化工基础学习知识原理王晓红版习题集规范标准答案第二章

化工原理下册答案化工原理是化学工程专业的重要基础课程，它涉及到化工工程的基本原理和理论知识，对于学生来说是一门重要的课程。

下面是化工原理下册的答案，希望对大家的学习有所帮助。

第一章热力学基础。

1. 什么是热力学？热力学是研究能量转化和能量传递规律的科学，它是化工工程中不可或缺的基础理论。

2. 热力学第一定律的表达式是什么？热力学第一定律可以表达为ΔU = Q W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。

3. 热力学第二定律的内容是什么？热力学第二定律可以表述为热不可能自发地从低温物体传向高温物体，也可以表述为熵增原理。

第二章物质平衡。

1. 什么是物质平衡？物质平衡是指在化工过程中，各种物质在系统内的输入、输出和积累之间的平衡关系。

2. 如何计算物质平衡？计算物质平衡时，需要根据系统的输入和输出物质量来进行计算，确保输入和输出物质量达到平衡。

3. 物质平衡的应用范围有哪些？物质平衡在化工工程中有着广泛的应用，包括化工反应、化工装置设计等方面。

第三章能量平衡。

1. 能量平衡的基本原理是什么？能量平衡的基本原理是能量守恒定律，即能量不能被创造或者消失，只能从一种形式转化为另一种形式。

2. 能量平衡的计算方法有哪些？能量平衡的计算方法包括热平衡法、热效率法、热损失法等多种方法。

3. 能量平衡在化工工程中的应用有哪些？能量平衡在化工工程中有着重要的应用，可以用于热力学系统的分析和设计。

第四章流体力学。

1. 流体力学的基本概念是什么？流体力学是研究流体静力学、流体动力学和流体力学性能的科学。

2. 流体的黏度是什么？流体的黏度是指流体内部分子间相互作用的阻力，它是流体运动阻力的重要参数。

3. 流体的雷诺数是什么？流体的雷诺数是描述流体流动状态的一个重要无量纲参数，它可以用来判断流体流动的稳定性和不稳定性。

第五章传质过程。

1. 传质过程的基本原理是什么？传质过程是指物质在不同相之间传递的过程，它包括质量传递、热量传递和动量传递。

第二章流体输送机械一、名词解释（每题2分）1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的比值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量6、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象7、离心泵特性曲线在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最佳工作点效率最高时所对应的工作点9、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体10、安装高度泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度12、气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的工作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计二、单选择题（每题2分）1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（）Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降 A2、以下不是离心式通风机的性能参数( )Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B3、往复泵适用于( )Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合Ｂ介质腐蚀性特别强的场合Ｃ流量较小，扬程较高的场合Ｄ投资较小的场合 C4、离心通风机的全风压等于( )Ａ静风压加通风机出口的动压Ｂ离心通风机出口与进口间的压差Ｃ离心通风机出口的压力Ｄ动风压加静风压 D5、以下型号的泵不是水泵( )ＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 6、离心泵的调节阀( )Ａ只能安在进口管路上Ｂ只能安在出口管路上Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可Ｄ只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( )Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬高度）B8、流体经过泵后，压力增大∆p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( )A ∆pB ∆p/ρC ∆p/ρgD ∆p/2g C9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮 C10、离心泵停车时要( )Ａ先关出口阀后断电Ｂ先断电后关出口阀Ｃ先关出口阀先断电均可Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( )A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2OD 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( )Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度Ｃ流量Ｄ泵的吸入管路的长度 D13、如以∆h,允表示汽蚀余量时，p1,允表示泵入口处允许的最低压力，p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，则( )A p1,允= p v + ∆h,允B p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允－u12/2gC p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允D p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允＋u12/2g B14、以下种类的泵具有自吸能力( )Ａ往复泵Ｂ齿轮泵与漩涡泵Ｃ离心泵Ｄ旋转泵与漩涡泵 A15、如图示，列1--1与2--2截面的伯努利方程，为：H e＝∆z＋∆p/ρg＋∆(u2/2g)＋∑H f,1-2，则∆h f,1-2为( )A 泵的容积损失，水力损失及机械损失之和B 泵的容积损失与水力损失之和C 泵的水力损失D 测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失D16、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )Ａ气缚现象Ｂ汽蚀现象Ｃ汽化现象Ｄ气浮现象A17、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )Ａ水温太高Ｂ真空计坏了Ｃ吸入管路堵塞Ｄ排出管路堵塞C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。

第2章1．锅炉钢板壁厚mm 201=δ，其导热系数()K m W/5.461⋅=λ。

若粘附在锅炉内壁上的水垢层厚度为1mm 2=δ，其导热系数()K m 162W/.12⋅=λ。

已知锅炉钢板外表面温度为523K 1=t ，水垢内表面温度为473K 3=t ，求锅炉每平方米表面积的传热速率，并求钢板内表面的温度2t 。

（原题1）解：该题为圆筒壁的热传导问题，如果设锅炉的半径为r ，则02.01+=r r ，r r =2，001.03-=r r ，根据题意，可以得到321r r r ≈≈，所以21m m S S ≈ 由圆筒壁的导热速率方程：22211131111m m ni mii in S b S b t t S b t t Q λλλ+-=-=∑=+ 其中，K 5231=t ，K 4733=t ，()K m W/5.461⋅=λ，()K m W/162.12⋅=λ，m 02.01=b ，m 001.02=b ，S S S m m =≈21。

所以22221131W/m 874.3W/m 162.15.46473523=+-=+-==λλt t S Q q根据圆筒壁的导热速率方程：11121111m i mii in S t t S b t t Q λλ-=-=∑=+ 可以得到：)K (3.5065.46002.0874.3523-1112=⨯-==λqb t t2．在一φ60×3.5mm 的钢管外包有两层绝热材料，里层为40mm 的氧化镁粉，平均导热系数()℃m 07W/.0⋅=λ；外层为20mm 的石棉层，平均导热系数()℃m 15W/.0⋅=λ。

现用热电偶测得管内壁温度为500℃，最外层表面温度为80℃。

已知钢管的平均导热系数()℃m W/45⋅=λ，试求每米管长的热损失及两层保温层界面的温度。

（原题2）解：根据圆筒壁的热传导传热速率计算公式：33322211141333222111411112m m m m m m ni mii in r b r b r b t t πL S b S b S b t t S b t t Q λλλλλλλ++-=++-=-=∑=+ 式中：t 1=500℃，t 4=80℃，r 1=60/2-3.5=26.5(mm)，r 2=60/2=30(mm)，r 3=30+40=70(mm)，r 4=70+20=90(mm)，b 1=3.5mm ，b 2=40mm ，b 3=30mm ，λ1=45W/( m·℃)，λ2=0.07W/( m·℃)，λ3=0.15W/( m·℃)。

目录第一章流体流动与输送机械 (2)第二章非均相物系分离 (32)第三章传热 (42)第四章蒸发 (69)第五章气体吸收 (73)第六章蒸馏 (95)第七章固体干燥 (119)第一章 流体流动与输送机械1. 某烟道气的组成为CO 2 13％，N 2 76％，H 2O 11％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。

解：混合气体平均摩尔质量kg/mol 1098.2810)1811.02876.04413.0(33--⨯=⨯⨯+⨯+⨯=∑=i i m M y M ∴ 混合密度333kg/m 457.0)500273(31.81098.28103.101=+⨯⨯⨯⨯==-RT pM ρm m2．已知20℃时苯和甲苯的密度分别为879 kg/m 3和867 kg/m 3,试计算含苯40％及甲苯60％（质量％）的混合液密度。

解：8676.08794.012211+=+=ρρρa a m混合液密度 3kg/m 8.871=m ρ3．某地区大气压力为101.3kPa ，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa 。

若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？解：''表表绝＋p p p p p a a =+=∴kPa 3.15675)1303.101)(''=-==＋（－＋真表a a p p p p4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。

容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。

试计算液面到下方测压口的距离。

解：液面下测压口处压力 gh p z g p p ρρ+=∆+=10m 36.255.081.990010)4258(30101=+⨯⨯-=+ρ-=ρ-ρ+=∆∴h g p p g p gh p z题4 附图5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。

化工基础学习知识原理第二版规范标准答案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69.1，斯脱克斯区K 的上限为2.62 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2×10-5P 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 0.0231210t et d u ρμ--===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4000kg/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3.4×10-5 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。

1 .锅炉钢板壁厚61 = 20mm ,其导热系数儿=46.5W/〔m K 〕0假设粘附在锅炉内壁上的水垢层厚度为62=1mm ,其导热系数％ =1.162W/〔m .K 〕.锅炉钢板 外外表温度为t 1 =523K ,水垢内外表温度为t 3 =473K ,求锅炉每平方米外表积的传热速率,并求钢板内外表的温度t 2.〔原题1〕 解：该题为圆筒壁的热传导问题,如果设锅炉的半径为r ,那么r 1=r + 0.02, r 2 = r ,「3 = r —0.001 ,根据题意,可以得到「1球「2%「3 ,所以S m1也S m2,iS mi1 1S m1=523 - 3.874 0.002=506.3(K)46.52 .在一小60x3.5mm 的钢管外包有两层绝热材料,里层为 40mm 的氧化镁粉,平均导热系数 九= 0.07W/〔m 』C 〕；外层为 20mm 的石棉层,平均导热系数 九=0.15W/〔m 」C 〕.现用热电偶测得管内壁温度为500C ,最外层外表温度为80 Co 钢管的平均导热系数 九=45W/〔m 〕,试求每米管长的热损失及两层 保温层界面的温度.〔原题2〕由圆筒壁的导热速率方程:t 1-t n 1b i ■i S mi其中,t 产523K , t 3-473K , -1=46.5W/ m K , 2 =1.162W/ m K , b 1 0.02m ,b 2= 0.001m, S m1 上 S m2 =St 1 -t3523 -473 b 1 .匹 0.02 0.001 ■1 -246.5 1.162W/m 2 = 3.874W/m 2根据圆筒壁的导热速率方程：Q =b ibi qb i可以得到：t 2 =t i -q解：根据圆筒壁的热传导传热速率计算公式：式中：t i =500C , t 4=80 C , r i =60/2-3.5=26.5(mm) , r 2=60/2=30(mm),r 3=30+40=70(mm) , r 4=70+20=90(mm) , b i =3.5mm , b 2=40mm , b 3=30mm , 九=45W/( m -C), ；2=0.07W/( m C), a=0.15W/( m C).所以每米管长的热损失为：所以 t 3 = t 4 +Q x —b 3— = 80 +191.6 m ------------------ 20 ------------ =130.8 (C)L 2 管 3r m3 2 3.142 0.15 803 .有一列管式换热器,由38根4 25X 2.5mm 的无缝钢管组成,苯在管程流动, 由20c 加热到80C,苯的流量为10.2 kg/s,饱和蒸汽在壳程冷凝.试求：〔1〕 管壁对苯的对流传热系数？ 〔 2〕假设苯的流量提升一倍,对流传热系数将有何变 化？〔原题4〕解：〔1〕苯的定性温度 约出0=50 C,此状况下的物性为：2N=0.45mPa s, P=860kg/m 3, Cp =1.80kJ/〔kg 「C 〕,九=0.14W/〔m ,C 〕 根据公式：=0.023 —Re 0.8Pr 0.4d id i =0.020m,〔12〕苯的流量增加1倍后,4 .苯流过一套管换热器的环隙,自 20c 升高至80C,该换热器的内管规格为小19 mmx 2.5mm,外管规格为 小38 mmx 3 mm .苯的流量为 1800 kg/h,求苯 对内管壁的对流传热系数.t 1 -t4 b 〔b 2b 3'1 r m1- 2r m2' 3r m3二2 7tt 3 -t 4t>3,3r m3Re0.020 1.0 860 0.45 10“= 38222(湍流)解：苯的定性温度 20 80=50 C,此状况下的物性为:, 3N=0.45mPa .s, P=860kg/m , C p =1.80kJ/〔kg ,C 〕,九=0.14W/〔m ,C 〕 苯的流速为: 套管的当量直径为: 流体的雷诺数为:0.013 1.12 860 一出自、---------------- 3- = 27826 〔湍流〕0.45 10由此可得对流传热系数为: 与书上答案1794W/(m 2 ■℃路有不同.5 .常压下温度为120c 的甲烷以10 m/s 的平均速度在管壳式换热器的管间沿轴 向流动.离开换热器时甲烷温度为 30C,换热器外壳内径为190 mm,管束由 37根小19 mmx 2mm 的钢管组成,试求甲烷对管壁的对流传热系数.,.............. .....120 30…..............解：甲烷的平均温度=75C,此状况下的物性为2N=0.012mPa s, P=0.562kg/m 3 , Cp = 2.48kJ/〔kg C 〕,九=0.04W/〔m ,C 〕 列管换热器的当量直径为: 流体的雷诺数为:由此可得甲烷对管的对流传热系数为:6,温度为90c 的甲苯以1500kg/h 的流量通过蛇管而被冷却至 30C .蛇管的直c p =1.853kJ/〔kg C 〕,九=0.1238W/〔m - C 〕Re 二 d e u: 0.02547 10 0.562_ 30.012 10= 11928 〔湍流〕径为小57 mmx 3.5mm,弯曲半径为 、90 30解：甲苯的平均温度一^― =60C,0.6m,试求甲苯对蛇管的对流传热系数.此状况下的物性为:0 =0.3864mPa s , 8 = 831.8kg/m 3,流体的流速为：流体的雷诺数为：duP 0.05 0.255 831.8Re =——= --------------------- 3一= 27447 〔湍流〕」0.3864 10 多湍流时甲苯对直管的对流传热系数为：过渡流的校正系数：圆形弯管的校正系数为：甲苯对蛇管的对流传热系数为：77. 120C的饱和水蒸气在一根425M 2.5mm、长1m的管外冷凝,管外壁温度为80Co分别求该管垂直和水平放置时的蒸气冷凝传热系数.解：〔1〕当管垂直放置时,冷凝传热系数的计算方法取决于冷凝液在管外沿壁面向下流动时的流动型态.采用试差法,假定冷凝液为层流流动,那么：................. 120 80放膜温度为---------- 二100 C ,该温度下水的物性为R = 0.283mPa s ,2P=958.4kg/m3,九=0.683W/〔m、C〕冷凝温度为120C,此温度下水的相变始为：r =2205.2kJ/kg.所以可以计算根据此计算结果校核冷凝液膜的流动是否为层流.冷凝液膜流动雷诺数为：_ d°uP _ doG _ 〔4S/叼o km/S 〕4Q/〔r叼.〕4u垂直nd°l&Q /〔Ed.〕_ 4a垂直l「t e ■'■'■'■'J H代入相关数据后可以求得层流假定成立,以上计算有效.〔2〕当管水平放置时,直接用如下公式计算蒸汽冷凝传热系数:88.实验室内有一高为1m,宽为0.5m 的铸铁炉门,其外表温度为 600C ,室温 为20C .试计算每小时通过炉门辐射而散失的热量.如果在炉门前 50mm 处放置一块同等大小同样材料的平板作为隔热板,那么散热量为多少？如果将隔热板 更换为同等大小材料为已经氧化了的铝板,那么散热量有何变化？解：〔1〕不加隔热板时,铸铁炉门被四壁所包围,铸铁黑度为％ =0.78, Cu = &Co , 角系数Q N =1,根据〔2〕加隔热板后,辐射传热过程可以表示为：炉门 1 一隔热板3一墙壁2.炉门辐射散热量就是它对隔热板的辐射传热量〔1V 〕:炉门与隔热板相距很近,其辐射可以看作是在两极大的平面间进行,于是： C 12==C ——=5.669——=3.62,其角系数中央=1. 11_1,,一1 ；1；3 0.78 0.78隔热板对周围墙壁的辐射传热量〔3隹〕： 其中 C 3' = £3c o= 0.78 x 5.669 =4.42 ,我,=1.过程到达稳态时,Q 1J3 =Q 3工 将数据代入上述公式,可以得到 求出 T 3=718.39K = 443.24C所以热损失为：〔3〕如果将隔热板换为氧化的铝板,其黑度为 名3 =0.15,那么有可以仿照〔2〕的公式求取隔热板温度,然后计算热损失,也可以利用以下公式 直接求取：9 .现测定一传热面积为2m 2的列管式换热器的总传热系数 K 值.热水走管 程,测得其流量为1500kg/h,进口温度为80C,出口温度为50C ；冷水走壳程,测得进口温度为15C,出口温度为30C,逆流流动,试计算该换热器的K值 (原题6解：换热温差：热负荷为：所以换热器的总传热系数:1010.热气体在套管式换热器中用冷却水冷却,内管为 4 25x2.5m的钢管,冷水在管内湍流流动,对流传热系数为2000 W/(m2?K)0热气在套管环隙湍流流动, 对流传热系数为50 W/(m2?K).钢的导热系数为45.4 W/(m?K).试计算：(1) 管壁热阻占总阻力的百分数；(2)冷水流速提升一倍,那么总传热系数有何变化？(3)气体流速提升一倍,那么总传热系数有何变化？(原题8)解：(1)根据题意管壁热阻占总阻力的百分数：(2)冷水流速提升1倍后,管内的对流传热系数变为：总传热系数为：(3)气体流速提升1倍后,管外的对流传热系数变为：总传热系数为：1111 .实验测定管壳式换热器的总传热系数时,水在换热器的列管内作湍流流动, 管外为饱和水蒸汽冷凝.列管由直径为4 25x2.5mm的钢管组成.当水的流速为1m/s时,测得基于管外外表积的总传热系数K o为2115 W/( m2 C)；假设其它条件不变,而水的速度变为1.5m/s时,测得K o为2660 W/( m2：C).试求蒸汽冷凝传热系数.假设污垢热阻可以忽略不计.解：设水流速为1m/s时,叫用1M1.0表示,K用K1.0表示；速度为1.5m/s时,口i用%.5表示,K用K1.5表示.由总传热系数的计算式可以得至IJ:1 1 _ d o 1 1 1两式相减,可以得至IJ:K1.0 K15 d i .-1.0 1.5其中,K 1.0=2115 W/(m 2 -C ), K 1.5 =2660 W/( m 2：C ), d o=25mm,d i =20mm .根据流体在圆形直管内做湍流时的对流传热系数关系式,可以得到: 由以上两个式子可以求得2 c 2 c0t l .0 =3569 W/( m2-C), 0t l .5 =4936 W/( m 2 C)o,_ 一 11 de b de 1 一. 2根据——= ------- °+—-- +一,其中 K IO =2115 W/( m -C), d .=25mm,K 1.0 ：-1.O d i ■ d m :, o2 .d i =20mm, d m =22.5mm, b=2.5mm,烂45W/( m C), «1.0 =3569 W/( m C). 可以求得% =15900W/(m 2 C ]1212 .某套管式换热器用于机油和原油的换热.原油在套管环隙流动,进口温度为120C,出口温度上升到160C ；机油在内管流动,进口温度为 245C,出口 温度下降到175 Co(1)试分别计算并流和逆流时的平均温度差；(2)假设机油质量流量为0.5kg/s,比热为3kJ/ (kg?C),并流和逆流时的总 传热系数K 均为100 W/(m 2?K),求单位时间内传过相同热量分别所需要的传热 面积.(原题5)解：(1)逆流时： 并流时：(2)逆流时换热面积：并流时换热面积:1313.某列管换热器由多根小25X 2.5mm 的钢管组成,将流量为15吨/小时的苯由 20c 加热到55C,苯在管中流速为0.5m/s,加热剂为130c 的饱和水蒸气在管外 冷凝,其汽化潜热1-l 1.0-■ 1.5d i r 1 1 x 20r 1 1 、…2 =- ---------- - ------ =- ------------ - -------- 1 = 7.76父10 [ ( m d o <K 1.0 K 15 , 25 <2115 2660)・C)/ W]为2178kJ/kg,苯的比热C p=1.76kJ/(kg?K),密度p=858kg/m3, 粘度p=0.52M0-3Pa?s,导热系数入=0.148W/(m?K)热损失、管壁及污垢热阻均忽略不计,蒸汽冷凝的OF104W/(m2?K).试求：(1)水蒸气用量(kg/h); (2) 传热系数K (以管外外表积为基准)；(3)换热器所需管数n及单根管长度L 解：(1)加热冷流体苯所需要的热量水蒸汽用量：(2)流体在管内强制湍流传热系数苯的平均温度曳上20=37.5 C,此状况下的物性为：2N=0.52mPas, P=858kg/m3, Cp =1.76kJ/(kg 'C ), >“ = 0.148W/(m C )带入叫表达式有：(3)由于所以可以求得n =31换热面积：S0=—Q—K oAm又So =nid°l1414.在一套管式换热器中用水逆流冷却热油,换热器的传热面积为3.5m2. 冷却水走管内,流量为5000kg/h,流动为强制湍流,入口温度为20C；热油走套管环隙,流量为3800kg/h,入口温度为80C,其比热C p=2.45kJ/(kg?K)0已知两流体的对流传热系数均为2000W/(m2 K 管壁厚度、管壁热阻、污垢热阻均可以忽略.试计算冷热流体的出口温度.如果由于工艺改良,热油的出口温度需要限制在35c以下,当通过提升冷却水流量的方法来实现时,冷却水的流量应限制为多少？解：(1)原工况下:以上两式整理化简后可以得到: 此题中,t i =20C, T i =80C, W h =3800kg/h, W c =5000 kg/h,c ph =2.45 kJ/(kg?K), c pc =4.18 kJ/(kg?K),3800 2.45 二 0.4455 5000 4.18又 W c C pc t 2-t 1=W h C ph 「-T 2联立上述两式,可以求得 T 2=39.9C, t 2=37.8C (2)在新工况下,联立上述方程式,试差求解得到Wc=7135kg/h1515.某列管换热器由多根(|)25X 2.5mm 的钢管组成,管束的有效长度为 3.0m . 通过管程的流体冷凝壳程流量为 5000kg/h 、温度为75c 的饱和有机蒸汽,蒸汽 的冷凝潜热为310kJ/kg,蒸汽冷凝的对流传热系数为 800 W/(m 2?K).冷却剂在 管内的流速为0.7m/s,温度由20c 升高到50C,其比热为C p =2.5kJ/ (kg K), 密度为尸860kg/m 3,对流传热系数为2500 W/(m 2?K).蒸汽侧污垢热阻和管壁 热阻忽略不计,冷却剂侧的污垢热阻为0.00055 m 2?K / W .试计算该换热器的传 热面积并确定该换热器中换热管的总根数及管程数.解：有机蒸汽冷凝放热量： 传热温差 总传热系数： 所需的换热面积： 冷却剂用量：每程换热管的数目: 管程数为： 取管程数为4总管数目：门总=nMN =30父4=1201616.在一台管壳式换热器中,壳方120c 的水蒸汽冷凝将一定流量的空气由20c 加热到80 C,空气的对流传热系数“i =l00W/ 〔m 2?C 〕.换热器由425M 2.5mm , L=6m 的100根钢管组成.现由于工艺需要,空气流量增加50% ,要维持对空气的加热要求,有人建议采用如下四种举措：〔1〕将管方改为双程,〔2〕增加管长到8m, 〔3〕将管束改为ei9x2mm 的规格,所以上8 T2- t 1二expKS W h C ph1 W h C ph-W c C pc=exp 1000M3.5% c/6d(1 - 0.4455)3800 3 ----- x 2.45父 10 <3600= 2.12〔4〕将蒸汽温度提升到124C.蒸汽的量足够,试通过定量计算,必要时作合理简化, 说明上述举措能否满足需要.解：原工况下：S o=n[:d o l =100 3.142 0.025 6m2-47.12m2流量增加40%后：Q'=Qx1.4 =271.5 M1.4kW=380.1kW举措之一：将管方改为双程：传热系数换热面积与传热温差不变,所以热负荷：Q'-K o S o：t m-200.5 47.12 65.48W =618.8kW 380.1kW ,故满足要求.举措之二：增加换热管长：传热系数l' 8 2 2换热面积S o =S o—=47.12 m -62.83m l 6传热温差不变,所以热负荷：Q'=K o S o：t m=115.2 62.83 65.48W -473.9kW 380.1kW ,故满足要求.举措之三：改为19父2mm的换热管：对流传热系数,流量不变的情况下,改变管径,对流传热系数与管径的-1.8次方成正比,再考虑改变流量的情形,所以有：di 15 2 2传热系数：K o=%-L=241.6M — W/〔m C 〕=190.7W/〔m C 〕d o 19换热面积：S；=n「：d o l =100 3.142 0.019 6m2-35.81m2热负荷:Q'= K o S o .：t m =190.7 35,81 65.48W = 447.4kW . 380.1kW ,故满足要求.举措之四：提升蒸汽温度:T -t i , 120 -20 八〜…K o S o所以 In ------- = In ----------- =0.9163 = --------- T -t 2 120- 80 W c C pc可以求得T s =124.3C ,此时蒸汽压力为230kPa注：无论是何种举措,蒸汽流量需要增加 40%,满足热量衡算的要求.所以〔1〕满足〔2〕满足〔3〕满足〔4〕不满足.17. 一列管换热器〔管径 .25X2.5mmmm 〕,传热面积 12m 2 〔按管外径计,下同〕.今拟 使80c 的饱和苯蒸汽冷凝、冷却到 45 Co 苯走管外,流量为 1kg/s ；冷却水走管内与苯逆 流,其进口温度为 10C,流量为 5kg/so 已估算出苯冷凝、冷却时的对流传热系数分别为1500W/〔m 2 K X 870W/〔m 2 K 〕;水的对流传热系数为 2400W/〔m 2 K 取水侧的污垢热阻为0.26 M0-3 m 2 K/W ,并忽略苯侧的污垢热阻及管壁热阻.问此换热器是否可用？ 水、液体苯的比热分别为 4.18 kJ/〔kg K y 1.76 kJ/〔kg ,K 〕；苯蒸汽的冷凝潜热 r =395 kJ/kg .(原题 11)解：欲求换热器是否可用,可计算该换热器的传热面积是否够用. 苯在管外发生 冷凝、冷却,所以换热过程可以分成两个过程.〔1〕在冷却过程中,管外流体为 80 c 的苯液体冷却到出口温度 45 C,而管内 的冷却水从入口温度10 c 加热到一定的温度,设为t m .根据热负荷计算公式Q=Q c=Q h,可以得到：其中,W c =5k g / s C pc = 4.18kJ/〔kg K 〕 , t 1 =10 C , W h = 1k g / sC ph =1.76kJ/(kg K ), T m=80C, 丁2=45℃,该过程的对数平均温差为:所以,t m = t1 ■W h C ph Tm -T 2 1 1.76 80-45 ------------------ =10 -------------------------- W c C pc 5 4.18 =13 (C)=501 W/ m 2 K 1该过程的热负荷为:该过程所需要的换热面积为:(2)在冷凝过程中,管外流体为 80 c 的苯蒸汽冷凝为80 c 的饱和液体,而管内的冷却水从入口温度13 c 加热到出口温度,设为t 2根据热负荷计算公式Q = Q c = Q h ,其中 Q h2 =W r =1 395kW =395kW所以,t 2 =t m +-^=13+^95-=32 C W c C pc 5 4.18该过程的对数平均温差为:该过程的总传热系数为:=-tm1 t i - t 2 T 2 -t i - T m-t m 45 -10 - 80-13 J-t 2 T 2 - t 1 ln --------- T -t m m ln380-13 = 49.3 (C)该过程的总传热系数为:其中,四=2400W/(m 2 K ), d o = 25mm ,d i =25 -2.5 2 = 20(mm),o b b d - R si -0.26 10 与m 2 K/W o =0, R so =0 , , d i:o1 =870W/ m 2K所以,K OI 1 d o _ d o b d o 1 R si 丁 ~ 「 i d i d i ' d mR — so1 0(, —25 0.26 10.〞 0 0 —2400 20 20870 -t m2 △L - t 2 T I -t 2 - T m -t m 80 - 32 - 80 - 13 ln^^ T m - t m 80-32 ln =57 (C)80-13=661 W/ m 2 K 1该过程所需要的换热面积为:所以,该换热过程总共需要的换热面积为： S o =S o1 S o2 =2.5 10.4 =12.9(m 2)>12m 2 所以该换热器不符合要求. K o2 H R si d o ：i d i d i 1 R so 一 ：- o2 募条0由10葭3.+高。

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 105x 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PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)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（C5H12）和正己烷（C6H14）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C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8322.8 341.9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C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(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-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。

化工基础学习知识原理第二版规范标准答案第二章习题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 Pa =-?表压 52 1.5210p Pa =?(表压) 12u u = ,120f H -=∑则泵的有效压头为：521213(1.520.247)10()0.418.41109.81e p p H z z m g ρ-+?=-+=+=? 泵的效率32618.4110100%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。

第二章化工知识复习题及答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、装过煤油、汽油或油脂的容器焊接时，应先用热( )冲洗，再用蒸气吹洗，确信干净后方可焊接A、酸水B、盐水C、水D、碱水正确答案：D2、以高聚物为基础，加入某些助剂和填料混炼而成的可塑性材料，主要用作结构材料，该材料称为( )A、橡胶B、塑料C、合成树脂D、纤维正确答案：B3、控制阀在实际运行时阀位应当在( )为适宜A、30%~80%B、20%~80%C、20%~100%D、15%~90%正确答案：A4、对可逆反应来说，其正反应和逆反应的平衡常数之间的关系为( )A、相等B、二者正、负号相反C、二者之和为1D、二者之积为1正确答案：D5、自动控制系统中完成比较、判断和运算功能的仪器是( )A、变送器B、执行装置C、检测元件D、控制器正确答案：D6、塑料的组成以( )为主，还含有一定量的填料、增塑剂、着色剂及其他各种添加剂等A、苯二甲酸甲酯B、合成树脂C、滑石粉D、玻璃纤维正确答案：B7、化工工艺通常可分为( )A、无机化工、基本有机化工、精细化学品工艺B、无机化工、基本有机化工和高分子化工工艺C、无机化工和基本有机化工工艺D、无机化工、基本有机化工、高分子化工、精细化学品制造正确答案：D8、精馏过程设计时，增大操作压强，塔顶温度( )A、减小B、不变C、不能确定D、增大正确答案：D9、在测定离心泵性能时，若将压强表装在调节阀后面，则压强表读数p2，将( )A、随流量增大而先增大后减小B、随流量增大而减小C、随流量增大而基本不变D、随流量增大而增大正确答案：D10、从地下开采出未经炼制的石油叫原油，原油中( )含量一般较少，它主要是在二次加工过程中产出的A、不饱和烃B、芳香烃C、烷烃D、环烷烃正确答案：A11、化学反应过程中生成的目的产物占某反应物初始量的百分数表示( )A、产率B、平衡转化率C、总转化率D、单程转化率正确答案：A12、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是( )A、管壁热阻B、管外对流传热热阻C、污垢热阻D、管内对流传热热阻正确答案：C13、气瓶附件包括( )A、气瓶专用爆破片、安全阀B、易熔合金塞、瓶阀C、瓶帽、防震圈D、以上全部正确答案：D14、( )在管路上安装时，应特别注意介质出入阀口的方向，使其“低进高出”A、截止阀B、旋塞阀C、闸阀D、蝶阀正确答案：A15、使用安全信息是一种安全措施它是用文字、标志、符号、信号、图标等形式，向使用者传递信息，通告或警告使用者机器的危险在需要设置安全防护装置的危险点，使用安全信息( )安全防护装置A、可以设置也可以不设置B、可以代替设置C、不能代替设置D、没必要设置正确答案：C16、在热电偶测温时，采用补偿导线的作用是( )A、冷端温度补偿B、热电偶与显示仪表的连接C、热端温度补偿D、冷端的延伸正确答案：D17、滴定速度偏快，滴定结束立即读数，会使读数( )A、可能偏高也可能偏低B、偏低C、偏高D、无影响正确答案：C18、电极电位对判断氧化还原反应的性质很有用，但它不能判断( )A、氧化还原反应的速率B、氧化还原反应的方向C、氧化还原能力的大小D、氧化还原反应的完全程度正确答案：A19、套管换热器逆流水冷却某物料，要求热流体的温度T2及流量不变今因冷却水进口温度t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量W2，其结果( )A、K增大，Δtm不变B、Q不变，K增大，Δtm不确定C、Q增大，Δtm下降D、Q不变，Δtm下降，K增大正确答案：D20、二甲醚沸点为-24.9℃，产品取样时使用( )承载样品A、取样瓶B、钢瓶C、收集瓶D、广口瓶正确答案：B21、磷的存放和使用，正确的是( )A、直接投入醇进行酯化反应B、不用防潮C、直接烘干D、密封干燥保存正确答案：D22、自控仪表系统使用齐纳式安全栅，工厂必须要有专门的本安接地系统，本安电路的接地电阻必须小于( )A、0.5ΩB、1ΩC、21ΩD、10Ω正确答案：B23、防爆型仪表不能在( )打开外盖维修A、搬动时B、清洗时C、大修时D、通电时正确答案：D24、滴定分析所用的标准溶液是( )A、用于滴定分析的溶液B、用基准试剂配制的溶液C、确定了准确浓度、用于滴定分析的溶液D、确定了浓度的溶液正确答案：C25、一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，产生的流动阻力将为原来的( )A、1/32B、1/8C、1/4D、1/2正确答案：A26、下列电子构型中，属于原子基态的是( )A、ls22s22p63s23p63d1B、ls22s22p63s'4s1C、1s22s'2p1D、1s22s2正确答案：D27、正确储存金属钠的方式是( )A、放入卤代烃中B、放入水中C、浸入煤油中D、露天堆放正确答案：C28、加大回流比，塔顶轻组分组成将( )A、不变B、变大C、忽大忽小D、变小正确答案：B29、在化工生产过程中常涉及的基本规律有( )A、物料衡算、热量衡算和过程速率B、热量衡算和平衡关系C、物料衡算、热量衡算、平衡关系和过程速率D、物料衡算和热量衡算正确答案：C30、在正常状态和故障状态下，电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物的仪表称为( )仪表A、增安型B、特殊型C、本安型D、隔爆型正确答案：C31、严重的雾沫夹带将导致( )A、塔压增大B、板效率提高C、液泛D、板效率下降正确答案：D32、以下有关空间速率的说法，不正确的是( )A、空速越大，单位时间单位体积催化剂处理的原料气量就越大B、空速的大小影响反应的选择性与转化率C、空速减小，原料气与催化剂的接触时间增加，主反应的选择性提高D、空速增加，原料气与催化剂的接触时间缩短，转化率下降正确答案：C33、碱性很弱的胺类，用酸碱滴定法测定时，常选用溶剂( )A、酸性B、中性C、碱性D、惰性正确答案：A34、当压力容器的介质不纯净、易于结晶或聚合，一般用( )泄压装置A、爆破片B、易熔塞C、熔化型安全泄压装置D、安全阀正确答案：A35、将电气设备金属外壳与电源中性线相连接的保护方式称为( )A、工作接地B、保护接零C、保护接地D、工作接零正确答案：B36、液体密度与20℃的清水差别较大时，泵的特性曲线将发生变化，应加以修正的是( )A、轴功率B、扬程C、效率D、流量正确答案：A37、信号灯的颜色为红色一般不能表示( )A、良好状态B、存在危险或紧急状况C、故障状态D、报警正确答案：A38、《工业企业设计卫生标准》规定生产环境空气中氨的最高允许浓度是( )mg/m3A、50B、30C、40D、20正确答案：B39、下列物质常温下可盛放在铁制或铝制容器中的是（( )A、硫酸铜B、浓盐酸C、浓硫酸D、稀硝酸正确答案：C40、密度为850kg/的液体以D.5的流量流过输送管，其质量流量为( )A、170kg/hB、1700kg/hC、425kg/hD、44250kg/h正确答案：D二、多选题（共20题，每题1分，共20分）1、蒸发操作中消耗的热量主要用于( )A、加热原料液B、气化溶剂C、补偿热损失D、析出溶质正确答案：ABC2、为防止腐蚀或堵塞换热器，循环水中常加入水质稳定剂，主要有( )A、阻垢剂B、缓蚀剂C、杀菌剂D、悬浮剂正确答案：ABC3、下列叙述正确的是( )A、误差是以真值为标准的，偏差是以平均值为标准的B、对某项测定来说，它的系统误差大小是可以测定的C、某项测定的精度越好，其准确度也越好D、标准偏差是用数理统计方法处理测定数据而获得的正确答案：ABD4、塔板上汽液接触可分为几种类型( )A、泡沫接触B、鼓泡接触C、蜂窝状接触D、喷射接触正确答案：ABCD5、以下说法不正确的是( )A、仓库内应该安装碘钨灯B、配电箱内所用的保险丝应该越粗越好C、当发现实验室楼道安全出口上锁、遮挡，或者占用、堆放物品影响疏散通道畅通时，应立即向实验室负责老师和院主管负责人汇报D、任何人都可以在实验室进行电焊操作正确答案：ABD6、下列方法中，( )能用来制取乙烯A、甲烷氧气高温反应B、催化裂解C、管式炉裂解D、乙醇脱水正确答案：BCD7、为缩短倒空置换时间，在乙烯装置停车方案中应对（)作出合理安排，并严格按方案实施，以免影响到装置的检修安全性和总体进度）采用( )A、人力B、用氮C、物力D、用水正确答案：ABC8、下列说法中正确的是( )A、当溶液浓度变大时其最大吸收波长变长B、在一定波长下，当溶液浓度变小时其吸光度变小C、吸收皿的厚度扩大一倍，其摩尔吸光系数缩小一半D、若改变入射波长，则摩尔吸光系数也改变正确答案：BD9、下列说法正确的是( )A、多效蒸发时，后一效的压力一定比前一效的低B、多效蒸发时效数越多，单位蒸气消耗量越少C、多效蒸发时效数越多越好D、大规模连续生产场合均采用多效蒸发正确答案：ABD10、调节阀的工作流量特性与下列因素中的( )有关A、配管情况B、阀芯曲面形状C、阀座的面积D、阀前后压力情况正确答案：ABD11、加氢反应尾气中有未完全反应的( )在排放时易引发着火或爆炸A、氢气B、氧气C、其他杂质D、甲烷正确答案：AC12、光气遇水会发生水解反应，但速率很慢，水解不完全，用催化剂可全部水解工业上采用的主要方法有( )A、α-氧化铝法B、SN-7501催化剂法C、活性炭法D、ϒ-氧化铝法正确答案：ABCD13、作为基准物质应具备下列条件中哪几条( )A、最好具有较大的摩尔质量B、易溶解C、必须有足够的纯度D、稳定正确答案：ABCD14、氯碱工业化盐工段的最主要中间控制工艺指标有( )A、SSB、钙镁离子C、氯离子D、氢氧根离子正确答案：AB15、聚合物颗粒粗的原因( )A、投料计量不准确B、分散剂少加或漏加C、单体含酸或水pH值低D、分散剂变质正确答案：ABCD16、下列说法错误的是( )A、蒸发与蒸馏相同的是整个操作过程中溶质数不变B、蒸发操作时，单位蒸汽消耗量随原料液温度的升高而减少C、在一个蒸发器内进行的蒸发操作是单效蒸发D、加热蒸汽的饱和温度一定高于同效中二次蒸汽的饱和温度正确答案：AC17、下列是干燥过程中使用预热器的目的是( )A、增大空气的吸湿能力B、提高空气露点C、提高空气干球温度D、降低空气的相对湿度正确答案：ACD18、下列哪个因素会影响旋转真空过滤机的生产能力( )A、过滤时间B、转速C、过滤面积D、浸没角正确答案：BCD19、合成氨工艺一段炉烘炉升温的主要风险有( )A、超温B、窒息C、泄漏正确答案：ABCD20、下列做法的目的与反应速率有关的是( )A、用冰箱冷藏食物B、在糖果制作过程中添加着色剂C、在化学反应中加入合适的催化剂D、向食盐中添加碘酸钾正确答案：AC三、判断题（共40题，每题1分，共40分）1、当吊运过程中，如果突然停电，应立即将所有控制器扳回零位，切断总开关，然后再采取其他安全措施( )A、正确B、错误正确答案：A2、在机器运行的正常状态下没有危险，只有非正常状态才存在危险( )A、正确B、错误正确答案：B3、在无相变的对流传热过程中，减少热阻的最有效措施是降低流体湍动程度( )A、正确B、错误正确答案：B4、实际气体的压缩系数Z＝1时，可以作为理想气体处理( )A、正确B、错误正确答案：A5、入罐作业前的安全分析，当被测气体密度大于空气密度时，取中上部气样；当小于空气密度时，取中下部气样( )A、正确B、错误正确答案：B6、对流传热过程是流体与流体之间的传热过程( )A、正确正确答案：B7、相对湿度越低，则距饱和程度越远，表明该湿空气的吸收水汽的能力( )A、正确B、错误正确答案：B8、将石油加工成各种石油产品的过程称为石油炼制( )A、正确B、错误正确答案：A9、对流干燥速率的快慢只取决于传热，与干燥介质无关( )A、正确B、错误正确答案：B10、为防止往复泵、齿轮泵超压发生事故，一般应在排出管线切断阀前设置安全阀( )A、正确B、错误正确答案：A11、pH＜7的雨水一定是酸雨( )A、正确B、错误正确答案：B12、当溶液中氢氧根离子大于氢离子浓度时溶液呈碱性( )A、正确B、错误正确答案：A13、低温甲醇对原料气中的氢气和一氧化碳完全没有吸收效果( )（）A、正确B、错误正确答案：A14、氨水溅入眼睛时，应立即采取的急救措施是送往医院( )A、正确正确答案：B15、离心泵的扬程与转速的平方根成正比关系( )A、正确B、错误正确答案：B16、电阻温度计在温度检测时，有时间延迟的缺点( )A、正确B、错误正确答案：A17、稀硫酸被加热沸腾时，只有水蒸气放出( )A、正确B、错误正确答案：A18、管式裂解炉最易结焦的部位是出口处和弯头处( )A、正确B、错误正确答案：A19、橡胶成型的基本过程包括：塑炼、混炼、压延和挤出、成型和硫化等基本工序( )A、正确B、错误正确答案：A20、多效蒸发与单效蒸发相比，其单位蒸汽消耗量与蒸发器的生产强度均减少( )A、正确B、错误正确答案：A21、校准电子电位差计时，校对完检流计的机械零位和电气零位后，使用中可以移动( )A、正确B、错误正确答案：B22、298K时，石墨的标准摩尔生成焓ΔH等于零( )B、错误正确答案：B23、O3能杀菌，故空气中O3的量即使较多也有益无害( )A、正确B、错误正确答案：B24、计算机的硬件主要包括存储器、控制器、运算器和输入输出设备( )A、正确B、错误正确答案：A25、汞量法测定氯离子时排出的废液直接倒人下水道( )A、正确B、错误正确答案：B26、化工产品生产中，若每小时投入的某种原料量增加10％，结果发现单程收率不变，说明反应为目的产物的该原料量增加10％( )A、正确B、错误正确答案：A27、鲁姆斯裂解制乙烯装置急冷系统采用先水冷后油冷( )A、正确B、错误正确答案：A28、管路相遇的避让原则是：分支管路让主干管路；小口径管路让大口径管路；有压力管路让无压力管路；高压管路让低压管路( )A、正确B、错误正确答案：B29、压力容器强度是指容器在确定的压力或其他外部载荷作用下，抵抗破裂的能力( )A、正确B、错误正确答案：B30、热电阻的线路电阻配制应包括热电阻本身( )A、正确B、错误正确答案：B31、根据工作需要，可以用自耦变压器替代隔离变压器使用( )A、正确B、错误正确答案：B32、物料在干燥过程中，若临界含水量值越大便会越早的转入降速干燥阶段，使在相同的干燥任务下所需的干燥时间越短( )A、正确B、错误正确答案：B33、自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的( )A、正确B、错误正确答案：B34、乙炔发生器或回火防止器的水冻结时，应用火焰烘烤溶化( )A、正确B、错误正确答案：B35、对热电阻与桥路的连接要优先采用三线制接法，这样可以减少连接导线电阻变化引起的误差( )A、正确B、错误正确答案：A36、凡是吉布斯函数改变值减少＜0）的过程，就一定是自发过程( )A、正确B、错误正确答案：B37、萃取塔操作时，流速过大或振动频率过快易造成液泛( )A、正确B、错误正确答案：B38、因工艺生产负荷提高导致原控制系统控制阀最大流通能力不能满足要求，在打开控制阀旁路阀后，原控制系统能自动调节，但调节品质下降( )A、正确B、错误正确答案：A39、苯、甲苯、乙苯都可以使酸性KMnO，溶液褪色( )A、正确B、错误正确答案：B40、压力容器的使用寿命取决于容器的疲劳寿命和腐蚀速率等( )A、正确B、错误正确答案：A。

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222331223140010094946010/(0.90.000723010/(0.30.0003)22t t t C t t t t ----=⇒=++⨯+⨯⨯+⨯o 热通量2121689/14009490.40/0.970.00072t 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：1332112211ln 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。

4．蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层,设外层的平均直径为内层的两倍。

其导热系数也为内层的两倍。

若将二层材料互换位置,假定其他条件不变,试问每米管长的热损失将改变多少?说明在本题情况下,哪一种材料包扎在内层较为适合?解：设外层的平均直径为2m d ，内层平均直径为1m d ，则212m m d d =且212λλ=。

化工原理上册课后习题及答案精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】第一章：流体流动二、本章思考题1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度d/ 的关联图分为4个区域。

每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h与流速u的一次方成正比？哪个区域的f h与2u成正比？光滑管流动时的摩擦损失f h与u的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。

已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。

压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。

已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。

试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。

第二章 流体流动与输送1、一个工程大气压是 9.81⋅104Pa ，一个工程大气压相当于多少毫米汞柱？相当于多少 米水柱？相当于密度为 850kg ⊕ m 3的液体多少米液柱？解：已知：〉Hg = 13600 kg ⊕ m 3〉 3H 2O = 1000 kg ⊕ m〉料 = 850 kg ⊕ m 3求：h Hg 、 h H 2O 、h 料〉 = 9.81⋅104Pa 因；P = 〉Hg ⊕ g ⊕ h Hg = 〉 ⊕ g ⊕h H 2O = 〉料 ⊕ g ⊕ h 料PH 2O ⋅ 4 所以：h Hg =〉 ⊕g= 9.81 10 ⋅ = 0.735mHg = 735mmHg Hg13600 9.81⋅4 h = P = 9.81 10 = 10.0mH OH 2O 〉 ⊕ ⋅ 2 H 2Og 1000 9.81⋅ 4h 料 = P = 9.81 10 = 11.8m 液柱〉 ⊕g⋅ 料 850 9.812、一个物理大气压是 760 毫米汞柱，问其相当于多少 Pa ？相当于多少米水柱？ 解：因P = 〉Hg ⊕ g ⊕ h Hg = 〉H 2O ⊕ g ⊕ 〉 ⊕h h H 2O⋅所以： h H 2O = -13Hg Hg 〉 = -1313600 0.760 = 10.33mH 2OH O-131000 2P = h Hg ⊕ 〉Hg ⊕ g = 13600 ⋅ 0.760 ⋅ 9.81 = 1.013 ⋅ 105Pa3、在附图所示的气柜内盛有密度为0.80kg ⊕ m 3的气体，气柜与开口U 形管压差计相连， 指示液水银面的读数R 为 0.4m ，开口支管水银面上灌有一段高度R 2为 0.01m 的清水。

左侧水 银面与侧压口中心 线垂 直距离，试求测压口中心截面 处的绝对压强。

（当地大气压m强为 3，水银密度解：设大气因1.01 Pm33PP mn武汉大学取水的密度〉H2O = 1000kg ⊕P A = Pa + R2 〉H2O g + R〉Hg g h〉气g （3）= 1.0133 ⋅ 105 + 0.01 ⋅ 1000 ⋅ 9.81 + 0.4 ⋅ 13600 ⋅ 9.81 0.76 ⋅ 0.8 ⋅ 9.81= 154788.5PaH 1.55 ⋅ 105Pa由于〉气 < 〉Hg 及〉气 < 〉H 2O ，且R 2值很小，故在工程计算中往往略去式（3）中R 2 〉H 2O g及h 〉气g 两项，即将式（3）简化为：P A = Pa + R 〉Hg g= 1.0133 ⋅ 105+ 0.4 ⋅ 13600 ⋅ 9.81= 154696.4 H 1.55 ⋅ 105Pa4、用 U 形管压力计测容器内的压力（如附图）。

化工原理马晓迅第二章答案1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（） [单选题] *A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值。

B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异。

C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。

(正确答案)D、要提高K值，应从降低最大热阻着手。

2、揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（）。

[单选题] *A、斯蒂芬-波尔兹曼定律；B、克希霍夫定律；(正确答案)C、折射定律；D、普郎克定律。

3、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是（）。

[单选题] *A、不可行的；(正确答案)B、可行的；C、可能行，也可能不行；D、视具体情况而定。

4、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法：①加热器应置于该空间的上部；②冷凝器应置于该空间的下部；正确的结论应该是（）。

[单选题] *A、这两种说法都对；B、这两种说法都不对；(正确答案)C、第一种说法对，第二种说法错；D、第二种说法对，第一种说法错；5、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。

[单选题] *A、管壁热阻；B、污垢热阻；(正确答案)C、管内对流传热热阻；D、管外对流传热热阻；6、热油和水在一套管换热器中换热，水由升至。

若冷流体为最小值流体，传热效率0.65，则油的入口温度为（）。

[单选题] *A、104度；(正确答案)B、130度；C、95度；D、85度；7、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。

[单选题] *A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；(正确答案)B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C、热射线和可见光一样，都服从折射定律；D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变；8、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为C，出口温度为C，冷水进口温度为C，出口温度为C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（）。

★习题：蒸馏是分离 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的 ，分离的条件是 。

答案： 均相液体混合物 挥发性差异 造成气液两相系统 ★习题：在t-x-y 图中的气液共存区内，气液两相温度 ，但气相组成 液相组成，而两相的量可根据 来确定。

答案： 相等 大于 杠杆规则 ★习题：当气液两相组成相同时，则气相露点温度 液相泡点温度。

答案： 大于 （每空1分） ★习题：双组分溶液的相对挥发度α是溶液中 的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示 。

物系的α值愈大，在x-y 图中的平衡曲线愈 对角线。

答案： 易挥发组分 难挥发组分 不能用普通蒸馏方法分离 远离 ★习题：工业生产中在精馏塔内将 过程和过程有机结合起来而实现操作的。

而 是精馏与普通精馏的本质区别。

答案： 多次部分气化 多次部分冷凝 回流 ★习题：精馏塔的作用是 。

答案： 提供气液接触进行传热和传质的场所。

★习题：在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为 ，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为 ，其作用是 。

答案： 精馏段 提浓上升蒸汽中易挥发组分 提馏段 提浓下降液体中难挥发组分 ★习题：离开理论板时，气液两相达到 状态，即两相 相等， 互成平衡。

答案： 平衡 温度 组成 ★习题：精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1） 和（2） 。

答案： 塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶 （每空2分，共4分） ★习题：精馏过程回流比R 的定义式为 ；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为 ；而 R= 时，所需理论板数为∞。

答案： R= D L∞ 全回流 Rmin精馏塔有进料热状况，其中以进料q值最大，进料温度泡点温度。

答案：五种冷液体小于★习题：某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于，馏出液流量等于，操作线方程为。

答案：∞零y n+1=x n★习题：在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及y2,x2；则它们的大小顺序为最大，第二，第三，而最小。