl + NaNO3
化工原理课后答案解析
3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？ 解： KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度 为900kg/m 3 ,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫 酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3 /h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ h kg ρq m V s /1647918319=?=?= s m d q u V /69.0068.0785.03600 /9785.02 21=?== s m kg u G ?=?==2 11/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= s m d q u V /27.105.0785.03600 /9785.02 2 22=?== 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== s m kg u G ?=?=?=2 22/4.2325183127.1ρ 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努 力方程: f W u p g Z u p g Z ∑+++=++ 2 222211 12 121ρρ
化工原理课后题答案部分
化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平 衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3
化工原理课后习题答案
第七章 吸收 1,解：（1）008.0=* y 1047.018 100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.010 9.3011074.73 4 ??==P E m (3)0195.010 9.301109.53 3=??=* y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断 3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=，,293k T = 故()( ) s m D G 2 52 17571071.11 .205.2112915.361293102 1212 1 --?=+?+?= HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M 粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气 ()24.986.1002.962 1 m kN P BM =+=代入式 x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm. 5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数ο 下C ο80，s cm s cm T T D D 2 5275 .175 .112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=??? ? ??= C ο80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P 时间s NA M t 21693 .041025.718224=???==-π 6,解：画图 7,解：塔低：6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-?=y 02=x 2.5N 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH g =? 2.5N 的NaOH 液的比重＝1.1液体的平均分子量： 通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m λ-=-21 如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过 程。 ∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y 对数平均推动力()()66 105.12231 3151031315--?=?-= -In L y y m λ 由上式得：()2351093.8m kN s m kmol a K G -?=
化工原理书课后习题答案
绪论习题 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=43.2kg 2）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/s F=6.2Kg/s 2 =0.30 X0=0.105 W1: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/s W1+W2=F-E=6.2-2.17=4.03 kg W1=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-W1=6.2-1.87=4.33 kg/s
Fx 0=Gx 2 即6.2×0.105=4.33x 1,∴x 1=0.15 3)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? F D 0413 .0545.094.045.045.094.045.0545 .0, 445.0=∴?+?=+?=?==∴ W W W X X WX D F F W F 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。 1kcal/(m.h.0C)=?J/(m.s.0C)写出导热系数的因次式。 ∵1kcal=4.187×103J,1h=3600s ∴ 1 3 20 3 ../.163 .1..3600 10187.4..1--== =?= T ML T L L L M T L M C m W C s m J C h m kcal τ τττ）（导热系数因次式 —时间。——温度，——长度，——质量，—令各基本因次为：
化工原理课后习题答案
1,解：（1） y = 0.008 x = + y = 7.17 ⨯ 104 kmol 3 (3) y = = 9.875⨯10-5 kmol 3 2，解： y = 0.09 x = 0.05 y = 0.97x = 1.71⨯10-5 m 故 D G = s 1⨯ 21.5 2 + 20.12 粘度 (293K )μ = 1.005CP , 分子体积 V A = 3.7 + 24.6 = 28.3cm mol D L = 7.4 ⨯10-8 (2.6 ⨯13)2 ⨯ 293 ( ) = 1.99 ⨯10-5 cm 2 s 或1.99 ⨯10-9 m 2 s (96.2 +100.6)= 98.4 kN m 2 代入式 P BM = ( ) 10 = - 0.24 ⨯10-4 8.314 ⨯ 295x (101.3 )(0.66 - 5.07) 5，解：查 25 C 水汽在空气中扩散系数为D = 0.256 cm s ⎛ T ⎫ 80 C 下 ， D 2 = D 1 2 ⎪⎪ ⎛ 353 ⎫ 第七章 吸收 * 10 10 17 1000 17 18 = 0.1047 m = * x = 0.008 0.01047 = 0.764 E = mp = 0.764 ⨯1.013⨯105 = 7.74 ⨯104 Pa H = C E = 55.5 7.74 ⨯10 4 m ⋅ Pa （2） P = 301.9KPa H,E 不变，则 m = E P = 7.74 ⨯104 301.9 ⨯103 0.2563 * 5.9 ⨯103 301.9 ⨯103 = 0.0195 x = 0.01047 m = y * x = 0.0195 0.01047 = 1.862 E = mp = 1.862 ⨯ 301.9 ⨯103 = 5.62 ⨯105 Pa H = C E = 55.5 5.62 ⨯10 5 m ⋅ Pa * y * = 0.97 ⨯ 0.05 = 0.0485 < y = 0.09 ∴吸收 同理也可用液相浓度进行判断 3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现 P = 1atm ， T = 293k , M A = 36.5, M B = 29, ∑V A = 1.98 +19.5 = 21.5 2 1 1 HCl 在水中的扩散系数 D L .水的缔和参数α = 2.6, 分子量 M s = 18, 3 1 4，解:吸收速率方程 N A = -(D RTx )(P P BM )(P A 2 - P A 1 ) 1 和 2 表示气膜的水侧和气侧，A 和 B 表示氨和空气 P A 1 = 0.05⨯101.3 = 5.07 kN m 3 P A 2 = 0.66 kN m 2 P B 1 = 101.3 - 5.065 = 96.2 kN m 2 P B 2 = 101.3 - 0.66 = 100.6 kN m 2 1 2 -3 x=0.000044m 得气膜厚度为 0.44mm. o 2 o 1.75 ⎝ T 1 ⎭ 1.75 = 0.256 ⨯ ⎪ ⎝ 298 ⎭ = 0.344 cm 2 = 3.44 ⨯10-5 cm 2 s
化工原理实验课课后习题答案
《化工原理实验课后习题答案》 一、流体流动阻力的测定 1.如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。 2.U行压差计的零位应如何校正？答：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进行零点校验 3.进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气缚现象，无法输送液体。 4．待测截止阀接近出水管口，即使在最大流量下，其引压管内的气体也不能完全排出。试分析原因，应该采取何种措施？答：待截止阀接近进水口，截止阀对水有一个阻力，若流量越大，突然缩小直至流回截止阀，阻力就会最大，致使引压管内气体很难排出。改进措施是让截止阀与引压阀管之间的距离稍微大些。 5．测压孔的大小和位置，测压导管的粗细和长短对实验有无影响？为什么？答：由公式??2?p可知，在一定u下，突然扩大ξ，Δp增大，则压差计读数变大；2u?反之，突然缩小ξ，例如：使ξ＝0.5，Δp减小，则压差计读数变小。 6．试解释突然扩大、突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同现象？答：hf与很多值有关，Re是其中之一，而λ是为了研究hf而引入的一个常数，所以它也和很多量有关，不能单单取决于Re，而在Re在一定范围内的时候，其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置，可以认为λ与Re关系统一。 7.不同管径、不同水温下测定的?～Re曲线数据能否关联到同一曲线？答：hf与很多值有关，Re是其中之一，而λ是为了研究hf而引入的一个常数，所以它也和很多量有关，不能单单取决于Re，而在Re在一定范围内的时候，其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置，可以认为λ与Re关系统一。正如Re在3×103～105范围内，λ与Re的关系遵循Blasius 关系式，即λ=0.3163/Re0.25 8．在?～Re曲线中，本实验装置所测Re在一定范围内变化，如何增大或减小Re的变化范围？答：Re?du?，d为直管内径，m；u为流体平均速度，m/s；?为流体的平均密度,kg/m3；s。 ?为流体的平均黏度，Pa· 8．本实验以水作为介质，作出?～Re曲线，对其他流体是否适用？为什么？答：可以使用，因为在湍流区内λ=f（Re，?）。说明在影响λ的因素中并不包含流体d本身的特性，即说明用什么流体与?-Re无关，所以只要是牛顿型流体，在相同管路中以同样的速度流动，就满足同一个?-Re关系。 9．影响?值测量准确度的因素有哪些答：??2d?p?，d为直管内径，m；?为流体的平均密度,kg/m3；u为流体平均速2??u?度，m/s；?p为两测压点之间的压强差，Pa。△p=p1-p2，p1为上游测压截面的压强，Pa；p2为下游测压截面的压强，Pa 二、离心泵特性曲线的测定 1.为什么启动离心泵前要先灌泵？如果灌水排气后泵仍启动不起来，你认为可能是什么原因？ 答：离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气密度很小，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
化工原理课后习题答案(全)
绪论 1解：换算因数： 1.010********/==⋅ = ⋅ = ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅s m kg s m s cm g s N m s cm g s pa s cm g ∴1g ⋅cm -1⋅s -1=0.1pa ⋅s 2.解： 51001325.1Pa atm ⨯= 1m N Pa 2=⋅- 1m N J =⋅ 3310m L -= ∴2 3 21001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅- ∴2 1001325.1J atm L ⨯=⋅ 以J ·mol -1·K -1表示R 的值 R =0.08206×1.01325×102 J ﹒mol -1﹒K -1 =8.315 J ﹒mol -1﹒K -1 第一章 流体流动 1. 表压=－真空度=－4.8×104Pa 绝压=5.3×104 Pa 2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3 mm m kg mm m kg h 4921000600820h 3 3 23=⋅⨯⋅== --水 油ρρ h=h 1+h 3=892mm 5解:以图中截面a-a ′为等压面，则P 啊=Pa ′ ρ油g(h 1+h 0)=ρ油g(h 2-R+h 0) + ρ水银gR （h 0为水银压差计高液面与容器底 部的高度差） ∴ h 2=h 1 + R - ρ水银R/ρ油 = 4 +0.2-13600*0.2/860 = 1.04m 6解：h=P(表压)/ ρ水g = 81 .9*10001000 *10 = 1.02 m
7.解：由公式A Vs u = 可得 Vs=uA=u πd 2/4=0.8×π×(57-3.5×2)2×10-6/4=1.57×10-3m 3/s Ws=Vs ρ=1.57×10-3×1840=2.89kg/s s m kg u A Ws G ⋅=⨯=== 2/147218408.0ρ 9解：以地面以下的水管所在的平面为基准水平面，则： f h P u gz u P gz ∑+++=++ρ ρ22 222 11 122 Z 1=9m, u 1=0, P 1=P 2=P 0 ,Z 2=4m,u 2=u ∴9.81*9=9.81*4+22 2u +40*2 2 2u ∴u=1.55m/s,Vs=uA=1.55*3.1415926*0.0252=10.95m3/h 若Vs'=Vs*(1+25%)=1.25Vs,则u'=1.25u=1.9375m/s ∴Z 1-Z 2=7.86m,即将水箱再升高7.86-5=2.86m 10解:Vs=8m3/h 时，该系统管路中水的流速为 u 1=4Vs/3600πd 2 =4*8/3600*3.1415926*0.0532=1.008m/s 以压力表处为截面1-1'，水箱液面为截面2-2'，并以截面1-1'为基准水平面， 则：f h P u gz u P gz ∑+++=++ρ ρ22 22211 122 Z2-Z1=24m P2=0 u2=0 ∴P1=(234.93+∑h f )*1000 而3424 .5001 .01000 *008.1*053.0Re == = μ ρ du ε/d=0.2/53=0.00377 查表得λ=0.0282 ∴ ∑h f = （h f + ξ）﹒u 12/2 =（0.0282*100/0.053 + 1）* 1.0082/2 =27.54J/Kg ∴P 1=(234.93+27.54)*1000=0.262MPa 即压力表的读数为0.262MPa 时才能满足进水量为8m3/h 的需要。 11.解：η Ne N = Ne=We ﹒Ws 取釜内液面为1—1′截面，高位槽内液面为2—2′截面
化工原理课后习题答案上下册(钟理版)
下册第一章蒸馏 试按总压P =75ｍｍＨｇ(绝压）计算该物系的“x-”数据,此物系为理想体系。 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x Ａ+0 B p x B ＝P 所以 x A = 000B A B p p p p --;y A =p p A 00B A B p p p p --。 因此所求得的t －x-ｙ数据如下: ｔ, ℃ x ｙ 11３.７ 1 １ 114．６ 0.8３7 0．871 1１5.４ 0.6９2 0．748 11７.0 ０.4４０ 0.５09 1１7.８ 0.321 ０．385 1１8.６ 0.201 0.２49 1１9．4 0.0９5 0.1２2 1２0．0 0 0. ２. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至ｘ=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α,算出α对i α的最大相对误差。 (２）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解: （1）对理想物系，有 α=00B A p p 。所以可得出
t ， ℃ １１3．7 １1４.6 1１5.4 11６.３ １１7.0 １17.8 １１8.6 11９.４ 12０.0 i α 1.２99 1.310 １．３17 1.3１6 1．３22 1．３２3 １.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α =1.318。α对i α的最大相对误差= %6.0%100)(max =⨯-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据: t, ℃ 1１３．７ １14.６ １１5．4 116.3 １1７．0 1１７.８ １18．6 11９.4 120.0 x １ 0.８37 0．692 ０．５５8 ０．440 ０．321 0.201 0.095 0 y 1 0.８7１ 0.７４8 0.62５ 0.509 ０.384 0.249 ０．122 ０ 各组y i 值的最大相对误差= =∇i y y max )(０.3％。 3．已知乙苯(A )与苯乙烯（B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0-- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 -- =T p B 式中 0 p 的单位是ｍmHg ，T 的单位是Ｋ。 问:总压为60mm Ｈg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时，该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率? 解： 由题意知 ＴＡ==-- 0195.1660ln 47 .327995.5933４．９5K=6１.８℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.633４2.84K=69.6９℃ ６5℃时,算得0 A p ＝6８．８１ｍｍＨｇ;0 B p ＝48.93 mmHg 。由0 A p x A +0 B p (1－x A ）＝6０得 x Ａ＝０.56, ｘB =０．44; ｙＡ＝0 A p x Ａ/60=0.６4; y B =1-0.６4=０.36。 4 无 5 若苯—甲苯混合液中含苯0.4（摩尔分率）,试根据本题中的ｔ—x —y 关系求： （1） 溶液的泡点温度及其平衡蒸气的瞬间组成; （2） 溶液加热到100℃,这时溶液处于什么状态？各相的量和组成为若干？ （3） 该溶液加热到什么温度时才能全部气化为饱和蒸气?这时蒸气的瞬间组成如 何？ ｔo C ８0.1 85 90 9５ 10０
化工原理课后习题答案
第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,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 98.7×103 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤σ螺 解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示 液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。试求当 压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气 管出口距离ｈ。 分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解
解：设插入油层气管的管口距油面高Δh 在1－1´与2－2´截面之间 P1 = P2 + ρ水银gR ∵P1 = P4，P2 = P3 且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h） 联立这几个方程得到 ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即 ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据 1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³) ｈ= 0.418ｍ 6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920㎏／ｍ3,998㎏／ｍ3,Ｕ管中油﹑水交接面高度差R = 300 ｍ ｍ，两扩大室的内径D 均为60 ｍｍ，Ｕ管内径ｄ为6 ｍｍ。 当管路内气体压强等于大气压时，两扩大室液面平齐。 分析：此题的关键是找准等压面，根据扩大室一端与大气相 通，另一端与管路相通，可以列出两个方程，联立求解 解：由静力学基本原则，选取1－1‘为等压面， 对于Ｕ管左边ｐ表 + ρ油g(h1+R) = Ｐ1 对于Ｕ管右边Ｐ2 = ρ水gR + ρ油gh2 ｐ表 =ρ水gR + ρ油gh2 -ρ油g(h1+R) =ρ水gR - ρ油gR +ρ油g（h2-h1） 当ｐ表= 0时，扩大室液面平齐即π（D/2）2（h2-h1）= π（d/2）2R h2-h1 = 3 mm ｐ表= 2.57×102Pa 8 .高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm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∑ｈf = 6.5 u2计算，其中u 为水在管道的流速。试计算： ⑴ A—A'截面处水的流速；
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化工原理课后习题答案 （夏清、陈常贵主编•化工原理•天津大 学出版社,2005.） 第一章流体流动
习题4附图 置。已知两吹气管出口的距离 2. 在本题附图所示的储油罐中盛有密度为960 kg/m'的油品，油面高于罐底6. 9 m,油面 上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔，其中心距罐底800 mm,孔盖用 14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39. 23X 106 Pa , 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P MI W 。媒 解：Pta = PghXA = 960X9. 81 X (9. 6-0. 8) X3. 14X0. 762 150. 307 X103 N o e = 39 . 03X 103 X 3. 14 X 0. 0 1 42Xn P jiij W o 躱得 n 三 6. 23 至少需要7个螺钉 3. 某流化床反应器上装有两个U 型管 压差 计，如 本题附 一压蛹空％ 4.本题附图 为远距离测量 控制装置，用 以测定分相槽 内煤油和水的 两相界面位 lm, U 管压差计的指示液 为水银，煤油的密度为820Kg / m !。试求当压差计读数R=68mm 时，相界面与油层的吹气管出 口距离h 。 分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1 — 1'和4—4'为等压面, 2 — 2'和 3 —3'为等压面，且1 — 1'和2 — 2'的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解 解：设插入油层气管的管口距油面高Ah 在1 — 1'与2—2'截面之间 r
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化工原理课后习题解答 第一章流体流动 1. 某设备上真空表的读数为×103 Pa,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×104 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 3 3 3 设备内的绝对压强 P绝= ×103 Pa ×103 Pa=×10 3 Pa 设备内的表压强 P 表= - 真空度 = - ×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为960 ㎏/? 的油品，油面高于罐底 m ，油面上 方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用 14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为× 10 6 Pa ， 问至少需要几个螺钉分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P 油≤ σ 螺 解：P螺= ρgh×A = 960×× ×× 3 ×103 N 3 σ螺= ×10 3××× n P油≤ σ螺得 n ≥ 取 n min= 7 至少需要 7个螺钉 3 ．某流化床反应器上装有两个 U 型管压差计，如本题附图所示。测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度 R3 = 50 mm 。试求 A﹑ B两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a–a′为等压面，对于左边的压差计，b–b 为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示 a –a 处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2 由于 空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不 3 = ×103 Pa
化工原理课后习题答案上下册(钟理版)
第一章 流体流动习题解答 1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg ，乙城市的大气压为750mmHg 。某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg 和Pa 表示。 [590mmHg, 7.86×104Pa] 解：P （甲绝对）=760-600=160mmHg 750-160=590mmHg=7.86×104Pa 1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P 0，测压点位于水面以下0.2m 处，测压点与U 形管内水银界面的垂直距离为0.3m ，水银压强计的读数R ＝300mm ，试求 （1）容器内压强P 0为多少？ （2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R 为多少？ 习题1－2 附图 [(1) 3.51×104N ⋅m － 2 (表压)； (2)0.554m] 解： 1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρH P B ＝ρ， gR 因等高面就是等压面，故P A ＝ P B P 0＝ρ， gR －ρgH ＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡ (表压) 2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ， ＝R ＋△R ，容器内水面与水银分界面的垂直距离 相应增为H ， ＝H ＋ 2 R ∆。同理， ''''''02 R p gR gH gR g R gH g ρρρρρρ∆=-=+∆-- 000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ⨯∆⨯⨯，，，4 ，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－ 22 0.30.2540.554m R R R ∆，＝＋＝＋＝
化工原理课后习题答案
第一章 流体流动与输送 二、将以下压力单位换算为KPa ，且各用表压和绝对压表示。 （1）cm 解：∵1kgf= ∴2/4.0cm kgf = kPa 24.391010 81 .94.034 =⨯⨯-- kPa P 24.39=∴ kPa P P P kPa P O mmH kPa P P P kPa P mmHg kPa P P P kPa P mmHg kPa P P P kPa P O mmH kPa P P P 4.989.23.1019.23.10133 .1010300) (30053.210.803.1010.803.101760 600 60046.1343.1013.333.333.101760 250 ) (250381.1003.10149.049.033 .103.101105050206.623.10124.393232=-=-==⨯⨯==-=-=∴=⨯= =+=+==⨯= -=-=-=∴=⨯⨯=-=-=-=--真大真真大真大表表大表大表真空度）（（真空度） ）（表压）（解：）（ 4、本地大气压为750mmHg 时，问位于水面下20m 深处的绝对压是多少Pa 和atm? 解：由题意可得： Pa mmHg 5100.1750⨯= Pa g h P P 53501096.28.9100.120100.1⨯=⨯⨯⨯+⨯=+=ρ atm P Pa atm 92.210013.1/1096.210013.115 5 5=⨯⨯=∴⨯= 又
六、管子的内经是100mm ，当277K 的流速是2m/s 时，求体积流量V 时和质量流量时G 。 解：由题意可得： h Kg V G h m d u s u V m mm d h m s m u /1065.5100.15.56/5.5601.04 14 .3720041.0100/7200/24332⨯=⨯⨯=⋅==⨯⨯ =⋅ =⋅=∴====时时时ρπ 八、相对密度为的椰子油沿内径是156mm 的钢管输送，若是质量流量是50t/h ，求体积流量和流速。 解：由题意可得： s m s V u s m G V m Kg d s Kg h t T /79.0)156.0(4 / 015.0//015.0910/89.13/) /(910100.191.0/89.133600/1050/5023333======∴=⨯⨯=⋅==⨯=π ρρρ水 10、相对密度为的料液从高位槽自动流入精馏塔中，塔内表压为4×10 Pa,为了维持管内流速为2m/s 。试求高位槽内液面距塔入口的垂直距离。（已知损失能量为㎏，本地大气压是10×10Pa ） 解：由题意可得： 取高位槽液面为截面1-1，精馏塔液面为截面2-2，取截面2-2为基准面，在两截面之间列出能量衡算方程 m z z kg J h m kg P P P Pa P P u s m u z z h P u gz P u gz 23.75.2410 9.0104.122081.9109.0102081.9/5.24/109.0104.110104100.10/20?2213 5 23521335 54251122122 221211=+⨯⨯++⨯=⨯++=⨯=⨯=+⨯=+=⨯==≈===+++=++解之得：将上述数据代入，得 ，，，，，，已知损大表大损 ρρ ρ