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一、 选择填空题（50分）1、流体在等径管中作稳定水平流动，流体由于流动而有摩擦损失，流体的压强沿管长（ ），流速（ ）。
A ）增加B ）减少C ）不变D ）不定2、孔板流量计的孔流系数Co ，当Re 数增大时，其值（ ）。
A ）总在增大，B ）先减小，当Re 数增大到一定值时，Co 保持为某定值；C ）总是减小；D ）不定。
3、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 ）冷凝现象4、有一套管换热器，在内管中空气从20被加热到50，环隙内有119.6的C ︒C ︒C ︒水蒸汽冷凝，管壁温度接近（）。
C ︒A ）35 B ）119.6 C ）77.3 D) 无法判断5、提高进入干燥器空气的温度，空气的湿含量H （ ），相对湿度（ ），焓（ ）。
A ）不变B ）变小C ）变大D ）不确定6、 干燥器进口温度计最小分度是0.1O C ，下面是同一温度时的几种记录，哪一种是正确的（）。
A ） 75 o CB ）75.0 oC C ）75.014 o CD ） 75.97o C7、某低浓度逆流吸收塔在正常操作一段时间后，发现气体出口含量y 2增大，原因可能是（ ）。
A ）气体进口含量y 1下降B ）吸收剂温度降低C ）入塔的吸收剂量减少D ）前述三个原因都有8、某精馏塔设计时，进料量q n,F 、进料浓度x F 、进料热状况q 、塔顶产品q n,D 、塔顶产品浓度x D 以及回流比R 一定，若将塔釜间接蒸气加热改为直接蒸气加热，则（ ）。
A ）塔底产品减少B ）塔底产品浓度降低C ）塔板数量减少D ）提馏段液气比增加。
9、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂用量增加而其他条件不变时，试判断下列参数的变化：吸收推动力Δy （ ），回收率η（ ）；当温度下降而其他条件不变时，吸收推动力Δy （ ），回收率η（ ）。
A ）增大B ） 减小C ） 不变D ） 不确定 10、在房间中利用火炉取暖时，其传热方式为：（ ）A ）传导和对流B ）传导和辐射C ）对流和辐射D 传导、对流和辐射11、某液体在内径为的水平管路中稳定层流流动，其平均流速为 ，当它以0d 0u 相同的体积流量通过等长的内径为的管子时，则其流速为原来的)2/(022d d d （ ）倍，压降△P 是原来的( )倍。
四、计算题（共45分，每小题15分）1、 如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽， 两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ， 泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真 空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表 安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。
当输水量为 36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ， 出水管道全部阻力损失为 4.9J/kg ，压力表读数为2.452×105Pa ，泵的效率为70%，水的密度ρ为1000kg/m 3， 试求：（1）两槽液面的高度差H 为多少？ （2）泵所需的实际功率为多少kW ？（3）真空表的读数为多少kgf/cm 2？ 1、解：（1）两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程， ∑-+++=++32,323222222f h p u gH p u gH ρρ 其中，∑=-kg J hf /9.432,, u 3=0, p 3=0,p 2=2.452×105Pa, H 2=5m, u 2=Vs/A=2.205m/s代入上式得： m H 74.2981.99.481.9100010452.281.92205.2552=-⨯⨯+⨯+= （2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：∑-+++=+++30,323020022f e h p u gH W p u gH ρρ 其中，∑=-kg J hf /9.864.630,, u 2= u 3=0, p 2= p 3=0, H 0=0， H=29.4m代入方程求得： W e =298.64J/kg ， s kg V W s s /101000360036=⨯==ρ故 w W W N e s e 4.2986=⨯=， η=70%， kw N N e 27.4==η（3）真空表的读数在贮槽液面0-0´与真空表截面1-1´间列柏努利方程，有：∑-+++=+++10,1211020022f h p u gH p u gH ρρ 其中， ∑=-kg J hf /96.110,, H 0=0， u 0=0, p 0=0, H 1=4.8m, u 1=2.205m/s代入上式得，2421/525.01015.5)96.12205.28.481.9(1000cm kgf Pa p -=⨯-=++⨯-=2．在由118根25 2.5，长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。
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**=4.2286.28×273273=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=640×760100133.15⨯=8.53×104N/m²设备内的表压强为 表压强=―真空度=―100mmHg =―（100×760100133.15⨯）=―1.33×104N/m² 或表压强=―（100×1.33×102）=―1.33×104N/m²1.3 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 ρghΔp=960×9.81(9.6―0.8)=8.29×104N/m²作用在孔盖上的静压力为 =p Δp ×24d π=8.29×104241076.376.04⨯=⨯⨯πN每个螺钉能承受的力为N 321004.6014.04807.9400⨯=⨯⨯⨯π螺钉的个数=3.76×10341004.6⨯=6.23个1.4 解：U 管压差计连接管中是气体。
468华南理工大学2003年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：制糖工程、制浆造纸工程、环境工程5m 7m450华南理工大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：化学工程、化学工艺、生物化工、工业催化、制糖工程、制浆造纸工程、环境工程451华南理工大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：环境工程化学工程化学工艺工业催化能源环境材料及技术制糖工程制浆造纸工程451华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：环境工程化学工程化学工艺生物化工应用化学工业催化能源环境材料及技术制糖工程食品科学粮食、油脂及植物蛋白工程农产品加工及贮藏工程水产品加工与贮藏工程制浆造纸工程451华南理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：环境工程化学工程化学工艺应用化学工业催化能源环境材料及技术制药工程制糖工程淀粉资源科学与工程食品科学粮食、油脂及植物蛋白工程农产品加工及贮藏工程水产品加工及贮藏工程食品质量与安全制浆造纸工程851华南理工大学2009年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：化工原理适用专业：化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程共页一、填空、选择题（50分）1、某设备内真空表的读数为375mmHg，其绝压等于MPa，(设当地的大气压为1.013×105Pa)。
第一章 流体流动习题解答1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg ，乙城市的大气压为750mmHg 。
某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg 和Pa 表示。
[590mmHg, 7.86×104Pa]解：P （甲绝对）=760-600=160mmHg 750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P 0，测压点位于水面以下0.2m 处，测压点与U 形管内水银界面的垂直距离为0.3m ，水银压强计的读数R ＝300mm ，试求 （1）容器内压强P 0为多少？（2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R 为多少？习题1－2 附图[(1) 3.51×104N ⋅m －2 (表压)； (2)0.554m] 解：1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρH P B ＝ρ，gR因等高面就是等压面，故P A ＝ P B P 0＝ρ，gR －ρgH ＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡ (表压) 2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ，＝R ＋△R ，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H ，＝H ＋2R∆。
同理， ''''''02Rp gR gH gR g R gH gρρρρρρ∆=-=+∆--000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ⨯∆⨯⨯，，，4，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－220.30.2540.554m R R R ∆，＝＋＝＋＝1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D ＝100mm ，细管直径d ＝8mm 。
化工原理智慧树知到课后章节答案2023年下华南理工大学华南理工大学第一章测试1.关于连续介质模型，说法不正确的是（）。
答案:任何情况，都可以把流体视为连续介质2.有关流体静压力的说法，不正确的是（）。
答案:压力的法定单位为atm(标准大气压)，常用单位有Pa, mmH2O, mmHg等3.流体静力学方程式不可适用于（）。
答案:密度的测量4.流体在流动中克服静压力所需提供的能量称为（）。
答案:静压能5.关于伯努利方程，描述错误的是（）。
答案:伯努利方程适用于各种流体6.某流体在圆形管道内流动，其雷诺数为1600，则该流体的流动型态为（）。
答案:滞流;层流7.可用于测量点速度的装置为（）。
答案:测速管;皮托管8.构成转子流量计的主要部件有（）。
答案:带刻度的锥形玻璃管;转子9.若流体的速度仅随空间位置变化而不随时间变化，即为稳态流动。
（）答案:对10.局部阻力是指流体流经管路中的管件、阀门及管截面突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力。
（）答案:对第二章测试1.离心泵安装高度超过允许安装高度时，会发生（）现象。
答案:汽蚀2.以下不是离心式通风机的性能参数的是（）。
答案:杨程3.离心泵停车时应该（）。
答案:先关闭泵出口阀，再断电4.离心泵的轴功率与流量的关系是（）。
答案:流量增大，轴功率增大5.将离心泵的特性曲线与其所在管路的特性曲线绘于同一坐标图上，两线交点成为离心泵在该管路上的（）。
答案:工作点6.当离心泵输送的液体黏度增大时，以下说法正确的是 ( )。
答案:同一流量处，杨程下降，效率下降7.离心泵启动时，泵内应充满输送的液体，否则会发生气缚现象。
（）答案:对8.离心泵的种类很多，但工作原理相同，主要依靠惯性离心力而连续吸液和排液。
（）答案:对9.两台型号相同的离心泵并联操作时，总流量等于单台泵流量的两倍。
（）答案:错10.两台型号相同的离心泵串联操作时，总压头等于单台泵压头的两倍。
（）答案:错第三章测试1.过滤操作中，助滤剂应具有以下性质（）。
①传质单向②ｍ①Ａ②Ｂ③传质单元高度传质单元数液封作用气体倒灌吸收效果达不到要求吸收率增大，出口气体浓度降低ｐ＝０．１ａｔｍｐ ＝１．６２×０．０２＝０．０３２４ａｔｍ从气相向液相转移Δｐ＝０．０６７６ａｔｍｃ ＝０．１／１．６２＝０．０６１７ｃ＝０．０２∴Δｃ＝０．０４１７Kmol/m①液膜阻力气膜阻力Ｈ／ｋ ②×③Ｄ④Ｄ（１）（ｐ－ｐ ）（２）Ｋ 不变降低减小降低↑↓↓小大大于平衡ＤＡＡＣ＞Ｂ＞Ａ；在同一平衡分压下Ｃ ＞Ｃ ＞Ｃ减小增大图示（１）气液两相接触的界面上无阻力，在界面上气液两相达到平衡（２）传质阻力集中在有效膜内①液相气相②气膜Ｌ／ｍＶ塔底①精馏吸收②双膜溶质渗透表面更新双膜①也较大②ｙ ｘ③溶解度大, 选择性高, 腐蚀性小, 挥发度小大于上方增大远离增大下降升高Ｌ／Ｇｍ提高明显①０．０１１９②Kmol/m .s. Pa 单位体积填料层中的传质面积③Ｂ同样大小气相分压下，气体Ｂ的平衡Ｃ ＞ＣＮO G ＝４（ｙ －ｙ ）／（ｘ －ｘ ）气膜１００％易Ｐ／Ｐ 由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。
①100%②75%①L/mG ; 操作线斜率与平衡线斜率之比②对应气相主体的平衡液相摩尔分率与液相主体摩尔分率的差值；溶质相界面上液相摩尔分率与液相主体摩尔分率的差值；Kmol/m sΔx；或x -x；x -x；Kmol/m sΔx①流动条件；填料特性；气液物性(3分)②p-p ；y-y (2分)解：1/K =1/k +1/Hk =1/0.1+1/（0.25×150）=10.03K ≈k ；x易溶气体(2分) K =K P=1/10.03×1=0.0997 Kmol/（m h Δy）(1分) K =K /H =0.997/150=6.65×10 Kmol/（m h Kmol/m ）1∴Kx=K C=6.65×10 ×55.5 =0.0369kmol/（m h Δx）(2分)L/G 不变L ↓G ↓H ↓N ↑故y 将增加,x 将减少,解吸率将增加(2分)②回收溶剂（溶剂再生），回收溶质(2分)①并流操作线AB；斜率-L/G=-1∵x 与x 混合得到x ；且流量相等，故必有BC=CD；得到D 点由D 点作斜率=1 的操作线求x=x 于E ，DE为逆流塔操作线由E 点可得到y 值。
化工原理课后题答案1. 请解释化学反应速率的概念，并列举影响化学反应速率的因素。
化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的量。
影响化学反应速率的因素包括温度、浓度、压力、催化剂等。
温度升高会加快分子的运动速度，增加碰撞频率和能量，从而提高反应速率。
浓度的增加会增加反应物分子之间的碰撞频率，也会提高反应速率。
压力的增加对气相反应有影响，因为增加压力会使气体分子的密度增加，碰撞频率增加，反应速率也会增加。
催化剂是一种可以改变反应速率但本身不参与反应的物质，可以提高反应速率，降低活化能，加速反应的进行。
2. 请说明化学平衡的概念，并列举影响化学平衡的因素。
化学平衡是指在封闭容器中，当化学反应达到一定条件时，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。
影响化学平衡的因素包括温度、压力、浓度、催化剂等。
温度的变化会影响平衡位置，对吸热反应和放热反应的影响不同。
压力的增加对气相反应有影响，根据Le Chatelier原理，增加压力会使平衡位置移向摩尔数较少的一侧。
浓度的变化也会影响平衡位置，增加某一种物质的浓度会使平衡位置移向另一侧。
催化剂可以影响反应速率，但不影响平衡位置。
3. 请解释原子结构中原子核的构成和特点。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电荷。
原子核的直径约为10^-15米，占据整个原子体积的极小部分，但质子和中子的质量占据了原子质量的绝大部分。
原子核带正电荷，因此原子核周围围绕着带负电的电子云，形成了原子的结构。
4. 请解释化学键的概念，并列举化学键的种类。
化学键是指原子之间通过共用电子或者电子转移而形成的连接。
化学键的种类包括离子键、共价键、金属键等。
离子键是通过正负电荷之间的静电作用形成的化学键，通常是金属和非金属之间的化合物。
共价键是通过原子之间共用电子而形成的化学键，常见于非金属之间的化合物。
金属键是金属原子之间通过电子海模型相互连接而形成的化学键。
5. 请解释化学反应的热力学基本概念，并列举热力学基本定律。
流体流动阻力实验一、在本实验中必须保证高位水槽中始终有溢流，其原因是：BA、只有这样才能保证有充足的供水量。
B、只有这样才能保证位压头的恒定。
C、只要如此，就可以保证流体流动的连续性。
二、本实验中首先排除管路系统中的空气，是因为：CA、空气的存在，使管路中的水成为不连续的水。
B、测压管中存有空气，使空气数据不准确。
C、管路中存有空气，则其中水的流动不在是单相的流动。
三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数…雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上？EA、一定能。
B、一定不能。
C、只要温度相同就能。
D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。
E、必须温度与管壁的相对粗糙度都相等才能。
四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体？CA、无论什么流体都能直接应用。
B、除水外什么流体都不能适用。
C、适用于牛顿型流体。
五、当管子放置角度或水流方向改变而流速不变时，其能量的损失是否相同。
AA、相同。
B、只有放置角度相同，才相同。
C、放置角度虽然相同，流动方向不同，能量损失也不同。
D、放置角度不同，能量损失就不同。
六、本实验中测直管摩擦阻力系数时，倒U型压差计所测出的是：AA、两测压点之间静压头的差。
B、两测压点之间位压头的差。
C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。
D、两测压点之间总压头的差。
E、两测压点之间速度头的差。
七、什么是光滑管？AA、光滑管是绝对粗糙度为零的管子。
B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。
C、光滑管是水力学光滑的管子（即如果进一步减小粗糙度，则摩擦阻力不再减小的管子）。
八、本实验中当水流过测突然扩大管时，其各项能量的变化情况是：AA、水流过突然扩大处后静压头增大了。
B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。
C、水流过突然扩大处后总压头增大了。
D、水流过突然扩大处后速度头增大了。
E、水流过突然扩大处后位压头增大了。
离心泵实验一、在本实验中，若离心泵启动后抽不上水来，可能的原因是：CA、开泵时，出口阀未关闭。
研究生入学考试华理化工原理专业课常见简答50题研究生入学考试华理化工原理专业课常见简答50题简答题分值30分（10题），从2010的考题看10题简答全部是前10年考过的，没有问题方式的变化也变不了以下我个人手打总结了96-07 09 的简答题大部分必须知道的问题，08年的试卷没有弄到，不过估计有几题也是一样的1.均匀流段有何特点？流体均匀流过等直径弯管的流动能否视为均匀流段？为什么？答：特点是各流线都是平行的直线，并与截面垂直，固定态流动条件下该截面上的流体没有加速度，势能分布服从静力学原理。
流段截面上各点的总势能总是相等。
流体均匀流过等直径弯管的流动不能视为均匀流动，因为在其流段截面上各点的总势能不相等。
2.转子流量计的特点是什么？孔板流量计的缺点是什么？设孔板流量计的中心问题是什么？答：转子流量计的特点是恒流速、恒压差。
孔板流量计的缺点是阻力损失大，中心问题是选择合适的面积比m以期兼顾适宜的读数和阻力损失。
3.简述螺旋桨式和涡流式搅拌器的特点答：螺旋桨式搅拌器特点是流量大、压头低的特点，液体在搅拌釜主要做轴向和切向运动，主要适合大尺度和调匀（如釜底有较多颗粒沉降）涡流式搅拌器流量小，压头高的特点，液体在搅拌釜主要做径向和切向运动，对于要求小尺度均匀搅拌的中、低粘度液体较为合适。
4.简述数学模型法的主要步骤答：（1）将复杂的真实过程本身简化成易用数学方程式描述的物理模型（2）对所的到的物理模型进行数学描述即建立数学模型（3）通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数5.过滤常数与哪些因素有关？答：其与悬浮液性质（体积分数）、（滤液黏度）、滤饼特性r及虚拟压强差有关6.颗粒的自由沉降速度是否仅是颗粒与流体的特性？答：不仅与颗粒和流体的特性有关，还与其他因素有关：（1）干扰沉降（2）端效应（3）分子运动（4）非球形（5）液滴或气泡的运动7.在多效蒸发的操作中，各效蒸发器的温度和各效浓度分别取决于什么？答：各效蒸发器温度仅与端点温度有关，在操作中自动形成某种分布，各效浓度仅取决于端点温度和料液的初始温度，在操作中自动形成某种分布。
第五章蒸发5-1、在单效蒸发器内，将10%NaOH水溶液浓缩到25%，分离室绝对压强为15kPa，求溶液的沸点和溶质引起的沸点升高值。
解：查附录：15kPa的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg(1)查附录5，常压下25%NaOH溶液的沸点为113℃所以，Δa= 113-100=13℃所以沸点升高值为Δ=fΔa=0.729×13=9.5℃操作条件下的沸点：t=9.5+53.5=63℃(2)用杜林直线求解蒸发室压力为15kPa时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为Δ=63-53.5=9.5℃5-2、习题1中，若NaOH水溶液的液层高度为2m，操作条件下溶液的密度为1230kg•m-3。
计算因液柱引起的溶液沸点变化。
解：液面下的平均压力pm=24.65kPa时，查得水的饱和蒸气温度为：63℃所以液柱高度是沸点增加值为：Δ=63-53.5=9.5℃所以，由于浓度变化和液柱高度变化使得溶液的沸点提高了Δ=9.5+9.5=19℃因此，操作条件下溶液的沸点为：t=53.5+19=72.5℃5-3、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg•h-1，加热水蒸气的温度为120ºC，其汽化热为2205kJ•kg-1。
已知蒸发器内二次蒸气温度为81ºC，由于溶质和液柱引起的沸点升高值为9ºC，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W•m-2k-1，沸腾溶液的传热膜系数为3500 W•m-2k-1。
求蒸发器的传热面积。
忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。
解：热负荷Q=2100×2205×103/3600=1.286×106W溶液温度计t=81+9=90℃蒸汽温度T=120 ℃∵1/K=1/h1+1/h2=1/8000+1/3500∴K=2435W/m2K∴S=Q/[K(T-t)]=1.286×106/[2435×(120-90)]=17.6 m25-4、某效蒸发器每小时将1000kg的25%（质量百分数，下同）NaOH水溶液浓缩到50%。
第五章 蒸发5-1、在单效蒸发器内，将10%NaOH 水溶液浓缩到25%，分离室绝对压强为15kPa ，求溶液的沸点和溶质引起的沸点升高值。
解：查附录：15kPa 的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg (1)查附录5，常压下25%NaOH 溶液的沸点为113℃ 所以，Δa= 113-100=13℃()729.023702735.530162.00162.022=+=''=r T f 所以沸点升高值为Δ=f Δa =0.729×13=9.5℃ 操作条件下的沸点： t=9.5+53.5=63℃ (2)用杜林直线求解蒸发室压力为15kPa 时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为 Δ=63-53.5=9.5℃5-2、习题1中，若NaOH 水溶液的液层高度为2m ，操作条件下溶液的密度为 1230kg •m -3。
计算因液柱引起的溶液沸点变化。
解：液面下的平均压力kPa g h p p m 65.24281.912306.1101523=⨯⨯+⨯=+=ρ pm=24.65kPa 时，查得水的饱和蒸气温度为：63℃所以液柱高度是沸点增加值为： Δ=63-53.5=9.5℃所以，由于浓度变化和液柱高度变化使得溶液的沸点提高了 Δ=9.5+9.5=19℃因此，操作条件下溶液的沸点为： t=53.5+19=72.5℃5-3、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg •h -1，加热水蒸气的温度为120ºC ，其汽化热为2205kJ •kg -1。
已知蒸发器内二次蒸气温度为81ºC ，由于溶质和液柱引起的沸点升高值为9ºC ，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W •m -2k -1，沸腾溶液的传热膜系数为3500 W •m -2k -1。
求蒸发器的传热面积。
忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。
解：热负荷 Q=2100×2205×103/3600=1.286×106W 溶液温度计t=81+9=90℃蒸汽温度T=120 ℃∵1/K=1/h 1+1/h 2=1/8000+1/3500 ∴K=2435W/m 2K∴S=Q/[K(T-t)]=1.286×106/[2435×(120-90)]=17.6 m 25-4、某效蒸发器每小时将1000kg 的25%（质量百分数，下同）NaOH 水溶液浓缩到50%。
已知：加热蒸气温度为120ºC ，进入冷凝器的二次蒸气温度为60ºC ，溶质和液柱引起的沸点升高值为45ºC ，蒸发器的总传热系数为1000 W •m -2k -1。
溶液被预热到沸点后进入蒸发器，蒸发器的热损失和稀释热可以忽略，认为加热蒸气与二次蒸气的汽化潜热相等，均为2205kJ •kg -1。
求：蒸发器的传热面积和加热蒸气消耗量。
解：蒸发水份量:q mW = q mF (1-x 0/x 1)=1000×(1-25/50)=500Kg/h=0.139Kg/s 加热蒸汽消耗量:Rr q t t c q q mW p mF mD '+-=)(010∵t 1=t 0 ∴Rr q q mw mD '==0.139kg/s 传热面积:∵Q=KS(T-t) 蒸发器中溶液的沸点温度：t=60+45=105℃∴()()234.201051201000102205139.0m t T K Q S =-⨯⨯=-=5-5、将8%的NaOH 水溶液浓缩到18%，进料量为4540 kg 进料温度为21ºC ，蒸发器的传热系数为2349W •m -2k -1，蒸发器内的压强为55.6Kpa ，加热蒸汽温度为110ºC ，求理论上需要加热蒸气量和蒸发器的传热面积。
已知：8%NaOH 的沸点在55.6Kpa 时为88ºC ，88ºC 时水的汽化潜热为2298.6kJ •kg -1。
8%NaOH 的比热容为3.85kJ •kg -1o C -1，110ºC 水蒸气的汽化潜热为2234.4kJ •kg -1。
解：q mw =4540(1－8/18)=2522kJ/h t=T －t=109.2－88=21.2℃传热速率：Q=q mF C po (t 1－t 0)+q mw r ＇=4540/3600×3.85×103×(88－21)+2522/3600×2298.6×103=1936×103W239.382.212349101936m t K Q S =⨯⨯=∆=q mD =Q/r ＇=1936×103/(2234.4×103)=0.87kg/s=3130kg/h5-6、在一中央循环管式蒸发器内将浓度为10%（质量百分率，下同）的NaOH 水溶液浓缩到40%，二次蒸气压强为40kPa ，二次蒸气的饱和温度为75ºC 。
已知在操作压强下蒸发纯水时，其沸点为80ºC 。
求溶液的沸点和由于溶液的静压强引起的温度升高的值。
解：溶液沸点用40%NaOH 水溶液杜林线的数据计算：t 1＝３４+1.11t＝３４+1.11×80 ＝１２２.８℃由溶液静压强引起的温度差损失：T t w '-=∆''＝80-75＝5℃5-7、双效并流蒸发系统的进料速率为1t •h -1，原液浓度为10%，第一效和第二效完成液浓度分别为15%和30%。
两效溶液的沸点分别为108ºC 和95ºC 。
当溶液从第一效进入第二效由于温度降产生自蒸发，求自蒸发量和自蒸发量占第二效总蒸发量的百分数。
解：两效并流蒸发的流程见图h kg x x q q mF w m /3.33315.01.0110001101=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= h kg x x q q q mw mF w m /4.3333.015.01)3.3331000(1)(2112=⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--= 自蒸发水分量为:()22111)(r t t c q q q p mw mF w m '--='其中 t 1=108˚C ， t 2=95˚C ，x 1<20%，近似地 c p1=c pw （1-x 1）=4.187(1-0.15)=3.56kJ/(kg ˚C)95˚C 时 r ΄2=2270.9kJ/kg 所以自蒸发量为()h kg r t t c q q q p mw mF w m /59.139.2270)95108(56.3)3.3331000()(22111=-⨯-='--='自蒸发量占第二效总蒸发量的百分数为%8.40%1004.33359.13%1002=⨯=⨯'mw w m q q5-8、在三效蒸发系统中将某水溶液从5%连续浓缩到40%。
进料温度为90ºC 。
用120ºC 的饱和水蒸气加热。
末效二次蒸气的温度为40ºC 。
各效的传热面积均为140m 2。
各效的总传热系数分别为：K 1=2950W •m -2•ºC -1, K 2=2670W •m -2•ºC -1 , K 1=2900W •m -2•ºC -1。
若忽略溶液中溶质和液柱高度引起的沸点升高和蒸发器的热损失。
求：原料液的流量和加热蒸气消耗量。
解：（1）初步估算各效的温差 设Δt 1=19˚C Δt 2=21˚C Δt 3=40˚C因为忽略各种温差损失，故各效的加热蒸汽温度及沸点为 T 1=120˚C r 1=2205kJ/kg T 2= t 1= T 1-Δt 1=120-19=101˚C r 2=r ΄1 =2257kJ/kg T 3= t 2= T 2-Δt 2=101-21=80˚C r 3=r ΄2 =2307kJ/kg T K = t 3= 40˚C r ΄3 =2401kJ/kg (2)总蒸发量mF mF mF mw q q x x q q 875.04.005.01120=⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑ (3)估算各效蒸发量及料液量因为各效溶液的比热熔均相同，故)(0111111t t c q r q t S K Q p mF mw -+'=∆= （a ） )()(12122222t t c q q r q t S K Q p mw mF mw --+'=∆= (b) )()(232133333t t c q q q r q t S K Q p mw mw mF mw ---+'=∆= (c)代入已知值)90101(2.42257191401000360029501-⨯+=⨯⨯⨯wF mw q q)10180(2.4)(23072114010003600267012-⨯-+=⨯⨯⨯mw wF mw q q q)8040(2.4)(240140140100036001360213-⨯--+=⨯⨯⨯mw mw wF mw q q q q解得：185.48611500mw mF q q -= （d ）12906.135628mw mw q q -= (e) 1335.35.51713mw mw q q -= (f))55.35.51713()906.135628(111321mw mw mw mw mw mw mwq q q q q q q -+-+=++=∑ (g) )85.48611500(875.0875.01mw mF mwq q q-==∑ (h)因此，可解出 q mF = 43180kg/h q mw 1 = 11634kg/h q mw 2 = 13454kg/h q mw 3 = 12740kg/h (4)验算Δth kJ t t c q r q Q p mF mw /28252850)90101(2.443180225711634)(01111=-⨯+⨯=-+'=h kJ r q r q Q mw mD /2625794022571163421222=⨯=== h kJ r q r q Q mw mD /3103838023071345432333=⨯===26601000360029502825285011=⨯=K Q 27321000360026702625794022=⨯=K Q 63401000360013603103838033=⨯=K Q 11732634027322660=++=∑K Q80401201=-=-=∆∑K T Tt ˚C1.1880117322660111=⨯=∆='∆∑∑t K Q K Q t ˚C63.1880117322732222=⨯=∆='∆∑∑t KQ K Q t ˚C3.4380117326340333=⨯=∆='∆∑∑t KQ K Q t ˚C各效温差与初估温差相差较大，应重新分配 （a ）分配Δt 取Δt 1=20˚C Δt 2=20˚C Δt 3=40˚C（b ）估算各效沸点及相应的汽化热T 2= t 1= T 1-Δt 1=120-20=100˚C r 2=r ΄1 =2258kJ/kg T 3= t 2= T 2-Δt 2=100-20=80˚C r 3=r ΄2 =2307.8kJ/kg T K = 40˚C r ΄3 =2401kJ/kg (c) 计算总蒸发量 按式（a ）、（b ）及式（c ）计算各效蒸发量 代入已知值)90100(2.42258201401000360029501-⨯+=⨯⨯⨯wF mw q q)10080(2.4)(8.23072014010003600267012-⨯-+=⨯⨯⨯mw wF mw q q q)8040(2.4)(240140140100036001360213-⨯--+=⨯⨯⨯mw mw wF mw q q q q解得：17.53708000mw mF q q -= 12994.137432mw mw q q -= 13693.34.58339mw mw q q -=)693.34.58339()9946.137432(111321mw mw mw mw mw mw mwq q q q q q q-+-+=++=∑)77.53708000(875.0875.01mw mF q q -==因此，可解出 q mw 1 = 12363kg/h q mw 2 = 12780kg/h q mw 3 = 12583kg/h q mF = 43240kg/h(d)验算Δth kJ t t c q r q Q p mF mw /29736680)80100(2.4432404.225812363)(01111=-⨯+⨯=-+'=h kJ r q r q Q mw mD /2679206004.22581236321222=⨯=== h kJ r q r q Q mw mD /296936808.23071278032333=⨯===28001000360029502973668011=⨯=K Q 29051000360026702792060022=⨯=K Q 60241000360013602949368033=⨯=K Q 11729602429052800=++=∑K Q1.1980117292800111=⨯=∆=∆∑∑t K Q K Q t ˚C8.1980117292905222=⨯=∆=∆∑∑t K Q K Q t ˚C1.4180117296024333=⨯=∆=∆∑∑t KQ K Q t ˚C与前面所设的 Δt 1=20˚C Δt 2=20˚C Δt 3=40˚C很相近，故认为该温差分配合适，所以 q mF = 43240kg/hh kg r Q q mD /1348622052973668011===5-9、用双效蒸发器，浓缩浓度为5%（质量分率）的水溶液，沸点进料，进料量为2000 kg •h -1，经第一效浓缩到10%。
