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化工原理题目答案

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1 .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Σｈf = 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； ⑵ 水的流量，以m3/h计。

解：设水在水管中的流速为u ，在如图所示的1—1, ，2—2,处列柏努力方程 Z1ｇ + 0 + Ｐ1/ρ= Z2ｇ+ ｕ2／2 + Ｐ2/ρ + Σｈ （Z1 - Z2）g = u2/2

+ 6.5u2 代入数据 (8-2)×9.81 = 7u2 , u = 2.9m/s 换算成体积流量 VS = uA= 2.9 ×π/4 × 0.12 × 3600 = 82 m3/h

10.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为Ф76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×10³a,水流经吸入管与排处管（不包括喷头）的能量损失可分别按Σｈf,1=2u²，入或排出管的流速ｍ/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×10³a（表压）。试求泵的有效功率。解：总能量损失Σhf=Σhf+，1Σhf，2 u1=u2=u=2u2+10u²12u² 在截面与真空表处取截面作方程： z0g+u02/2+P0/ρ=z1g+u2/2+P1/ρ+Σhf，1 （ P0-P1）/ρ= z1g+u2/2 +Σhf，1 ∴u=2m/s ∴ ws=uAρ=7.9kg/s 在真空表与排水管-喷头连接处取截面

z1g+u2/2+P1/ρ+We=z2g+u2/2+P2/ρ+Σhf，2 ∴We= z2g+u2/2+P2/ρ+Σhf，2—（ z1g+u2/2+P1/ρ） =12.5×9.81+（98.07+24.66）/998.2×10³10×2²=285.97J/kg Ne= Wews=285.97×7.9=2.26kw

12.本题附图所示为冷冻盐水循环系统，盐水的密度为1100kg／m³，循环量为36m。³管路的直径相同，盐水由A流经两个换热器而至B的能量损失为98.1J／kg，由B流至A的能量损失为49J／kg，试求：（1）若泵的效率为70%时，泵的抽功率为若干kw？（2）若A处的压强表读数为245.2×10³a时，B处的压强表读数为若干Pa？ 解：（1）由A到B截面处作柏努利方程

0+uA²2+PA/ρ1=ZBg+uB²／2+PB／ρ+9.81 管径相同得uA=uB ∴（PA-PB）/ρ=ZBg+9.81

由B到A段，在截面处作柏努力方程ZBg+uB²／2+PB/ρ+We=0+uA²PA/ρ+49 ∴We=（PA-PB）/ρ-

ZBg+49=98.1+49=147.1J/kg ∴WS=VSρ=36/3600×1100=11kg/s Ne= We×WS=147.1×11=1618.1w 泵的抽功率N= Ne /76%=2311.57W=2.31kw （2）由第一个方程得（PA-PB）/ρ=ZBg+9.81得 PB=PA-ρ（ZBg+9.81） =245.2×10³1100×(7×9.81+98.1) =6.2×104Pa

15.在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间连一倒置U管压差计，以测量两截面的压强差。当水的流量为10800kg/h时，U管压差计读数R为100mm，粗细管的直径分别为Ф60×3.5mm与Ф45×3.5mm。计算：（1）1kg水流经两截面间的能量损失。（2）与该能量损失相当的压强降为若干Pa？ 解：（1）先计算A，B两处的流速： uA=ws/ρsA=295m/s，uB= ws/ρsB 在A，B截面处作柏努力方程： zAg+uA2/2+PA/ρ=zBg+uB2/2+PB/ρ+Σhf ∴1kg水流经A，B的能量损失： Σhf= （uA2-uB2）/2+（PA- PB）/ρ=（uA2-uB2）/2+ρgR/ρ=4.41J/kg （2）.压强降与能量损失之间满足： Σhf=ΔP/ρ ∴ΔP=ρΣhf=4.41×10³

16. 密度为850kg/m³，粘度为8×10-3Pa·s的液体在内径为14mm 的钢管内流动，溶液的流速为1m/s。试计算：（1）泪诺准数，并指出属于何种流型？（2）局部速度等于平均速度处与管轴的距离；（3）该管路为水平管，若上游压强为147×10³a，液体流经多长的管子其压强才下降到127.5×10³a？ 解：（1）Re =duρ/μ =（14×10-3×1×850）/（8×10-3）=1.49×10³> 2000 ∴此流体属于滞流型 （2）由于滞流行流体流速沿管径按抛物线分布，令管径和流速满足 y2 = -2p（u-um） 当ｕ=0时 ,y2 = r2 = 2pum ∴ p = r2/2 = d2/8 当ｕ=ｕ平均=0.5ｕmax= 0.5m/s时, y2= - 2p（0.5-1）= d2/8 =0.125 d2 ∴即 与管轴的距离 r=4.95×10-3m (3)在147×103和127.5×103两压强面处列伯努利方程 u 12/2 + PA/ρ + Z1g = u 22/2 + PB/ρ+ Z2g

+ Σｈf ∵ u 1 = u 2 , Z1 = Z2 ∴ PA/ρ= PB/ρ+ Σｈf 损失能量ｈf=（PA- PB）/ρ=（147×103-127.5×103）/850 =22.94 ∵流体属于滞流型 ∴摩擦系数与雷若准数之间满足λ=64/ Re

又 ∵ｈf=λ×（ι/d）×0.5 u 2 ∴ι=14.95m ∵输送管为水平管，∴管长即为管子的当量长度 即：管长为14.95m

18. 一定量的液体在圆形直管内做滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？ 解：∵管径减少后流量不变 ∴u1A1=u2A2而r1=r2 ∴A1=4A2 ∴u2=4u 由能量损失计算公式Σｈf=λ•（ι/d）×（1/2u2）得 Σｈf，1=λ•（ι/d）×（1/2u12） Σｈf，2=λ•（ι/d）×（1/2u22）=λ•（ι/d）× 8（u1）2 =16Σｈf，1 ∴hf2 = 16 hf1

20. 每小时将2×10³g的溶液用泵从反应器输送到高位槽。反应器液面上方保持26.7×10³a的真空读，高位槽液面上方为大气压强。管道为的钢管，总长为50m，管线上有两个全开的闸阀，一个孔板流量计（局部阻力系数为4），5个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为15m 。若泵效率为0.7，求泵的轴功率。 解： 流体的质量流速 ωs = 2×104/3600 = 5.56

kg/s 流速 u =ωs/(Aρ)=1.43m/s 雷偌准数Re=duρ/μ= 165199 > 4000 查本书附图1-29得 5个标准弯头的当量长度: 5×2.1=10.5m 2个全开阀的当量长度: 2×0.45 = 0.9m ∴局部阻力当量长度 Σιe=10.5 + 0.9 = 11.4m 假定 1/λ1/2=2 lg(d /ε) +1.14 = 2 lg(68/0.3)

+ 1.14 ∴λ= 0.029 检验 d/(ε×Re×λ1/2) = 0.008 > 0.005 ∴符合假定即 λ=0.029 ∴全流程阻力损失 Σｈ=λ×(ι+ Σιe)/d × u2/2 + ζ×u2/2 = [0.029×(50+11.4)/(68×103) + 4]×1.432/2 = 30.863 J/Kg 在反应槽和高位槽液面列伯努利方程得 P1/ρ+ We =

Zg + P2/ρ+ Σｈ We = Zg + (P1- P2)/ρ+Σｈ = 15×9.81 + 26.7×103/1073 + 30.863 =

202.9 J/Kg 有效功率 Ne = We×ωs = 202.9×5.56 = 1.128×103 轴功率 N = Ne/η=1.128×103/0.7 = 1.61×103W = 1.61KW

22如本题附图所示，，贮水槽水位维持不变。槽底与内径为100mm 的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15m 处安有以水银为指示液的U管差压计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的长度为20m。 （1）.当闸阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm；当闸阀部分开启时，测的R=400mm，h=1400mm。摩擦系数可取0.025，管路入口处的局部阻力系数为0.5。问每小时从管中水流出若干立方米。

（2）.当闸阀全开时，U管压差计测压处的静压强为若干（Pa，表压）。闸阀全开时le/d≈15，摩擦系数仍取0.025解: ⑴根据流体静力学基本方程, 设槽面到管道的高度为x ρ水g(h+x)=

ρ水银gR 103×(1.5+x) = 13.6×103×0.6 x = 6.6m 部分开启时截面处的压强 P1 =ρ水银gR -ρ水gh = 39.63×103Pa 在槽面处和1-1截面处列伯努利方程 Zg + 0 + 0 = 0 + u2/2 + P1/ρ + Σｈ 而Σｈ= ［λ(ι+Σιe)/d +ζ］· u2/2 = 2.125 u2 ∴6.6×9.81 = u2/2 + 39.63

+ 2.125 u2 u = 3.09/s 体积流量ωs= uAρ= 3.09×π/4×(0.1)2×3600 = 87.41m3/h ⑵ 闸阀全开时 取2-2,3-3截面列伯努利方程 Zg = u2/2 + 0.5u2/2 + 0.025×(15 +ι/d)u2/2 u =

3.47m/s 取1-1﹑3-3截面列伯努利方程 P1'/ρ = u2/2 + 0.025×(15+ι'/d)u2/2 ∴P1' = 3.7×104Pa 26. 用离心泵将20℃水经总管分别送至A，B容器内，总管流量为89m/h³，ф127×5mm。原出口压强为1.93×105Pa，容器B内水面上方表压为1kgf/cm²，总管的流动阻力可忽略，各设备间的相对位置如本题附图所示。试求：（1）离心泵的有效压头H e；（2）两支管的压头损失Hf，o-A ，Hf，o-B，。 解：（1）离心泵的有效压头 总管流速u = Vs/A 而A = 3600×π/4×(117)2×10-6 u = 2.3m/s 在原水槽处与压强计管口处去截面列伯努利方程 Z0g + We = u2/2 + P0/ρ+Σｈf ∵总管流动阻力不计Σｈf=0 We = u2/2 + P0/ρ-Z0g =2.32/2 +1.93×105/998.2 -2×9.81

=176.38J/Kg ∴有效压头He = We/g = 17.98m ⑵ 两支管的压头损失 在贮水槽和Α﹑Β表面分别列伯努利方程 Z0g + We = Z1g + P1/ρ+ Σｈf1 Z0g + We = Z2g + P2/ρ+ Σｈf2 得到两支管的能量损失分别为 Σｈf1= Z0g + We –(Z1g + P1/ρ) = 2×9.81 + 176.38 –(16×9.81 + 0) =39.04J/Kg Σｈf2=Z0g + We - (Z2g + P2/ρ) =2×9.81 + 176.38 –(8×9.81

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化工原理题目答案

化工原理题目答案

1 .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Σｈf = 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； ⑵ 水的流量，以m3/h计。 解：设水在水管中的流速为u ，在如图所示的1—1, ，2—2,处列柏努力方程 Z1ｇ + 0 + Ｐ1/ρ= Z2ｇ+ ｕ2／2 + Ｐ2/ρ +

Σｈ （Z1 - Z2）g = u2/2 + 代入数据 (8-2)× = 7u2 , u = s 换算成体积流量 VS = uA= ×π/4 × × 3600 = 82 m3/h

10.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为Ф76×，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为×103a,水流经吸入管与排处管（不包括喷头）的能量损失可分别按Σｈf,1=2u2，入或排出管的流速ｍ/s。排水管与喷头连接处的压强为×103a（表压）。试求泵的有效功率。解：总能量损失Σhf=Σhf+，1Σhf，2 u1=u2=u=2u2+10u212u2 在截面与真空表处取截面作方程： z0g+u02/2+P0/ρ=z1g+u2/2+P1/ρ+Σhf，1 （ P0-P1）/ρ= z1g+u2/2 +Σhf，1 ∴u=2m/s ∴ ws=uAρ=s 在真空表与排水管-喷头连接处取截面 z1g+u2/2+P1/ρ+We=z2g+u2/2+P2/ρ+Σhf，2 ∴We= z2g+u2/2+P2/ρ+Σhf，2—（ z1g+u2/2+P1/ρ） =×+（+）/×10310×22=kg Ne= Wews=×=

12.本题附图所示为冷冻盐水循环系统，盐水的密度为1100kg／m3，循环量为36m。3管路的直径相同，盐水由A流经两个换热器而至B的能量损失为／kg，由B流至A的能量损失为49J／kg，试求：（1）若泵的效率为70%时，泵的抽功率为若干kw（2）若A处的压强表读数为×103a时，B处的压强表读数为若干Pa 解：（1）由A到B截面处作柏努利方程

化工原理蒸馏考试题目

化工原理蒸馏考试题目

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. v . . 单项选择题 (每题2分,共50题) 成绩查询

第九章 蒸馏

1. 蒸馏是利用各组分______不同的特性实现分离的目的。

A：溶解度 B：等规度 C：挥发度 D：调和度

2. 在二元混合液中，沸点低的组分称为______组分。

A：可挥发 B：不挥发 C：难挥发 D：易挥发

3. 某真空操作精馏塔，因故真空度减小，而F，D，xf，q，加料位置，回流比R都不变。则塔底残液xw______。

A：变小 B：变大 C：不变 D：不确定

4. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t2，则：____。

A：t1＝t2 B：t1＜t2 C：t1＞t2 D：不能判断

5. 某二元混合物，其中A为易挥发组分。液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1；汽相组成yA=0.4相应的露点为t2。则：____

A：t1＝t2 B：t1＜t2 C：t1＞t2 D：不能判断

6. 原料的数量和浓度相同，用简单蒸馏得汽相总组成为xD1，用平衡蒸馏得汽相总组成为xD2。若两种蒸馏方法所得的汽相量相同，则：____

A：xD1＞xD2 B：xD1＝xD2 C：xD1＜xD2 D：不能判断

化工原理 化工原理(下册)样卷及参考答案-A

化工原理 化工原理(下册)样卷及参考答案-A

四川理工学院试卷（2006至2007学年第2学期）

课程名称： 化工原理（下）

命题教师： 杨虎

适用班级： 2004级化学工程与工艺、应用化学、环境工程、安全工程、制药工程

（化学制药、生物制药）、生物工程、食品工程、轻化工工程、生物技术等专业。

考试 2007年 06月8日 共 6 页 题号 一 二 三 四五六总分评阅（统分）教师

分值 20 20 10 201515

得分

注意事项：

1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。

2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否

则视为废卷。

3、 考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。

4、 如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷

分别一同交回，否则不给分。

试 题

得分 评阅教师

一、单项选择（共20分、每题1分，请将你认为最恰当的选项代号填写到题中的

括号中）

1.漂流因数越大，表明( D )的影响越大。

A)对流扩散 B)温度 C)粘度 D)总体流动

2.低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，其他操作条件不变，而吸收塔的操作压强增加，

则出塔气体浓度Y2、出塔液体浓度X1的变化是（ D ）。

A) Y2↑、X1↓ B) Y2↑、X1↑ C) Y2↓、X1↓ D) Y2↓、X1↑

3.两组分A、B的传质速率NA、NB，在( C )情况下，是大小相等，方向相反。

A)在气相中扩散 B)单向扩散 C)等摩尔扩散 D)在液相中扩散

4.在X~Y图上，操作线若在平衡线下方，则表明传质过程是( B )。

A)吸收 B)解吸 C)相平衡 D)不确定

5.在吸收塔的某截面处，气相主体组成为0.025（摩尔分率，下同），液相主体组成

为0.01。若平衡关系为y*=0.5x，气相总吸收系数Ky=1.5kmol/m2.h，气膜吸收系数

ky=2kmol/m2.h，则该截面上气液界面上的气相组成yi为（ C ）。

化工原理题目

化工原理题目

1 第一章 流体流动

1.流量是指单位时间内流过管道任一截面的流体的数量。常用的流量表示方法有两种；体积流量和质量流。体积流量是指单位时间内流过管道一截面的流体体积。质量流量是指单位时间内流过管道任一截面的流体质量。质量流量与体积流量的关系为ssVw。

2.流速是指单位时间内流体在流动方向上流过的距离。工程上，为了计算方便常采用平均流速和质量流速来表示。平均流速：是指单位面积上的体积流量，其用公式表示为：AVus；质量流量是指单位面积上的质量流量。AwGs；质量流量与平均流速的关系为uG。

3.按流速和压强等参数是否随时间变化，把流体流动分为稳定流动和非稳定流动。其中系统的参数不随时间而变化，仅随所在的空间位置而改变的流动过程称为稳定流动；把系统的参数不但随在空间位置变化，而且随时间而变化的流动过程称为非稳定流动。

4.不可压缩流体是指压力改变时其密度随压力改变很小的流体，液体一般被看作是不可压缩流体；可压缩流体是指压力改变时其密度随压力改变有显著化变的流体。

5.设流体在变截面的管道中稳定流动，如果在管道两截面之间的流体既无积聚也无漏失，根据质量守恒定律，单位时间内通过管道各截面的流体的质量即质量流量应当相同。即常数21ww或常数222111AuAu，上述公式称为流体稳定流动的连续性方程。

6.以单位质量流体为衡算基准，实际流体的柏努利方程能量衡算式为：fehpugzWpugz222212112121，单位是kgJ；若以单位重量流体为衡算基准，将上式项除以g，得到ghgpugzgWgpugzfe222212112121，单位是m；其中的位压头是z、

2 动压头是gu22、静压头是gP。

7.eW是输送机械对单位质量流体所做的有效功，是选用流体办输送机械的重要依据。单位时间内输送机械的有效功率。以.eN表示。seewWN或gwHNsee。