第5章 传质过程及塔设备
5.2气体的吸收
1.空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？
解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102
y Y y =
==--． 2. 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？
解 摩尔分数//117
=0．010*******／18
x =
+
浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。 溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=? 溶液的体积 /.33101109982 V m -=? 溶液中
NH 3的浓度//.333
11017
==0．581／101109982
n c kmol m V --?=? 或 . 39982
00105058218
s s
c x kmol m M ρ=
=
?=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105
x X x =
==--． 3.进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为
解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)
01111101
y Y y =
==--
吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111)
=0010981100111
Y y Y =
=++ 4.l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ?]和相平衡常数m 。总压为100kPa 。
解 液相中3NH 的摩尔分数/.//117
0010511710018
x ==+
气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P kPa
＝
亨利系数 *./.0798*******E p x ===／
液相中3NH 的浓度 /./.333
11017
0581 101109982
n c kmol m V --?===?／ 溶解度系数 /*./../()3058107980728H c p kmol m kPa ===? 液相中3NH 的摩尔分数 //117
0010511710018
x =
=+．／
气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (079807610000105)
y m x =
==? 或 //.76100076m E p ===
5. 10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =?，式中*p 为氧在气相中的平衡分压，单位为kPa x ；为溶液中氧的摩尔分数。试求总压为.101325kPa ，温度为10℃时，31m 水中最大可能溶解多少克氧？空气中氧的体积分数为21%.
解 总压.101325 p kPa =
空气中2O 的压力分数 .021A p p ==／体积分数 空气中2O 的分压 *..021101325 A p kPa =? 亨利系数 .6331310E kPa =? (1) 利用亨利定律*A p Ex =计算
与气相分压..021101325A p kPa =?相平衡的液相组成为
*. ..626
02110132564210 331310
A p x kmol O kmol E ?===??．／溶液 此为1kmol 水溶液中最大可能溶解.6264210kmol O -? 因为溶液很稀，其中溶质很少
1kmol 水溶液≈1kmol 水=18 kg
水
10℃，水的密度 .39997kg m ρ=／ 故 1kmol 水溶液≈.3189997m ／水 即
.318
9997
m 水中最大可能溶解.664210kmol -?氧
故 31m 水中最大可能溶解的氧量为 (2) 利用亨利定律*A A c p H
=
计算
31m 水中最大可能溶解的氧量为
*(..)(.).54
32
021101325 16761035710A A c p H kmol O m --==??=?／ 溶液 7. 用清水吸收混合气中的NH 3，进入吸收塔的混合气中，含NH 3体积分数为6%，吸收后混合气中含NH 3的体积分数为0.4%，出口溶液的摩尔比为
30012 kmol NH kmol ．／水。此物系的平衡关系为*.076Y X =。气液逆流流动，试求塔顶、
塔底的气相传质推动力各为多少？
解 已知.1006y =，则()/./..111100609400638Y y y =-== 已知.20004y =，则()./..32000410004=40210Y =-? 已知10.012X =，则*10.760.0120.00912Y =?= 已知20X =，则*20Y =
塔顶气相推动力 *3222 4.0210=Y Y Y -?=-?
塔底气相推动力 *1110.06380.009120.0547Y Y Y ?=-=-=
8.CO 2分压力为50kPa 的混合气体，分别与CO 2浓度为./3001kmol m 的水溶液和CO 2浓度为.3005kmol m ／的水溶液接触。物系温度均为25℃，气液相平衡关系*.5166210p xkPa =?。
试求上述两种情况下两相的推动力（分别以气相分压力差和液相浓度差表示），并说明CO 2在两种情况下属于吸收还是解吸。
解 温度25℃t =，水的密度为/3s 997kg m ρ= 混合气中CO 2的分压为50p kPa = 水溶液的总浓度/397
18
s s
c kmol m M ρ≈
=
水溶液 (1) 以气相分压差表示的吸收推动力 ①液相中CO 2的浓度 .32001 A c kmol CO m =／水溶液 液相中CO 2的摩尔分数././4001
=180********
A x c c -==
? 与液相平衡的气相平衡分压为
气相分压差表示的推动力 *503020p p p kPa ?=-=-=（吸收） ② 液相中CO 2的浓度30.05kmol m ／A c =水溶液 液相中CO 2的摩尔分数40.05
/9.02710997/18
A x c c -==
=? 与液相平衡的气相平衡分压为
气相分压差表示的推动力 *15050100p p p kPa ?=-=-= （解吸） (2) 以液相浓度差表示的吸收推动力 与气相250CO p kPa =分压平衡的液相组成为 平衡的液相浓度
①液相中CO 2的浓度./32001 A c kmol CO m =水溶液 液相浓度差表示的推动力为
*...3001666001000666kmol ／m A A c c c ?=-=-= （吸收）
②液相中CO 2的浓度320.05 CO /A c kmol m =水溶液 液相浓度差表示的推动力为
*.../3
00500166600333A A c c c kmol m ?=-=-= （解吸）
10. 混合气含CO 2体积分数为10%，其余为空气。在30℃、2MPa 下用水吸收，使CO 2的体积分数降到0.5%，水溶液出口组成41610X -=?（摩尔比）。混合气体处理量为/32240m h （按标准状态，.,27315 101325K Pa ），塔径为 1.5m 。亨利系数
188E MPa =，液相体积总传质系数(/)3350L K a kmol m h kmol m ?=??，
。试求每小时用水量及填料塔的填料层高度。
解 (1)用水量计算
....,...3112 2 010005
010111000550310090995
y Y Y Y -==
====?，，．，41610X -=?，20X = 混合气流量 2240
'10022.4
G kmol h ==／
惰性气体流量 ()()G G 'y .kmol h 1110010190=-=-=／ 用水量 G(Y Y )(..)
L .kmol /h X X 4124
1290011100050315910610
----=
==?-? (2) 填料层高度Z 计算
水溶液的总浓度 /././3995718553s s c M kmol m ρ≈== 体积传质系数 ./()3553502765 X L K a cK a kmol m h ==?=? 液相总传质单元高度 .(.)4
2
159102765154
OL
X L H K a Ωπ?==
??
①对数平均推动力法计算OL N
气液相平衡常数
188942
E m p
=== 液相总传质单元数 ②吸收因数法计算OL N
填料层高度 ...32627389OL OL Z H N m =?=?=
12.用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收99%。入塔的混合气中含苯2%（摩尔分数）；入塔的煤油中含苯0.02%（摩尔分数）。溶剂用量为最小用量的1.5倍，操作温度为50℃，压力为100kPa ，相平衡关系为*.036Y X =，气相总传质系数.()30015／Y K a kmol m s =?。入塔混合气单位塔截面上的摩尔流量为
.()20015kmol m s ?／。试求填料塔的填料层高度.
解 (1)气相总传质单元高度OG H 计算 入塔混合气的流量 G '
.kmol (m s)20015 Ω
=?=／ 惰性气体流量 ()()G G '
y .kmol (m s)2110015100200147ΩΩ
=-=?-=?．．／ (2) 气相总传质单元数OG H 计算
..111002
002041098
y Y y =
==-．，回收率099η=． ①吸收因数法计算OG N ② 对数平均推动力法计算OG N (3)填料层高度Z 计算
第二章 习题 1. 在用水测定离心泵性能的实验中，当 流量为26 m 3/h 时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152 kPa 和24.7 kPa ，轴功率为 2.45 kW ，转速为2900 r/min 。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m ，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。 解：在真空表和压强表测压口处所在的截面11'-和22'-间列柏努利方程，得 22112212,1222e f p u p u z H z H g g g g ρρ-+++=+++∑ 其中：210.4z z m -=41 2.4710()p P a =-?表压 52 1.5210p Pa =?(表压) 12u u = ,120f H -=∑ 则泵的有效压头为： 5 21213(1.520.247)10()0.418.41109.81 e p p H z z m g ρ-+?=-+=+=? 泵的效率3 2618.4110100%53.2%1023600102 2.45e e Q H N ρη??==?=??
该效率下泵的性能为： 326/Q m h = 18.14H m =53.2%η= 2.45N kW =
3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为 760 kg/m 3，黏度小于20 cSt ，在贮存条件下饱和蒸气压为80kPa ，现拟用 65Y-60B 型油泵将此油品以15 m 3/h 的流 量送往表压强为177 kPa 的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m ，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m 和4 m 。试核算该泵是否合用。 若油泵位于贮槽液面以下1.2m 处，问此泵能否正常操作?当地大气压按101.33kPa 计。 解：要核算此泵是否合用，应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头,e e H Q 的值，然后与泵能提供的压头数值 比较。 由本教材附录24 (2)查得65Y-60B 泵的性能如下： 319.8/Q m h =，38e H m =，2950/min r r =， 3.75e N kW =，55%η=，() 2.7r NPSH m = 在贮槽液面11'-与输送管出口外侧截面22'-间列柏努利方程，并以截面11'-
第四章 习题 2． 燃烧炉的内层为460mm 厚的耐火砖, 外层为230mm 厚的绝缘砖。若炉的内表 面温度t 1为1400℃,外表面温度t 3为 100℃。试求导热的热通量及两砖间的界 面温度。设两层砖接触良好,已知耐火砖 的导热系数为t 0007.09.01+=λ,绝缘砖的导 热系数为t 0003.03.02+=λ。两式中t 可分别 取为各层材料的平均温度,单位为℃,λ 单位为W/(m·℃)。 解：设两砖之间的界面温度为2t ，由 23121212t t t t b b λλ??=，得 2223312 23140010094946010/(0.90.000723010/(0.30.0003)22t t t C t t t t ????=?=++?+? ?+?热通量 212 1689/14009490.40/0.970.00072t t q W m ?==+??+? ???
3．直径为mm mm 360?φ,钢管用30mm 厚 的软木包扎,其外又用100mm 厚的保温灰 包扎,以作为绝热层。现测得钢管外壁面 温度为-110℃,绝热层外表面温度10℃。 已知软木和保温灰的导热系数分别为 0.043和0.07W/(m ·℃),试求每米管长 的冷量损失量。 解：每半管长的热损失，可由通过两层 圆筒壁的传热速率方程求出： 13 32112211ln ln 22t t Q r r L r r πλπλ?=+ 1100101601160ln ln 2 3.140.043302 3.140.000760 ??=+???? 25/W m =? 负号表示由外界向体系传递的热量，即 为冷量损失。
第一篇习题答案 3．起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P ，设备重G=30kN ，求水平力P 及绳子拉力T 。 解：（1）为研究对象，画受力图。 （2）选坐标轴，列平衡方程。 ∑∑=-?==-?=0 30cos 0030sin 0G T F P T F y x 由式（b ）得，KN G T 64.34866 .030 30cos ==?= （320） 代入式（a ），得 KN T P 32.175.064.3430sin =?=?= （310） 6. 梯子由AB 与AC 两部分在A 处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。在AC 上作用有一垂直力P 。如不计梯子自重，当P ＝600N ，a=75℃，h=3m ，a ＝2m 时，求绳的拉力的大小。 P (a) (b)
` （1） 取整体为研究对象，列平衡方程 0cos 2cos 0)(=-=∑ααL N Pa F M B C l Pa N B 2= （2） 取AB 杆为研究对象、 0cos 2cos 0)(=-=∑ααL N Pa F M B A 0cos =-αl N Th B =?? ??==?== 3 275cos 26002cos cos 2cos h Pa h l l Pa h l N T B ααα51.76N 10、两块Q235-A 钢板对焊起来作为拉杆，b=60mm ，δ=10mm 。已知钢板的许用应力为160MPa ，对接焊缝许用应力[σ]＝128MPa ，拉力P=60KN 。试校核其强度。 答：600001006010 N P MPa A b σδ====? 因[]128MPa σσ<= N B C N B N A
第5章 传质过程及塔设备 5.2气体的吸收 1.空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？ 解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..02 0251102 y Y y = ==--． 2. 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？ 解 摩尔分数//117 =0．010*******／18 x = + 浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。 溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=? 溶液的体积 /.33101109982 V m -=? 溶液中NH 3的浓度//.333 11017 ==0．581／101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 3998200105058218 s s c x kmol m M ρ==?=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 //117 0010610018 X = =． 或 ..00105001061100105 x X x ===--． 3.进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。 吸收率的定义为 12 211 1Y Y Y Y Y η-= ==-被吸收的溶质量原料气中溶质量 解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101) 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 ()...211109011100111Y Y η=-=-?=（） 摩尔分数 (22200111) =0010981100111 Y y Y ==++
化工基础第二版答案张近【篇一：化学教育专业化工基础课程的教学研究】 >第32卷第6期江西教育学院学报（综合）dec.2011 journal of jiangxi institute of education（comprehensive）vol.32 no.6 化学教育专业化工基础课程的教学研究 应用化学2班孙健铭 （宝鸡文理学院，宝鸡，721013） 摘要：高师化学教育专业主要面向中学，培养中学化学教师，该专业应该学习一定的化工基础知识。化工基础课是化学教育专业唯一的一门工程课程，是联系化学基础课程与工业生产实际的桥梁和纽带。文章介绍了化学教育专业学生学习化工基础课程的必要性，介绍了化工基础课应开设的内容，与工科《化工原理》的差别，以及理论教学与实验教学的改革。学习这门课能够培养学生的工程观点和技术经济观点，培养学生环保意识和创新创造能力。关键字：高师化学；化学教育；化工基础；教学研究 the teaching research of basic curriculum of chemical industry of chemistry education subject chemical education, sun jian mingi （baoji university of arts and sciences,shanxi baoji 721013） abstract: the chemistry in pedagogic college which face to the high school to train the teachers. the one who lean thissubject must have some knowledge of chemical industry. the chemical industry basic curriculum is the only engineeringcourse of chemistry education. it is the bridge and the link which contact with the chemical basic curriculum and theindustrial production. this article introduces the necessity of the students in chemical education department who study the chemical industrial basic curriculum, the content of the chemical basic curriculum should be set up, the differencebetween the “chemical engineering” of engineering course and the reform of the theory teaching and the experimentalteaching. the curriculum can train the engineering and the technical view and create the environmental awareness and theinnovation capability. key words: the
化工基础试卷 试题一 一：填空题（18分） 1、某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH , __________Pa. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类型为 ______________。 3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36分） 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量 损 失变为原来的多少倍？ 2、何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2）传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体
化工基础习题答案 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
2.如习题1燃烧炉的平壁是一层厚度为230mm 的耐火砖（ λ =、一层普通砖厚度为240mm 的普通砖（ λ =）和一层厚度为40mm 的保温材料（ λ =）砌成，当定态后测得内壁面温度为720 ℃ ，保温材料外表面温度为70 ℃ 。试计算耐火砖与普通砖、普通砖与保温材料间的交界面温度。 解: 3．平壁炉是用内层为120mm 厚的耐火砖和外层为230mm 的普通砖砌成。两种砖的导热系数均为未知。测得炉内壁温度为800℃，炉外侧壁面温度为113℃。为减少热损失，后又在普通砖外包一层厚度为50mm 、导热系 14 3 1212372070 550023024004 116305815007 t t A A ......A A A Φδδδ λλλ--= = =++ ++12 11720550023 1163t t A A,..A ?δλ-==26112 t .=333370 550004 007t t A A,..A ?δλ-==
数为?W/(m?℃)的石棉。包扎后测得各层温度为：炉内壁温度为800℃， 耐火砖和普通砖界面温度为686℃，普通砖和石棉界面温度为405℃，石 棉外侧温度为77℃。试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数 4、在φ50mm×5mm的不锈钢管(λ 1 = 16W·m-1·K-1)外包扎30mm厚的石 棉(λ 2 = ·m-1·K-1)，测得管内壁面温度为600℃，石棉外壁面温度为100℃；试求每米管线的热损失。 若上述温差保持不变，欲使热损失减少60％，在石棉外层再包裹一 层保温材料(λ 3 = 。问：该保温材料的厚度应为多少 解： ⑴管线的热损失 Q/L = ·Δt = ①管线各层半径 2π Σln r 1 r i+1 1 λ i 2×（600 - 100） [ ·ln r 1 r 2 1 λ 1 1 λ 2 r 2 r 3 30m5mm 50m
2.如习题1燃烧炉的平壁是一层厚度为230mm 的耐火砖（ λ =1.163)、一层普通砖厚度为240mm 的普通砖（ λ =0.5815）和一层厚度为40mm 的保温材料（ λ =0.07）砌成，当定态后测得内壁面温度为720 ℃ ，保温材料外表面温度为70 ℃ 。试计算耐火砖与普通砖、普通砖与保温材料间的交界面温度。 解: 3．平壁炉是用内层为120mm 厚的耐火砖和外层为 230mm 的普通砖砌成。两种砖的导热系数均为未知。测得炉内壁温度为800℃，炉外侧壁面温度为113℃。为减少热损失，后又在普通砖外包一层厚度为50mm 、导热系数为0.2?W/(m?℃)的石棉。包扎后测得各层温度为：炉内壁温度为800℃，耐火砖和普通砖界面温度为686℃，普通砖和石棉界面温度为405℃，石棉外侧温度为77℃。试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数 4、 在φ50mm ×5mm 的不锈钢管(λ1 = 16W ·m -1·K -1)外包扎30mm 厚的石棉(λ2 = 0.22W ·m -1·K -1)，测得管内壁面温度为600℃，石棉外壁面温度为100℃；试求每米管线的热损失。 若上述温差保持不变，欲使热损失减少60％，在石棉外层再包裹一层保温材料(λ3 = 0.07) 。问：该保温材料的厚度应为多少？ 解： ⑴管线的热损失 Q/L = ·Δt = ①管线各层半径 r 1 =(50 - 2×5)/2 = 20(mm) = 0.02m ， r 2 = r 1 + 5×10-3 = 0.025(m)，r 3 = r 2 + 30× ②导热系数 λ1 = 16W ·m -1·K -1 ，λ2 = 0.22W ·m -1·K -1 。 —18— ③管线的热损失 Q/L = = = 873(J ·s -1·m -1) ⑵需加保温层的厚度 ①确定管线的热损失 Q ’/L = 873 - 873×60％ = 349.2(J ·s -1·m -1) 1431212372070 550023024004116305815007t t A A ......A A A Φδδδλλλ--===++++ r 4 3140 2π Σ[ · ] ln r 1 r i+1 1 λi 2×3.14（600 - 100） [ ·ln + ?ln ] r 1 r 2 1 λ1 1 λ2 r 2 r 3 3140 [ ·ln + ?ln ] 20 25 1 16 1 0.22 25 55
2.如习题1燃烧炉的平壁是一层厚度为230mm 的耐火砖（ λ =1.163)、一层普通砖厚度为240mm 的普通砖（ λ =0.5815）和一层厚度为40mm 的保温材料（ λ =0.07）砌成，当定态后测得内壁面温度为720 ℃ ，保温材料外表面温度为70 ℃ 。试计算耐火砖与普通砖、普通砖与保温材料间的交界面温度。 解: 3．平壁炉是用内层为120mm 厚的耐火砖和外层为230mm 的普通砖砌成。两种砖的导热系数均为未知。测得炉内壁温度为800℃，炉外侧壁面温度为113℃。为减少热损失，后又在普通砖外包一层厚度为50mm 、导热系数为0.2 W/(m?℃)的石棉。包扎后测得各层温度为：炉内壁温度为800℃，耐火砖和普通砖界面温度为686℃，普通砖和石棉界面温度为405℃，石棉外侧温度为77℃。试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数? 14312 12372070 550023024004116305815007t t A A ......A A A Φδδδλλλ--===++++ 12 117205*********t t A A, ..A ?δλ-==26112t .=333370 550004007t t A A, ..A ?δλ-= =
4、 在φ50mm ×5mm 的不锈钢管(λ 1 = 16W ·m -1·K -1 )外包扎30mm 厚的石棉(λ 2 = 0.22W ·m -1·K -1)，测得管内壁面温度为600℃，石棉外壁面温度为100℃；试求每米管线的热损失。 若上述温差保持不变，欲使热损失减少60％，在石棉外层再包裹一层保温材料(λ 3 = 0.07) 。问：该保温材料的厚度应为多少？ 解： ⑴管线的热损失 Q/L = ·Δt = ①管线各层半径 r 1 =(50 - 2×5)/2 = 20(mm) = 0.02m ， r 2 = r 1 + 5×10-3 = 0.025(m)，r 3 = r 2 + 30×10-3 = 0.055(m)； ②导热系数 λ 1 = 16W ·m -1·K -1 ，λ 2 = 0.22W ·m -1·K -1 。 —18— ③管线的热损失 0.014 + 3.584 3140 2π Σ[ · ] ln r 1 r i+1 1 λi 2×3.14（600 - 100） [ ·ln + ?ln ] r 1 r 2 1 λ1 1 λ2 r 2 r 3 3140 [ ·ln + ?ln ] 20 25 1 16 1 0.22 25 55
第三章 机械分离和固体流态化 2. 密度为2650 kg/m 3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。 解：20C o 时，351.205/, 1.8110kg m Pa s ρμ-==??空气 对应牛顿公式，K 的下限为，斯脱克斯区K 的上限为 那么，斯托克斯区： max 57.4d m μ= == min 69.11513d m μ==
3. 在底面积为40 m 2的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。气体的处理量为3600 m 3/h ，固体的密度3/3000m kg =ρ，操 作条件下气体的密度3/06.1m kg =ρ，黏度 为2×10-5 P a·s。试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。 解：在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度u t ， 则 36000.025/4003600s t V u m s bl ===? 假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。 min 17.5d um === 核算沉降流型： 6min 517.5100.025 1.06R 0.0231210 t et d u ρ μ--???===
4. 用一多层降尘室除去炉气中的矿尘。矿尘最小粒径为8m μ，密度为4000 kg/m 3。除尘室长 4.1 m 、宽 1.8 m 、高 4.2 m ，气体温度为427℃，黏度为×10-5 P a·s，密度为0.5 kg/m 3。若每小时的 炉气量为2160标准m 3，试确定降尘室内 隔板的间距及层数。 解：由气体的状态方程PV nRT = 得' 's s T V V T =，则气体的流量为： ' 34272732160 1.54/2733600s V m s +=?= 1.540.2034/1.8 4.2 s t V u m s bH ===? 假设沉降发生在滞流区，用斯托克斯公式求最小粒径。 min 57.02d m μ=== 核算沉降流型： 6min e 557.02100.2080.5R 0.17413.410 t t d u ρ μ--???===
流体流动和输送 1、液体高度：, 器底所受的力： 压强： 指示液为CCl4,其读数： 2、人孔面积：压力： 槽壁面积： 槽壁所受压力： 3、 4、 6、（1）求空气的体积流量流通截面：体积流量：（2）求质量流量表压： 绝压： 空气的平均分子量：当时温度：
空气密度：∴质量流量： 7**、对容器A 孔口流速：体积流量：流出的总体积： 液体降至0.5m处所需时间： 剩余部分为非稳定流动，所需时间： 对于容 B 由于B下端有短管，管内流体在流动中有下拉液体的作用，故需时间短。 8、以水平管中心线为基准面，在1－1，，2－2，间列柏式，
在操作条件下，甲烷的密度： 水柱压差计读数： 9、 10、对孔板流量计：流量与流速度关系：，即， (1)当读数为80mmHg时，，即误差＝1.2% (2)读数为20mmHg时，，即误差＝4.9% (3)指示液为四氯化碳时，∴流量的相对误差与以上相同。 11、
体积流量：质量流量： 导管中苯的流速： 12、忽略阻力， ，，， 将数据代入，得 体积流量： 13、，，, , ∴ ＝，空气流量： 质量流量： ，
∵，，， 解得，，体积流量： 14、当量直径： 流速： 湍流 15、 相对粗糙度：，查图得 16、 ，，查图得H1=0，H2=10，v1=0，v2=2.2，P2=0 ，
17、用试差法求流量，∵λ＝f(Re),Re=f(v),难以直接求解。 由Re～λ图可见，对ε＝0.001的无缝钢管而言，Re在2×104～1×107之间，λ值在0.02～0.028之间， 设λ＝0.025，H1=5，H2=0，P1=P2=0（表压），v1=0 ，查图得λ＝0.0235， 苯的体积流量：qv=1.47×0.785×0.0282=0.91L/S （若设λ＝0.024，qv=0.92L/S） 校核：基本相符。 18、强烈湍流时，λ可看作常数。 ， ,
第三篇 习题 1、已知DN2000的内压薄壁圆筒，壁厚δn=22mm ，壁厚附加量为C=2mm ，承 受的最大气体压力P=2MPa ，焊接接头系数φ=0.85，试求筒体的最大应力。 解：已知D i =2000mm ，δn =22mm ，C=2mm ，P=2MPa ，φ=0.85，δe =22-2=20mm 。 则 101 所以筒体的最大应力为118.82Mpa 。 提示：此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出，此时[P w ]=2MPa 2. 某化工厂反应釜，内径为1600mm 。工作温度为5℃～105℃，工作压力为 1.6MPa ，釜体材料用0Crl8Ni9。采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头 上装有安全阀，试计算釜体壁厚。 解：已知Di=1600mm 。 查附表6，0Crl8Ni9在105℃时的，其许用应力[σ]105=137MPa 。 查表10-9，采用双面对接焊缝，局部无损探伤，故取φ=0.85。 介质对不锈钢腐蚀极微，取C2=0。 因装安全阀，取设计压力P=1.1×1.6=1.76MPa 。 根据式（10-12） 估计δn=8-25mm 。查表10-10，取C1=0.8mm 。 则 δn ’=δd+C 1=12.18+0.8=12.98mm ，圆整后取δn=13mm [][]()()MPa D P e e i w t 82.1182085.022*******=??+?=+==φδδσσ()()MPa D P e e i 82.11820 85.022*******=??+?=+=φδδσmm C p D p c t i c d 18.12076.185.01372160076.1][22=+-???=+-=φσδ
化工基础习题解答（第二版张近主编） 第3章流体流动过程及流体输送设备 1、某合成氨工艺以煤为原料的气化法生产中，制得的半水煤气组成为：H242%，N221.5%，CO27.8%， CH41.5%，CO27.1%，O20.1%（均为体积分数），求表压为88.2kPa，温度为25℃时，混合气体的密 度。 解：解法一：先求混合的摩尔质量； 算出在操作温度和压力下各纯组分的密度，然后再按组分的摩尔分数叠加。解法略。 6、套管换热器的内管为φ25mm×2.5mm，外管为φ57mm×3.5mm 的无缝钢管。液体以5400kg/h 的流量流过环隙。液体的密度为1200kg/m3，粘度为2×10-3Pa·s。试判断液体在环隙流动时的流动形态。 解：设大管内径为d1，小管外径为d2 流体在环隙流动当量直径为：d e=d1-d2 7、现要求将原油以一定流量，通过一条管道由油库送往车间，并保证原油在管道中呈层流流动，现分别提出如下措施：（1）管道长度缩短20%；（2）管径放大20%；（3）提高原油温度使原油粘度下降20%，而假设密度变化不大，可忽略不计。问上述措施分别可使由于管道沿程摩擦而损失的机械能比原设计降低百分之几？
8、欲建一水塔向某工厂供水，如图所示，从水塔到工厂的管长（包括局部阻力当量长度）为500m，最大流量为0.02m3·s-1。管出口处需保持10m 水柱的压头（表压）。若摩擦系数λ=0.023，求：(a)当管内流速为1.05 m·s-1，所需管径及塔高；(b)当管内流速为4 m·s-1，所需管径及塔高；(c)由(a)、(b)计算结果，分析满足一定流量时，塔高与管径的关系。 解：如图选取1，2 截面，计算基准面为管出口水平面。压力以表压表示。 在1→2 列柏努利方程，得：
化工基础课后习题 第二章．P 69 2.解： 2212 1212444()70d d de d d d d π πππ-=?=-=+ 3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有 2212 12d d u u = 若将直径减小一半，即1 2 d 2d = 214u u ?= 即液体的流速为原流速的4倍. 4.解： g u d L H f 22 ??=λ 21111122222222f f L u H d g L u H d g λλ=??=??
22222 2211111211212 222222 221111112222222212122221 21226464Re 4,,26426426421()64412224 1 161111216 2416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d g du u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμ λρμρμρμρμρ??=??== ===??=????=??==???= 即产生的能量损失为原来的16倍。 6.解：1）雷诺数μ ρud =Re 其中31000kg m ρ-=?，11.0u m s -=? 3252510d mm m -==? 3110cp Ps s μ-==? 故μ ρud =Re
3 31000 1.0251010 --???= 25000= 故为湍流。 2）要使管中水层流，则2000Re ≤ 即33 10002510Re 200010m u --???=≤ 解得10.08u m s -≤? 7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程 12221112u u H 22f p p z z g g g g ρρ++=+++ 其中1210,2;z m z m == 121;0;f f p p u H g h ===∑ 则22 216.1510229.89.8 u u =++? 解得 1）A-A ′截面处流量2u u = 12.17u m s -=? 2）q v Au ρ= 其中23211 3.14(10010)44A d π-==??? ```0 12.17u m s -=? 33q 7.8510 2.17360061.32v m h -=???= 15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，
化工原理（大学第二版）下册部分答案 第8章 2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为 3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3 的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数51066.1?=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3 。 解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318 c = =kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==???=kPa 气相中CO 2的分压为 t 101.30.03kPa 3.039p p y ==?=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。 以CO 2的分压表示的总传质推动力为 *(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ?=-=-=kPa 3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数k G =5.2×10-6 kmol/(m 2 ·s ·kPa)，液膜吸收系数 k L =1.55×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝0.725 kmol/(m 3·kPa)。 （1）试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06 *(110.50.032)kPa 2.0740.725 c p p p p y H ?=-=-=?-=kPa 其对应的总吸收系数为 6G 1097.4-?=K kmol/(m 2 ·s ·kPa) 以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。 4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为10 5.0 kPa ，操作温度为25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为2.126 kmol/(m 3 ·kPa)。测得塔某截面处甲醇的气相分压为7.5 kPa ，液相组成为2.85 kmol/m 3 ，液膜吸收系数k L =2.12×10-5 m/s ，气相总吸收系数K G ＝1.206×10-5 kmol/(m 2 ·s ·kPa)。求该截面处（1）膜吸收系数k G 、k x 及k y ；（2）总吸收系数K L 、K X 及K Y ；（3）吸收速率。 解：(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25 ℃时水的密度为 0.997=ρkg/m 3 溶液的总浓度为
化工基础张近版答案 【篇一：2012年《信息资源(文献)检索与利用》作业答 案】 lass=txt>作业要求：书面作业，书写或打印均可，不收电子版，不 收复印件 学院 班别：姓名：学号： 一. 名词解释（每题2.5分，共10分） 1.文献 国际标准对文献的解析是在存储、检索、利用或传递记录信息的过 程中，可作为一个单元处理的，在载体内、载体上或依附载体而存 有信息或数据的载体。中华人民共和国国家标准对文献的的定义为 文献是记录知识的一切载体。 2.信息资源 可供利用并产生效益与社会生存和生活有关的各种文字、数字、音像、图表、语言等一切信息的总称 3.参考工具书 工具书是专供翻检查阅的图书。它是广泛收集某一范围的知识材料，按照一定的方法加以编排，供解决疑难问题或提供资料线索的一种 图书。 4.年鉴 年鉴是系统汇集一年内重要时事文献、学科进展与各项统计资料， 供人们查阅的工具书。 二.简述题（每题5分，共15分） 1.结合自身体会，谈谈文献检索课在信息素养教育中的作用。 答：做为当代大学生的我们，自身所能掌握的知识总是有限的，我 们必须学会怎么去寻找和获取知识，在这高速发展与信息不断更新 的社会里，我们只有学会怎么样去获取有用的知识并且加以利用， 我们才能跟上社会发展的步伐。信息数据教育是整个素质教育体系 中的一个组成部分，是根据社会信息环境，培养和 提高个人的信息意识、信息能力，完美的信息心理素质，发展个人 的信息潜能的一种教育活动。信息素质教育主要包括信息知识教育、信息知识能力教育及信息伦理道德教育等四个方面，有信息素养不 仅能使学习者更好地掌握学习内容，拓展研究范围，增长知识，还
化工原理第二版夏清，贾绍义 课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版） 社,2011.8.） 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 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例