化工原理陈敏恒第三版上册答案 【篇一：化工原理答案第三版思考题陈敏恒】 lass=txt>传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理 论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和 气膜中，增加气液两相主体的湍流程度，传质速率将增大。 8、操作中精馏塔，保持f,q,xf,d不变，（1）若采用回流比r小于最小回流比rmin，则xd减小，xw增大（2）若r增大，则xd增大, xw减小 ,l/v增大。 9、连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态 f,xf,q不变，则l/v变小，xd变小，xw变小。 10、精馏塔设计时采用的参数f,q,xf,d,xd,r均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则塔内 实际下降液体量增大，塔内实际上升蒸汽量增大，精馏段液汽比增 大，所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务：原料为f,xf，要求塔顶为xd，塔底为xw，设计时若已定的塔釜上升蒸汽量v’不变，加料热状况由原来的 饱和蒸汽改为饱和液体加料，则所需理论板数nt 增加，精馏段上升蒸汽量v 减少，精馏段下降液体量l 减少，提馏段下降液体量l’ 不变。（增加、不变、减少） 不变，增大xf,，则：d 12、操作中的精馏塔，保持f,q，xd,xw,v’， 变大,r变小,l/v变小（变大、变小、不变、不确定） 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离? 萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同，用一种溶剂(溶解度大的）不同，用一种溶剂(溶解度大的）把溶质从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，从另一种溶剂（溶解度小的） 中提取出来，再用分液将它们分离开来。分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的 某一组分变成蒸气再给液体混合物加热，冷凝成液体，从而达到分 离提纯的目的。冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般
第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ） A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于 ２、溶解度很大的气体，属于气膜控制 ３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大 吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；m与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收 减压和升温溶解度低，有利于解吸
《化工原理》第四版习题答案解析
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 1000 100018 = 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 o A p .lg ..1574997197362523886 =- +o A p .169=o A p kPa (2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169) 0167101325 = =A y 质量分数 ...(.)016732 01810167321016729 ω?= =?+-?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/.10005 200=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 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1．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。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。 问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。 问题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? 答3．分子间的引力和分子的热运动。 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。 问题4. 静压强有什么特性? 答4．静压强的特性：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作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。 问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图题6附图 答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa； 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。 因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由) 答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。R1不变，因为该U形管两边同时降低，势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g，所以H增加，压差增加，拔风量大。 问题8.什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。 问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些?
6.1 复习笔记 一、概述 1．传热目的 （1）加热或冷却，使物料达到指定的温度； （2）换热，以回收利用热量或冷量； （3）保温，以减少热量或冷量的损失。 生产上最常遇到的是冷、热两种流体之间的热量交换。若加热和冷却同属一个生产过程，则可采用图6-1所示的换热流程以同时达到加热和冷却的目的。 图6-1 典型的换热流程 1-换热器；2-反应器 2．工业上的传热过程 （1）直接接触式传热 对某些传热过程，可使冷、热流体直接接触进行传热。这种接触方式，传热面积大，设备亦简单。由于冷、热流体直接接触，这种传热方式必伴有传质过程同时发生。因此，直接接触式传热在原理上与单纯传热过程有所不同。 （2）间壁式传热
工业上应用最多的是间壁式传热过程。间壁式换热器类型很多，其中最简单而又最典型的结构是套管式换热器。在套管式换热器中，冷、热流体分别通过环隙和内管，热量自热流体传给冷流体。这种热量传递过程包括三个步骤： ①热流体给热于管壁内侧； ②热量自管壁内侧传导至管壁外侧； ③管壁外侧给热于冷流体。 在冷、热流体之间进行的热量传递总过程通常称为传热（或换热）过程，而将流体与壁面之间的热量传递过程称为热过程，以示区别。 （3）蓄热式传热 这种传热方式是首先使热流体流过蓄热器中固体壁面，用热流体将固体填充物加热；然后停止热流体，使冷流体流过固体表面，用固体填充物所积蓄之热量加热冷流体。如此周而复始，冷、热流体交替流过壁面，达到冷热流体之间传热的目的。 蓄热式换热器又称蓄热器，是由热容量较大的蓄热室构成，室内可填充耐火砖等各种填料。 3．传热过程 （1）传热速率 ①热流量Q：即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面传递给冷流体的热量，单位为W； ②热流密度（或热通量）q：单位时间、通过单位传热面积所传递的热量，单位为W/m2。即 与热流量Q不同，热流密度q与传热面积A大小无关，完全取决于冷、热流体之间的
陈敏恒《化工原理》考研真题详解 1流体在圆形直管中流动时，若流动已进入完全湍流区，则随着流速的增大，下列四种论述中正确的是（）。[华南理工大学2017年研] A．摩擦系数减少，阻力损失增大 B．摩擦系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，阻力损失与流速的平方成正比C．摩擦系数减少，阻力损失不变 D．摩擦系数与流速无关，阻力损失与流速的平方成正比 【答案】D查看答案 【解析】当流体进入完全湍流区时，摩擦系数和粗糙程度有关，而随着流速的增大，摩擦系数不变，由阻力损失公式可知，阻力损失只与流速的平方成正比。2层流与湍流的本质区别是（）。[中南大学2012年研] A．湍流流速＞层流流速 B．流道截面大地为湍流，截面小的为层流 C．层流的雷诺数＜湍流的雷诺数 D．层流无径向脉动，而湍流有径向脉动
【答案】D查看答案 【解析】流体做层流流动时，其质点做有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体做湍流流动时，其质点做不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的漩涡，即湍流向前运动的同时，还有径向脉动。 3一台正在工作的往复泵，关于其流量表述正确的是（）。[浙江大学2014年研] A．实际流量与出口阀的开度有关 B．实际流量与活塞的行程（移动距离）无关 C．实际流量与电机转速无关 D．实际流量与泵的扬程在一定范围内有关 【答案】C查看答案 【解析】往复泵的流量（排液能力）只与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关，而与泵的压头及管路情况无关，即无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出一定体积的液体，所以往复泵是一种典型的容积式泵。 编辑 搜图
请点击输入图片描述 4离心泵的调节阀关小时，（）。[华南理工大学2017年研] A．吸入管路的阻力损失不变 B．泵出口压力减少 C．泵入口处真空度减小 D．泵工作点的扬程减小 【答案】C查看答案 【解析】离心泵的调节阀一般位于出口管路，调节阀关小时管路流量减小，入口阻力减小，出口阻力损失增大，由伯努利方程可知流量减小，则泵入口真空度减小、泵出口的压力增大，由泵的特性曲线可知，泵的工作点的扬程增大。 5推导液体流过滤饼（固定床）的过滤基本方程式的基本假设是：液体在多孔介质中流型属（），依据的公式是（）公式。[南京理工大学2010年研] A．层流，欧根 B．湍流，欧根 C．层流，柯士尼 D．湍流，柯士尼 【答案】C查看答案
4.什么是传质?简要说明传质有哪些方式? 传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中，增加气液两相主体的湍流程度，传质速率将增大。 8、操作中精馏塔，保持F,q,xF,D不变，（1）若采用回流比R小于最小回流比Rmin，则x D减小，xW增大（2）若R增大，则xD增大, xW减小,L/V增大。 9、连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态F,xF,q不变，则L/V变小，xD变小，xW变小。10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量增大，塔内实际上升蒸汽量增大，精馏段液汽比增大，所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务：原料为F,xF，要求塔顶为xD，塔底为xW，设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变，加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料，则所需理论板数NT 增加，精馏段上升蒸汽量V 减少，精馏段下降液体量L 减少，提馏段下降液体量L’不变。（增加、不变、减少） 12、操作中的精馏塔，保持F,q，xD,xW,V’,不变，增大xF,，则：D变大,R变小,L/V变小（变大、变小、不变、不确定） 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离? 萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂 中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同，用一种溶剂(溶解度大的）不同，用一种溶剂(溶解度大的）把溶质从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，再用分液将它们分离开来。分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再给液体混合物加热，冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。也可用于除去水中或其他液体中的难挥发或物。2.蒸馏和蒸发有什么区别? 蒸馏：指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。 蒸发：是液体在任何温度下发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象。 即：前者分离液体混合物，后者则没这方面要求。 蒸馏与蒸发的原理相同，都是使液体加热挥发二者的目的不同，操作也有不同之处蒸馏是用于分离沸点差异显著的两种液体组成的混合物或提取溶液中的溶剂，蒸发是用于提取溶液中的溶质 第八章气体吸收 问题1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪? 答1．吸收的目的是分离气体混合物。 基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。
绪论 【0-1】1m3水中溶解0.05kmol CO2，试求溶液中CO2的摩尔分数，水的密度为100kg/m3。 解水 CO2的摩尔分数 【0-2】在压力为101325、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；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数、质量分数、浓度、质量浓度表示。 解(1)甲醇的饱和蒸气压 (2)空气中甲醇的组成 摩尔分数 质量分数 浓度 质量浓度 【0-3】1000kg的电解液中含质量分数10%、的质量分数10%、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50%、2%、 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，溶液中的量保持一定。 解电解液1000kg浓缩液中 1000×0.l=100kg=0.5（质量分数） 1000×0.l=100kg=0.02（质量分数） 1000×0.8=800kg=0.48（质量分数） 在全过程中，溶液中量保持一定，为100kg 浓缩液量为 200kg浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中的含量为200×0.02=4kg，故分离的量为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Pa。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 容器B的绝对压力 【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 出口绝对压力 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，正辛烷的摩尔质量为。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 正辛烷的质量分数 从附录四查得20℃下正庚烷的密度，正辛烷的密度为 混合液的密度 【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20℃时，苯的密度为，甲苯的密度为。 混合液密度 【1-5】有一气柜，满装时可装混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为
化工原理课程期中复习 概念部分 绪论 1.合成氨223+32N H NH ←??????→高温、高压、催化剂 (1) 原料气制备：将煤、天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气； (2) 净化：对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质； (3) 氨合成：将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。 ※ 2.对物料进行大规模的物理或化学加工的过程称为化学工业生产过程， 简称化工过程。 3.尽管用不同原料生产不同的产品的化工过程相差很大，但它们都是由若干个简单过程（单元操作）按一定 的顺序和方式组合而成的。 单元操作：指在各种化工过程中，遵守同一基本原理，所用设备相似，作用相同，仅发生物理变化过程的那些操作，称为单元操作。包括两个方面：过程与设备。 化工原理的目的：满足工艺要求。 4.单元操作特点： (1) 都是物理加工过程。 (2) 都是化工生产过程中的共有操作。 (3) 用于不同化工生产过程的同一单元操作，其原理相同，设备通用。 5.单元操作主要分类 动能传递：流体输送、沉降、过滤、离心分离、搅拌、固体流化态等 热量传递：加热、冷却、蒸发 质量传递蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离 6.重要基本概念
(1)物料衡算——质量守恒定律 稳定过程中：进入的物料量=排出的物料量 (2)能量衡水——能量守恒定律 稳定过程中；进入的能力=排出的能量 (3)平衡关系——说明过程进行的方向和所能达到的极限在一定的T、P下，相平衡的两浓度有着确定的关系 反应能否进行以及方向和极限 (4)过程速率——快慢程度，关系到生产过程设备的大小过程速率=过程推动力/过程阻力 推动力：压差、温差、浓差 (5)经济核算
4.什么是传质简要说明传质有哪些方式 传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中，增加气液两相主体的湍流程度，传质速率将增大。 8、操作中精馏塔，保持F,q,xF,D不变，（1）若采用回流比R小于最小回流比Rmin，则x D减小，xW增大（2）若R增大，则xD增大, xW减小 ,L/V增大。 9、连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态F,xF,q不变，则L/V变小，xD变小，xW变小。 10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量增大，塔内实际上升蒸汽量增大，精馏段液汽比增大，所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务：原料为F,xF，要求塔顶为xD，塔底为xW，设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变，加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料，则所需理论板数N T 增加，精馏段上升蒸汽量V 减少，精馏段下降液体量L 减少，提馏段下降液体量L’不变。（增加、不变、减少） 12、操作中的精馏塔，保持F,q，xD,xW,V’,不变，增大xF,，则：D变大,R变小,L/V变小（变大、变小、不变、不确定） 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离 萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同，用一种溶剂(溶解度大的）不同，用一种溶剂(溶解度大的）把溶质从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，再用分液将它们分离开来。分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再给液体混合物加热，冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。也可用于除去水中或其他液体中的难挥发或物。2.蒸馏和蒸发有什么区别 蒸馏：指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。 蒸发：是液体在任何温度下发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象。 即：前者分离液体混合物，后者则没这方面要求。 蒸馏与蒸发的原理相同，都是使液体加热挥发二者的目的不同，操作也有不同之处蒸馏是用于分离沸点差异显著的两种液体组成的混合物或提取溶液中的溶剂，蒸发是用于提取溶液中的溶质 第八章气体吸收 问题1. 吸收的目的和基本依据是什么吸收的主要操作费用花费在哪 答1．吸收的目的是分离气体混合物。 基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。
第一章习题 静压强及其应用 1. 用图示的U形压差计测量管道A点的压强，U形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞，读数R=120mm，当地大气压p a=760mmHg，试求： (1) A点的绝对压强，Pa； (2) A点的表压，mH2O。 2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？
3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m3。液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求： (1) 人孔盖共受多少液柱静压力，以kg(f)表示； (2) 槽底面所受的压强是多少Pa？ 4. 附图为一油水分离器。油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。油由上部溢出，水由底部经一倒U形管连续排出。该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s=500mm，油的密度为780kg/m3，水的密度为1000kg/m3。今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少？ 因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。 5. 用一复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。指示液为汞，其间充满水。今测得h1 =1.20m，h2 =0.3m，h3 =1.30m，h4 =0.25m，试以N/m2为单位表示A、B两点的压差Δp。
第八章气体吸收 问题1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪? 答1．吸收的目的是分离气体混合物。 基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。 问题2. 选择吸收溶剂的主要依据是什么? 什么是溶剂的选择性? 答2．溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。 溶剂对溶质溶解度大，对其他组份溶解度小。 问题3. E, m, H 三者各自与温度、总压有何关系? 答3．m=E/P=HC M/P，m、E、H均随温度上升而增大，E、H基本上与总压无关，m反比于总压。 问题4. 工业吸收过程气液接触的方式有哪两种? 答4．级式接触和微分接触。 问题5. 扩散流J A , 净物流N, 主体流动N M , 传递速率N A 相互之间有什么联系和区别? 答5．N=N M+J A+J B, N A=J A+N M C A/C M。 J A、J B浓度梯度引起；N M微压力差引起；N A溶质传递，考察所需。 问题6. 漂流因子有什么含义? 等分子反向扩散时有无漂流因子? 为什么？ 答6．P/P Bm 表示了主体流动对传质的贡献。 无漂流因子。因为没有主体流动。 问题7. 气体分子扩散系数与温度、压力有何关系? 液体分子扩散系数与温度、粘度有何关系? 答7．D气∝T1.81/P，D液∝T/μ。 问题8. 修伍德数、施密特数的物理含义是什么? 答8．Sh=kd/D表征对流传质速率与扩散传质速率之比。 Sc=μ/ρD表征动量扩散系数与分子扩散系数之比。 问题9. 传质理论中，有效膜理论与表面更新理论有何主要区别? 答9．表面更新理论考虑到微元传质的非定态性，从k∝D推进到k∝D0.5。 问题10. 传质过程中，什么时侯气相阻力控制? 什么时侯液相阻力控制? 答10．mky<
第八章气体吸收 1.解：查引忙水的P￡=4_24K：pa p=P-P3=lC1.3~4J4=97.0l5KPa 用十警=筮=歳riS 笫xg?込 解：査25兀，COa-HaO系统￡ = 1,661x1"樹加i设当地大气压为I atm SP 1.033at,且不计S剂分压n 巧=10+ 1.033= 11.033^2 =1.08^10^（绝） = 0.2+1.033= 1.23S3fi = 1.21xl0Wf^^ （绝） 对稀濬痕其比质量分率代九.金 1 0气址10今 .'.X] = 44x ---------- =47弘訂艇禺。 18 7 >Cyin7 & = 44K --------- = 1.73x10T辰Cq /炫禺0 18 爪解1邓忙时，总二4.06x1^朋玖二406x1（/脸勺 =1.38x10-^x32x10^ =4』27蛾￡ 4> 解;筋0—Cb系统，2邙C时，^1 = 0.537xW^A?Pa = 0.537xl0W（2
皆竺=竺沁竺曲"2仆计P 101.3 (q - jf) = 1.09x10'^ (y-儿)二0,00576 4UC, ^2 = 0 80x10^= 0.8x10^ % _空-更迪込"如计P lOlJ 兀-A =0.47x10"^ y-” = 0.00368 5、解：= fn^x= 50x2x10 "^= 0,01 ^-y^)j = 0.025-0.01 = 0.015 (兀7)1 = (5-2)x10 Y= 3x10^ 丁 =坷乜=50 X— = 25 P Q 2 儿=??j2；c = 25x2x10 "=50x10**
综合型计算 4-13．拟用一板框压滤机在恒压下过滤某悬浮液，已知过滤常数K =7.5×10-5m 2/s 。现要求每一操作周期得到10m 3滤液，过滤时间为0.5h 。悬浮液含固量φ=0.015(m 3固体/m 3悬浮液)，滤饼空隙率ε=0.5，过滤介质阻力可忽略不计。试求：（1）需要多大的过滤面积？（2）现有一板框压滤机，框的尺寸为0.65m×0.65m×0.02m ，若要求仍为每过滤周期得到滤液量10m 3，分别按过滤时间和滤饼体积计算需要多少框？（3）安装所需板框数量后，过滤时间为0.5h 的实际获得滤液量为多少？ 解：（1）τK q =235/3.0180010.7m m 675=??=- 2m 7.20.367 10q V A 2=== （2）按过滤面积需要框 个330.65227.2a 2A n 22=?== 3饼m 0.3090.015 0.510.01510φε1V φV =--?=--= 按滤饼体积需要框 个饼 370.650.020.309ba V n 22=?== 取37个 (3) 安装37个框 A=37×2×0.652=31.3m 2 τK q =235/3.0180010.7m m 675=??=-不变 V=qA=0.367×31.1=11.4 m 3
传热综合型计算 6-31. 质量流量为7200kg/h 的某一常压气体在250根Ф25×2.5mm 的钢管内流动，由25℃加热到85℃，气体走管程，采用198kPa 的饱和蒸汽于壳程加热气体。若蒸汽冷凝给热系数1α= 1×104 W/(m 2.K)，管内壁的污垢热阻为0.0004W K m /2?，忽略管壁、管外热阻及热损失。已知气体在平均温度下的物性数据为：c p =1kJ/(kg ·K)，λ= 2.85×10-2W/(m.K)，μ=1.98×10-2mPa s ?。试求：(1)饱和水蒸汽的消耗量(kg/h)；(2)换热器的总传热系数K (以管束外表面为基准)和管长；(3)若有15根管子堵塞，又由于某种原因，蒸汽压力减至143kPa ，假定气体的物性和蒸汽的冷凝给热系数不变，求总传热系数K'和气体出口温度t 2'。 已知198kPa 时饱和蒸汽温度为120℃，汽化潜热2204kJ/kg ；143kPa 时饱和蒸汽温度为110℃。 解：（1）kW t t C q Q p m 120)2585(13600 7200)(1222=-??=-= h kg s kg Q q m /00.196/05445.02204 1201====γ (2) s).kg/(m 25.48(0.02)2500.7853600/7200A q G 22m =??== 450.0225.48Re 25737101.9810du dG ρμ μ-?====>? 7.0695.010 85.21098.1101Pr 253≈=????==--λμp C 气体被加热 b=0.4 4.08.02Pr Re 023.0d λα= 4.08.02Pr Re 023.0d λα==K m W ./95.957.02573702.01085.2023.024.08.02 =????- K m W K d d R K ?==++=++=2421221/38.7301363.020 2595.9510004.0101111）（）（αα m t ?==---=-----8512025120ln 2585ln )()(2 121t T t T t T t T 60.09℃ m m t l d Kn t KA Q ?=?=外π m t d Kn Q l m 39.109 .60025.014.325038.73101203 =?????=?=外π
食品工厂设计实训作业 浓缩苹果汁生产苹果醋工段 物料衡算 姓名：袁玥 班级：食品质量与安全2班 学号：1311441059 指导教师：杨俊杰 提交日期：2016年5月4日
已知：班产量1000kg,瓶装规格为275ml 的苹果醋的配方对其进行物 料衡算。 一、浓缩苹果汁生产苹果果醋原料及产品规格 表一 生产1吨苹果醋饮料消耗的原料和包装材料的定额 65-78%，吸光度：<0.300，浊度：<1.0），酵母，醋酸菌干粉，纯净水。 二、工艺技术指标及基础数据 表二 苹果醋生产技术指标和基础数据
色泽：浅黄色。 香气：具有苹果香气，较为浓郁。 滋味：具有一定的酸味，有苹果滋味。 形态：呈透明状液体，长时间放置会有一定的沉淀。 杂质：无肉眼可见的漂浮物。 2、理化指标 可溶性固形物：≧3.5%（20°折光仪测定） 总酸：1.5-4.5g/L 砷：≤0.2mg/kg 铅：≤0.3mg/kg 铜：≤5mg/kg 食品添加剂按照GB2760的规定执行。 3、微生物指标 菌落总数≤100cfu/ml 大肠杆菌≤6MPN/100ml 不能含有致病菌 4、检验方法 感官理化指标按照GB/T10972中的有关规定检验 微生物指标按照GB4789.2,GB4789.中的有关规定检验 重金属指标按照GB/T5009.11,GB/T5009.13中的有关规定检验 菌落总数，大肠杆菌群按照GB4789.2，GB4789.3中的有关规定检验三、工艺流程图
四.浓缩苹果汁生产苹果果醋物料衡算过程 (一)、根据配方求出班产量为1000kg时各物料的投放量 1、发酵液计算 浓缩苹果汁：100kg 纯净水：100×70%=(100＋纯净水)×10% 计算得纯净水600kg 待发酵果汁：100＋600=700kg 酒精培养液：700×2‰=1.4kg 酒精发酵液：700＋1.4=701.4kg 醋酸发酵液：701.4×15%=105.2kg 发酵液：701.4＋105.2=806.6kg 100kg 浓缩苹果汁生产苹果醋的衡算 调配液：806.6×(6/1000＋2/1000＋7/1000＋7/1000)÷0.1=177.5kg 2、生产1000kg苹果醋所需原料的衡算 浓缩果汁需要量： 100÷36.44×1000=119.55kg 纯净水需要量： 600÷836.44×1000=717.33kg 酵母培养液需要量： ( 119.55＋717.33)×2‰=1.67kg 醋酸菌培养液需要量： ( 119.55＋717.33＋1.67)×15%=125.78kg 醋酸发酵液： 119.55＋717.33＋1.67＋125.78=964.33kg 调配液： 964.33×(6/1000＋2/1000＋7/1000＋7/1000)÷0.1=212.15kg (二)、加工后的成品质量与正常损失 浓缩苹果汁需要量：119.55－119.55×2%=117.16kg 纯净水需要量： 717.33－717.33×3%=695.81kg
物料衡算练习： 例5 在间歇釜式反应器中用浓硫酸磺化甲苯生产对甲苯磺酸，其工艺流程如图所示，试对该过程进行物料衡算。已知每批投料量为：甲苯1000kg ，纯度99.9%(wt%，下同)；浓硫酸1100kg ，纯度98%；甲苯的转化率为98%，生成对甲苯磺酸的选择性为82%，生成邻甲苯磺酸的选择性为9.2%，生成间甲苯磺酸的选择性为8.8%；物料中的水约90%经连续脱水器排出。此外，为简化计算，假设原料中除纯品外都是水，且在磺化过程中无物料损失。 解：以间歇釜式反应器为衡算范围，绘出物料衡算示意图。 原料甲苯：1000kg 纯度99.9% → 甲 苯 →磺化液 浓硫酸：1100kg 纯度98% → 磺化釜 →排水器脱水 图中共有4股物料，物料衡算的目的就是确定各股物料的数量和组成，并据此编制物料 平衡表。 对于间歇操作过程，常以单位时间间隔(一个操作周期)内的投料量为基准进行物料衡算。 进料： 原料甲苯中的甲苯量为：1000?0.999=999kg 原料甲苯中的水量为：1000-999=1kg 浓硫酸中的硫酸量为：1100?0.98=1078kg 浓硫酸中的水量为：1100-1078=22kg 进料总量为：1000+1100=2100kg ，其中含甲苯 999kg ，硫酸1078kg ，水23kg 。 出料：反应消耗的甲苯量为：999?98%=979kg 未反应的甲苯量为：999-979=20kg 主反应： 副反应I 副反应II 110~140 C + H 2O + H 2SO 4 CH 3 SO 3H CH 3 CH 3 CH 3 SO 3H + H 2SO 4 + H 2O 110~140 0C CH 3 CH 3 3H + H 2SO 4 + H 2O 110~140 C ????????? ? ? 水硫酸甲苯间甲苯磺酸邻甲苯磺酸对甲苯磺酸
化工原理习题及解答（华南理工大学化工原理教研组编） 2004年6月
流体力学与传热 第一章 流体流动 1.1 解：混合气体的平均分子量Mn 为 Mn=M 2co y 2co + M 2o y 2o + M 2N y 2N + M O H 2y O H 2 =44×0.085+32×0.075+28×0.76+18×0.08 =28.86kg/kmol 该混合气体在500℃，1atm 时的密度为 ρ= po T p To Mm **4.22**=4.2286.28×273 273 =0.455kg/m 3 1.2 解：设备上真空表的绝对压强为 绝对压强=大气压―真空度 =740―100 =640mmHg =640×760 100133.15 ?=8.53×104N/m2 设备内的表压强为 表压强=―真空度 =―100mmHg =―（100×760 100133.15?）=―1.33×104 N/m2 或表压强=―（100×1.33×102 ）=―1.33×104 N/m2 1.3 解：设通过孔盖中心的0—0水平面上液体的静压强为p ，则p 便是罐内液体作用于孔盖上的平均压强。 根据流体静力学基本方程知 p=p a +ρg h 作用在孔盖外侧的是大气压强p a ，故孔盖内外两侧所受压强差为 Δp =p ―p a = p a +ρgh ―=a p ρgh Δp=960×9.81(9.6―0.8)=8.29×104N/m2 作用在孔盖上的静压力为 =p Δp × 24 d π =8.29×104241076.376.04 ?=?? π N 每个螺钉能承受的力为 N 321004.6014.04 807.9400?=?? ?π
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)g -H(p 热冷ρρ=?，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? 2 32d lu μ?=?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。 15、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，称为水力光滑管。在Re 很大，λ与Re 无关的区域，称为完全湍流粗糙管。 16、非圆形管的水力当量直径是如何定义的?能否按4 2 e d u π计算流量? 当量直径定义为∏=?=A 44d 浸润周边管道截面积e 。不能按该式4 2e d u π计算流量。 17、在满流的条件下，水在垂直直管中向下流动，对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言，