任务5连续操作管式反应器的计算精
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化学工程基础答案李德华【篇一:化学工程基础习题答案(武汉大学第二版)】 1.解:pvac?po ?p绝即13.3?10?3pa?98.7?10?3?po?p绝?p.4?10?3pa 绝?85pa?p?po?85.4?10?3pa?98.7?10?3pa??13.3?10pa?32.解:?de?4??(d1?d2)?70?d1??d2d12??2d23.解:对于稳定流态的流体通过圆形管道,有u21?2d 1d 22?2若将直径减小一半,即d 1?u21?42即液体的流速为原流速的4倍.4.解:lu2hf????d2gl1u12hf1??1??d12ghf2l2u22??2??d22ghf2hf1l2u22?2??d22g?l1u12?1??d12g64?du????u2?4u1,l1?l2,d1?2d264?l2u22??d2u2?d22g?64?l1u12??d1u1?d12g64?l2u22??d2u2?d22g?(u2)2l64??1?2g2d2u2?2d24?111??2?21641?16hf2hf1hf2hf1hf2hf1hf2?16hf1即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解:1)雷诺数re??ud?其中??1000kg?m?3,u?1.0m?s?1d?25mm?25?10?3m??1cp?10?3ps?s故re??ud?1000?1.0?25?10?3? ?310?25000故为湍流。
2)要使管中水层流,则re?20001000?25?10?3m?u?2000 即re??310解得u?0.08m?s?17.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22p1u1p2u1z1???z2???hf ?g2g?g2g其中z1?10m,z2?2m;p1?p2;u1?0;hf??hgf2u216.15u2?则10?2? 2?9.89.8解得1)a-a′截面处流量u?u2u?2.17m?s?12)qv?au?其中a??d2??3.14?(100?10?3)2?7.85?10?3m2 u?2.17m?s?11414qv?7.85?10?3?2.17?3600?61.32m38.解:对1-1′截面和2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???z2?? ?g2g?g2g其中z1?z2,p1?1mho??gh12u1?0.5m?s?1,p1??gh2 d120.2u2?2u1?()2?0.5?2.0m?s?1d20.10.5222?h???0.19m2?9.82?9.815.解:选取贮槽液面为1-1′截面,高位槽液面为2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中:z1?2m,z2?10m;u1?u2?0p1?pvac??100mmhg??13.6?103?9.8?0.1??13332.2pa p2?02??13332.219.61000?he?10?(?4?)?g9.898019.613332.2he?12.08???14.08?1.388?15.4689.8980?gp?he?qv???10215.468?2???(53?10?3)2?980102?0.655kw17.解:取水池液面为1-1′截面,高位截面为2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中:z1?0,z1?50m;p1?p2?0hf?he?50?20?52.05 9.8p?he?qv??52.05?36?1000??8.05kw 102?102?0.6?360019.解:取贮槽液面为1-1′截面,蒸发器内管路出口为2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中,z1?0,z1?15m;p1?0,p2??200?10?3?13.6?103?9.8??26656pa 12026656 he?15???24.979.89.8?1200h?q??24.97?20?1200p?ev??1.632kw102102?3600hf?20.解:1)取贮水池液面为1-1′截面,出口管路压力表所在液面为2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中,z1?0,z2?5.0m;【篇二:化学工程基础实践周日志】>课程编号:095008课程名称:化学工程基础及实验学时/学分:(64+48)/(4+3)适用专业:化学先修课程:高等数学,普通物理,物理化学开课系或教研室:化学与化工系一、课程的性质与任务1.课程性质:化学工程基础是工程技术的一个分支,是一门探讨化工生产过程的基本规律、并应用这些规律解决生产实际问题的专业基础学科。
化学工程基础答案李德华【篇一:化学工程基础习题答案(武汉大学第二版)】 1.解:pvac?po ?p绝即13.3?10?3pa?98.7?10?3?po?p绝?p.4?10?3pa 绝?85pa?p?po?85.4?10?3pa?98.7?10?3pa??13.3?10pa?32.解:?de?4??(d1?d2)?70?d1??d2d12??2d23.解:对于稳定流态的流体通过圆形管道,有u21?2d 1d 22?2若将直径减小一半,即d 1?u21?42即液体的流速为原流速的4倍.4.解:lu2hf????d2gl1u12hf1??1??d12ghf2l2u22??2??d22ghf2hf1l2u22?2??d22g?l1u12?1??d12g64?du????u2?4u1,l1?l2,d1?2d264?l2u22??d2u2?d22g?64?l1u12??d1u1?d12g64?l2u22??d2u2?d22g?(u2)2l64??1?2g2d2u2?2d24?111??2?21641?16hf2hf1hf2hf1hf2hf1hf2?16hf1即产生的能量损失为原来的16倍。
6.解:1)雷诺数re??ud?其中??1000kg?m?3,u?1.0m?s?1d?25mm?25?10?3m??1cp?10?3ps?s故re??ud?1000?1.0?25?10?3? ?310?25000故为湍流。
2)要使管中水层流,则re?20001000?25?10?3m?u?2000 即re??310解得u?0.08m?s?17.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22p1u1p2u1z1???z2???hf ?g2g?g2g其中z1?10m,z2?2m;p1?p2;u1?0;hf??hgf2u216.15u2?则10?2? 2?9.89.8解得1)a-a′截面处流量u?u2u?2.17m?s?12)qv?au?其中a??d2??3.14?(100?10?3)2?7.85?10?3m2 u?2.17m?s?11414qv?7.85?10?3?2.17?3600?61.32m38.解:对1-1′截面和2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???z2?? ?g2g?g2g其中z1?z2,p1?1mho??gh12u1?0.5m?s?1,p1??gh2 d120.2u2?2u1?()2?0.5?2.0m?s?1d20.10.5222?h???0.19m2?9.82?9.815.解:选取贮槽液面为1-1′截面,高位槽液面为2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中:z1?2m,z2?10m;u1?u2?0p1?pvac??100mmhg??13.6?103?9.8?0.1??13332.2pa p2?02??13332.219.61000?he?10?(?4?)?g9.898019.613332.2he?12.08???14.08?1.388?15.4689.8980?gp?he?qv???10215.468?2???(53?10?3)2?980102?0.655kw17.解:取水池液面为1-1′截面,高位截面为2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中:z1?0,z1?50m;p1?p2?0hf?he?50?20?52.05 9.8p?he?qv??52.05?36?1000??8.05kw 102?102?0.6?360019.解:取贮槽液面为1-1′截面,蒸发器内管路出口为2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中,z1?0,z1?15m;p1?0,p2??200?10?3?13.6?103?9.8??26656pa 12026656 he?15???24.979.89.8?1200h?q??24.97?20?1200p?ev??1.632kw102102?3600hf?20.解:1)取贮水池液面为1-1′截面,出口管路压力表所在液面为2-2′截面,由伯努利方程得22p1u1p2u1z1???he?z2???hf ?g2g?g2g其中,z1?0,z2?5.0m;【篇二:化学工程基础实践周日志】>课程编号:095008课程名称:化学工程基础及实验学时/学分:(64+48)/(4+3)适用专业:化学先修课程:高等数学,普通物理,物理化学开课系或教研室:化学与化工系一、课程的性质与任务1.课程性质:化学工程基础是工程技术的一个分支,是一门探讨化工生产过程的基本规律、并应用这些规律解决生产实际问题的专业基础学科。
管式反应器除了上一章的两类理想反应器,管式反应器也是一类理想反应器模型(活塞流模型)。
与间歇釜式反应器不同,全混流和活塞流模型用于流动过程。
根据上一章所学的知识,物料在反应器中的停留时间是决定化学反应转化程度和产物分布的一个重要因素。
全混流和活塞流模型均是根据特定的停留时间分布规律建立起来的(这部分内容将在下一章中详细阐述),是两种极端的情况,是分析许多问题的出发点,也是各种实际反应器设计的理论基础。
本章将涉及到如下的具体内容:活塞流模型的基本假定等温管式反应器设计与分析管式反应器与釜式反应器的性能比较循环管式反应器的分析计算管式反应器的变温操作第一节活塞流假定流体流动是非常复杂的物理现象,影响到系统的反应速率和转化程度。
一、流动状况对反应过程的影响1. 流动情况影响例1. (1)空管中, 图4.1 (a)(b) 内部各部分流体的停留时间不同,因此反应时间也不一样,反应速率和最终转化率也不一样第二节等温管式反应器的设计一、单一反应在管式反应器中进行的单一反应,取如图4.2所示的微元体(高为dZ)图 4.2 管式反应器示意图在定态条件下,由此得到或∴(4-4)∴(4-5)假设 =常数(=X Af下的值),则--釜式反应器的设计方程式(4-5)可以进一步变成:(间歇釜式的设计的方程为)注意:二者尽管形式上相同,但一个是反应时间t,一个空时τ(与所选择的进口状态有关)。
另外,间歇釜式反应器总是恒容的。
如果管式反应器也在恒容下进行,则有τ=t;否则,τ≠t。
对于式(4-4),设反应器的截面积为A,则有dV r=Ad Z,那么对于恒容过程 C A=C AO(1-X A)则时间变量转化为位置变量。
例4.1 例4.2 例4.3例4.4例4.5第三节管式与釜式反应器反应体积的比较在处理量、组成、T、XAf相同的条件下进行对比。
对于二级可逆反应,使用不同形式的理想反应器时所需要的反应体积如表4-1所示,即有(本章前面和上一章的例题给出的结果)一般来说,比较按正常动力学和反常动力学两种情况讨论:图 4.3 连续反应器反应体积的比较对于复杂反应,要同时考虑反应体积V和产物分布,后者更为重要。
《反应器操作》课程标准课程名称:反应器操作适用专业:石油化工生产技术1.课程定位《反应器操作》是石油化工生产技术专业的核心课程,前修课程主要有《化学基础训练》、《化工机械技术》、《化工仪表使用与维护》,《化工单元操作》。
本课程通过完成化工生产中常用的反应器设备的结构、操作过程、选择优化等学习性工作任务,使学生能识记各类反应器的特点;掌握典型反应器设备的构造、性能及操作方法,并具有选择设备型号的能力;能寻找适宜的操作条件,处理操作过程中的不正常现象。
培养反应器操作岗位能力和职业素质,为后续的生产实习以及毕业后在化工企业就业奠定基础。
2. 课程目标根据人才培养目标要求,结合化工生产操作岗位需要,设计六个学习情境,包括十九个具体学习任务,使学生获得化学反应过程知识,培养学生操作反应器设备、调整反应工艺条件、处理不正常操作等职业能力和爱岗敬业求实奉献等职业素质,素质培养贯穿课程始终。
具体目标分述如下:2.1知识目标1.掌握化学反应器的分类;2.能说明反应器的种类、特点和工业应用;3.掌握均相、非均相反应的基本动力学原理;4.掌握工业催化剂的制备、特性参数;5.掌握固体催化剂的使用方法;6.掌握理想流动模型的基本概念及其与非理想流动的关系;7.掌握降低反应器返混程度的措施;8.能描述搅拌器和热源的选择原则;9.掌握理想流动反应器的基本工艺计算;10.能理解固定床催化反应器中的质量传递和热量传递基本规律;11.能理解流化床催化反应器中的质量传递和热量传递基本规律;12.掌握固定床反应器的基本工艺计算;13.理解流化床反应器的经验计算;14.了解鼓泡塔反应器的传递特性;15.了解鼓泡塔反应器的数学模型计算法;16.掌握鼓泡塔反应器和填料塔反应器的经验计算法;17.了解反应器操作安全用电基本常识;18.了解化工节能基本原理;2.2能力目标专业能力:1.能根据反应特点和工艺要求选择反应器类型;2.能进行反应器初步工艺计算;3.能优化反应器的设计与操作;4.能按生产操作规程操作反应单元;5.能对反应器进行操作参数控制;6.能分析和处理操作反应器过程中出现的常见故障;7.能按规范要求填写岗位操作记录;8.能提出反应器的安全装置、措施和安全操作事项;方法能力:1. 具有通过各种媒体资源获取信息并进行信息处理的能力2. 具有自主学习新知识、新技术、自我提升的能力3. 用科学思维方法分析问题、解决问题的能力4. 具有独立制定工作计划并实施的能力5. 对工作结果的评价与反思能力社会能力:1. 具有较好的人际沟通能力2. 具有社会认知能力和团队协作能力3. 良好的学习能力、社会实践能力和社会适应能力。