化工原理习题解答(陈敏恒)

第八章课堂练习：1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低3、若某气体在水中的亨利系数 E 值很大，说明该气体为难溶气体。

4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。

5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。

6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数 E 不变， H 不变，相平衡常数 m 减小1、①实验室用水吸收空气中的O2 ，过程属于（ B ）A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制② 其气膜阻力（C）液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于２、溶解度很大的气体，属于气膜控制３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时，则 1/Ky=1/ky+ m /kx4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大，则说明该气体为难溶气体5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ，当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。

1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG 表征了（分离任务的难易）特性。

3、吸收因子 A 的定义式为 L/ （ Gm ），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比4、当 A<1 时，塔高 H= ∞，则气液两相将于塔底达到平衡5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。

6、液气比低于（L/G ） min 时，吸收操作能否进行？能此时将会出现吸收效果达不到要求现象。

7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度 HOG 将↑，总传质单元数NOG将↓，操作线斜率（L/G ）将不变。

8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。

4
D 2(P
P 0)
mg
P
mg D2
P0
4
P P0 h g
7. 已知：P(真)=82kPa，Pa=100kPa 求： P(绝)，H
解题思路：P(绝)=Pa-P(真) P(绝)+ρgH=Pa
8. 已知：ρA=ρB=ρ，指示剂密度为ρi 求：(1) R 与 H 之关系 (2)PA 与 PB 之关系
1
F=P·A=ρg(H-h)· 1 π d2 4
(2) P=ρg H 4. 已知：HS=500mm，ρ油=780 kg/m3, ρ水=1000 kg/m3
求：H（m）。
解题思路：假定：由于液体流动速度缓慢，可作静力学处理，HSρ油 g=Hρg
H H
S
油
5. 已知：ρi=13600kg/m3, ρ=1000 kg/m3, h1=1.2m，h2=0.3m，h3=1.3m， h4=0.25m。
P1
gz1
解：大气层仅考虑重力，所以 X=0，Y=0，Z=-g，dz=dh ∴dp=-ρgdh
又理想气体 pM
RT 其中 M 为气体平均分子量，R 为气体通用常数。
4
11．已知：钢管φ114×4.5mm (标准状态)，
求：u、qm、G 解题思路：（1）Pqv=nRT
P=2MPa (绝)，T=20℃，空气流量 qV0=6300m3/h
∴ PA= Pa+ρiRg+ρ(H-R)g PA（表）= PA（绝）- pa
2. 已知：R=130mm, h=20cm, D=2m, ρ=980kg/m3, ρi=13600kg/m3。管道中 空气缓慢流动。
求：贮槽内液体的储存量 W。
解题思路：(1) 管道内空气缓慢鼓泡 u=0，可用静力学原理求解。 (2) 空气的ρ很小，忽略空气柱的影响。

P1
u 2 P u 2 P u 2 A1 + 1 = 2+ 2 = 2+ 1 ρ 2 ρ 2 ρ 2 A 2
P1 − P2
2
∴
ρ
u2 = 1 2
A 2 1 A − 1 2
2(P1 − P2 ) 2 ρ ( A1 − A2 2)
d2 D2
解题思路：作 1-1 等压面，由静力学方程得
Pa + hρ1g = PB + ∆hρ1g + hρ 2 g （1）
∵ ∆h ⋅
π
4
D2 = h ⋅
π
4
d2
∴ ∆h = h ⋅
d2 代入（1）式 D2 d2 ρ1g + hρ 2 g D2
得Pa + hρ1g = PB + h ⋅
10．已知：dp=ρ(Xdx+Ydy+Zdz), P h=0=Pa, T=const, 大气为理想气体。 求：大气压与海拔高度 h 之间的关系。 解：大气层仅考虑重力，所以 X=0，Y=0，Z=-g，dz=dh ∴dp=-ρgdh pM 又理想气体 ρ = RT 其中 M 为气体平均分子量，R 为气体通用常数。
解题思路：(1) 管道内空气缓慢鼓泡 u=0，可用静力学原理求解。 (2) 空气的ρ很小，忽略空气柱的影响。 Hρg =Rρi g 1 W= πD2・(H+h)ρ 4 3. 已知：T=20℃（苯） ，ρ=880kg/m3, H=9m, d=500mm,h=600mm。 求：(1) 人孔盖受力 F（N） (2) 槽底压强 P（Pa） 解题思路：(1) 由于人孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变 化, 所以可以孔盖中心处的压强对全面积求积得 F。

第一章习题静压强及其应用1. 用图示的U形压差计测量管道A点的压强，U形压差计与管道的连接导管中充满水。

指示剂为汞，读数R=120mm，当地大气压p a=760mmHg，试求：(1) A点的绝对压强，Pa；(2) A点的表压，mH2O。

2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。

测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。

今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。

试求贮槽内液体的储存量为多少吨？3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m3。

液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：(1) 人孔盖共受多少液柱静压力，以kg(f)表示；(2) 槽底面所受的压强是多少Pa？4. 附图为一油水分离器。

油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。

油由上部溢出，水由底部经一倒U形管连续排出。

该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。

已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s=500mm，油的密度为780kg/m3，水的密度为1000kg/m3。

今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少？因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。

5. 用一复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。

指示液为汞，其间充满水。

今测得h1 =1.20m，h2=0.3m，h3 =1.30m，h4 =0.25m，试以N/m2为单位表示A、B两点的压差Δp。

6. 附图为一气柜，其内径9m，钟罩及其附件共重10吨，忽略其浸在水中部分所受之浮力，进入气柜的气速很低，动能及阻力可忽略。

求钟罩上浮时，气柜内气体的压强和钟罩内外水位差Δh (即“水封高”)为多少？7. 附图所示的汽液直接接触混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，凝液与水沿大气腿流至地沟排出，现已知器内真空度为82kPa，当地大气压为100kPa，问其绝对压为多少Pa？并估计大气腿内的水柱高度H为多少米？8. 如图所示，在A 、B 两容器的上、下各接一压差计，两压差计的指示液相同，其密度均为ρi 。

综合型计算4-13．拟用一板框压滤机在恒压下过滤某悬浮液，已知过滤常数K =7.5×10-5m 2/s 。

现要求每一操作周期得到10m 3滤液，过滤时间为0.5h 。

悬浮液含固量φ=0.015(m 3固体/m 3悬浮液)，滤饼空隙率ε=0.5，过滤介质阻力可忽略不计。

试求：（1）需要多大的过滤面积？（2）现有一板框压滤机，框的尺寸为0.65m×0.65m×0.02m ，若要求仍为每过滤周期得到滤液量10m 3，分别按过滤时间和滤饼体积计算需要多少框？（3）安装所需板框数量后，过滤时间为0.5h 的实际获得滤液量为多少？ 解：（1）τK q =235/3.0180010.7m m 675=⨯⨯=-2m 7.20.36710q V A 2=== （2）按过滤面积需要框 个330.65227.2a 2A n 22=⨯== 3饼m 0.3090.0150.510.01510φε1V φV =--⨯=--= 按滤饼体积需要框 个饼370.650.020.309ba V n 22=⨯==取37个(3) 安装37个框 A=37×2×0.652=31.3m 2τK q =235/3.0180010.7m m 675=⨯⨯=-不变V=qA=0.367×31.1=11.4 m 3传热综合型计算6-31. 质量流量为7200kg/h 的某一常压气体在250根Ф25×2.5mm 的钢管内流动，由25℃加热到85℃，气体走管程，采用198kPa 的饱和蒸汽于壳程加热气体。

若蒸汽冷凝给热系数1α= 1×104 W/(m 2.K)，管内壁的污垢热阻为0.0004W K m /2⋅，忽略管壁、管外热阻及热损失。

已知气体在平均温度下的物性数据为：c p =1kJ/(kg ·K)，λ= 2.85×10-2W/(m.K)，μ=1.98×10-2mPa s ⋅。

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。

综合型计算4-13.拟用一板框压滤机在恒压下过滤某悬浮液， 已知过滤常数K=7.5 X 15m 2/s 0 现要求每一操作周期得到10m 3滤液，过滤时间为0.5h 。

悬浮液含固量（|）=0.015（m 3 固体/m 3悬浮液），滤饼空隙率E =0.5,过滤介质阻力可忽略不计。

试求：（1）需 要多大的过滤面积？ （2）现有一板框压滤机，框的尺寸为0.65mX 0.65mX 0.02m 若要求仍为每过滤周期得到滤液量 10m 3,分别按过滤时间和滤饼体积计算需要多少框？（3）安装所需板框数量后，过滤时间为0.5h 的实际获得滤液量为多少？ 解：（1） q=jKF =〃5 :10〜1800= 0.367m 3/m 2(2)按过滤面积需要框 n = £ = 27.2 2 = 33个2 a 2 0.65、, V3 10x0.015V 饼= --------------------- = ------------------------------------1—… 1—0.5—0.015 按滤饼体积需要框 n = V3=—0.309 2 = 37个ba 0.02 0.65取37个(3) 安装 37 个框 A=37X 2X 0.652=31.3m 2q =T K 7 =17.5 m 10晨 1800 = 0.367m 3 / m 2 不变V=qA=0.367X 31.1=11.4 m 3V _ 10 q -0.367= 27.2m 2=0.309 m 3传热综合型计算6-31.质量流量为7200kg/h 的某一常压气体在250根①25X 2.5mm 勺钢管内流动, 由25c 加热到85C,气体走管程，采用198kPa 的饱和蒸汽于壳程加热气体。

若 蒸汽冷凝给热系数“产1 xf(W/(m 2K),管内壁的7^垢热阻为0.0004m 2 ‘K/W, 忽略管壁、管外热 阻及热损失。

已知气体在平均温度下的物性数据为： C p =1kJ/(kg ・ K),入=2.8510-2W/(m.K),仙=1.9810-2mPa s 。

积分得
d2 pρ p 18µ
查 20℃水 ρ=998.2kg/m3，μ=1.005×10-3Pa・S。 设处于斯托克斯区， 则 ut =
d2 p (ρ p − ρ ) g
18µ
Re p = d p ut ρ
验证
µ
18µ − 2 ⋅τ d pρp u = ut 1− e ds u= dτ
大颗粒粒性项可忽略，且
ut 小颗粒为91.6, u mf
求证：
大颗粒为8.61。
解题思路：小颗粒，粘性项为主。 由欧根公式
2 ∆P （ 1 − ε） 1 − ε ρu 2 µu = 150 ⋅ + 1 . 75 ⋅ L (ψd p ) 2 ε3 ε 3 ψd p
2 µu mf µu mf （ 1 − ε m） ∆P 得 = 150 3 2 ⋅ = 1650 ( 1 − ε ) m 2 2 Lmf ε mψ dp dp
解题思路： 1. 已知：dp=30μm, ρp=2600kg/m3, T=20℃, 求：水中 u t , 空气中 u t’ 解题思路：查 20℃水，ρ=998kg/m3，μ=1 mPa・s 空气ρ=1.2kg/m3, μ=0.0181mPa・s 设沉降在斯托克斯区 ∴在水中
ut =
d2 p (ρ p − ρ ) g 18µ
F=mg， Fb=
m ρ g， FD=3πdpμu (设处于斯托克斯区) ρp
42
∴
du ρ p − ρ 18µ = g− 2 u ρp dτ d pρ p
τ=− =− d2 pρ p 18µ ln 1 − 2 ⋅ u 18µ d p (ρ p − ρ)g ln(1 − u ) ut
18µut (ρ p − ρ ) g

化工原理答案第三版思考题陈敏恒(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--4.什么是传质简要说明传质有哪些方式传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。

3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。

5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中，增加气液两相主体的湍流程度，传质速率将增大。

8、操作中精馏塔，保持F,q,xF,D不变，（1）若采用回流比R小于最小回流比Rmin，则xD减小，xW增大（2）若R增大，则xD增大, xW减小 ,L/V增大。

9、连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态F,xF,q不变，则L/V变小，xD变小，xW变小。

10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量增大，塔内实际上升蒸汽量增大，精馏段液汽比增大，所需理论板数减小。

11、某精馏塔的设计任务：原料为F,xF，要求塔顶为xD，塔底为xW，设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变，加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料，则所需理论板数NT 增加，精馏段上升蒸汽量V 减少，精馏段下降液体量L 减少，提馏段下降液体量L’ 不变。

（增加、不变、减少）12、操作中的精馏塔，保持F,q，xD,xW,V’,不变，增大xF,，则：D变大,R变小,L/V变小（变大、变小、不变、不确定）1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同，用一种溶剂(溶解度大的）不同，用一种溶剂(溶解度大的）把溶质从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，再用分液将它们分离开来。

分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。

解题思路： A1/A2=1，
ϕ12 = ϕ 21 = 1
T1 4 T2 4 A1C 0 − 100 100 Q= 1 1 + −1 ε1 ε 2
当 1→A B→2 时，
Q C 0 ×10 −8 T1 − T3 = 1 1 A + −1 ε1 ε A =
3
∴
q1 α 1 d 2 (Gr ⋅ Pr) 1 = = q 2 α 2 d 1 (Gr ⋅ Pr) 2
1 3
12．已知：ts=100℃，tw=96℃，L=3m，d=0.03m 求：(1) 圆管竖放，w(kg/h) (2) 圆管水平放，w’(kg/h) 解题思路：查 100℃,水, r=2258kJ/kg，tm=(ts+tw)/2=(100+96)/2=98℃ 查 98℃,水, ρ=960kg/m3, μ=0.290mPa・S, λ=0.682W/m・K (1) 设凝液为层流，则竖放时
∴Q =
2πL∆t 1 d1 1 d 2 ln + ln λ 1 d 0 λ 2 d1
Q' =
2πL∆t 1 d1 1 d 2 ln + ln λ 2 d 0 λ 1 d1
d d 1 1 ln 1 + ln 2 Q' λ 1 d 0 λ 2 d 1 ∴ = d d 1 1 Q ln 1 + ln 2 λ 2 d 0 λ1 d1
∆t ∆t 2 = λ3 3 δ3 δ2
即q =
t 2 − t3 t3 − t4 = δ2 δ3 λ2 λ3
q=
t2 − t4 δ 2 δ3 + λ 2 λ3
即
δ2 t2 − t4 δ3 = − λ2 λ3 q

解题思路： （1） η =
y1 − y2 y1
y 2 = y1 (1 − η)
y − y2 y1 − y 2 L ( ) min = 1 = G x 1e − x 2 y1 / m − x 2
∴ L L = 1.5( ) min G G 根据物料衡算
G ( y1 − y 2 ) = L( x 1 − x 2 ) ∴ x1 = x 2 + G ( y1 − y 2 ) L
M
, δ = 0.01 + h
D P D P ⋅ ( PA1 − PA 2 ) ⋅ = PA1 ⋅ RTδ PBm RTδ PBm
H ρRTPBm ⋅ ∫ (0.01 + h)dh MDPA1 P 0
∴ ∫ dτ =
0
∴τ =
ρRTPBm 1 (0.01 H + H 2 ) MDPA1 P 2
8．已知：G=16kmol/h・m2, P=101.3kPa, kya=64.6kmol/h・m3, kLa=16.6kmol/h・m3, PA=4.62CA, (PA: kPa, cA: kmol/m3) 求： （1）Kya，HOG （2）液相阻力分率 解题思路： （1）由亨利定律 P=Ex=Hc=HcM・x y=mx 4.62 ∴ m = Hc M / P = c M = 0.0456c M 101.3 kXa=kLacM
（2） ∆y1 = y1 − mx 1
87
∆y 2 = y 2 − mx 2
∆y m =
∆y 1 − ∆y 2 ∆y ln 1 ∆y 2
y1 − y 2 ∆y m
（3） N OG =
H OG =
G K ya
H = H OG ⋅ N OG

化工原理上册课后习题答案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 ³1.2 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=pΔp ×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。

第八章课堂练习：1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。

4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。

5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。

6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ）A、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于２、溶解度很大的气体，属于气膜控制３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。

1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。

3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。

6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能此时将会出现吸收效果达不到要求现象。

7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。

8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。

9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。

17 u1 = A2
2( P1 − P2 ) ρ ( A12 − A22 ) 2( P1 − P2 ) ρ ( A12 − A22 )
u 2 = A1
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
F = 4.02×103N 略 u2 = 3.62m/s ; R = 0.41m F = 151N v = 5.5×10-6m2/s
-4 2
3
2
第五章 颗粒的沉降和流态化 1 ut = 7.86×10 m/s ; ut’ = 0.07m/s 2 dP = 88.8μm 3 τ = 8.43×10-3s ; s = 6.75×10-5m 4 dpmax = 3.6μm 5 dpmin = 64.7μm ; ηP = 60﹪ 6 可完全分开 7 ζRe2<48 8 η0 = 0.925 ; x 出 1 = 0.53 x 出 2 = 0.27 ; x 出 3 = 0.20 x 出 4 = 0 ; W 出 = 59.9kg/day 4 2 9 ε固 = 0.42 ; ε流 = 0.71 ; ΔФ = 3.14×10 N/m 10 略 11 D 扩 = 2.77m 12 略
化工原理习题答案（上册） 第一章 流体流动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 PA（绝）= 1.28×105 N/m2 PA（表）= 2.66×104N/m2 W = 6.15 吨 F = 1.42×104N P = 7.77×104Pa H = 0.39m 5 2 △P = 2041×10 N/m 5 P = 1.028×10 Pa △h = 0.157m P（绝）= 18kPa H = 8.36m H = R PA> PB 略 P = Paexp[-Mgh/RT] u = 11.0m/s ; G = 266.7kg/m2s qm = 2.28kg/s R = 340mm qv = 2284m3/h τ= 1463s Hf = 0.26J/N 会汽化

化工原理习题解答
教材：高等学校教学用书《化工原理》作者：陈敏恒丛德滋方图南等
出版社：化学工业出版社
1985 年 9 月第一版
圆角矩形: 丁文捷藏书
目录
第一章流体流动 1
第二章流体输送机械 29
第三章液体的搅拌 38
第四章流体通过颗粒层的流动 41 第五章颗粒的沉降和流态化 51
第六章传热 59
第七章蒸发 94
第八章吸收 101
第九章精馏 119
第十章气液传质设备 143
第十一章萃取 148
第十二章热、质同时传递的过程 157 第十三章固体干燥 162
空气-水系统的焓-湿度图
空气-水系统的湿度-温度图。

解题思路：1. 已知：ΔZ=10m, P 2(表)=0.06MPa ，无缝钢管Φ57×3.5mm,L=50m,ρ=1200kg/m 3,μ=2mpa ・S,ε=0.3mm求：(1) 管路方程(2) q v =30m 3/h 时的H e ，P e解题思路：(1) ∵在阻力平方区 ∴λ=f(ε/d)ε/d, 查图得λ管路特性方程25228)(v e q d g g P z H πλ+ρ+∆=l表(2) q v =30m 3/h 时，25228)(v e q d g g P z H πλ+ρ+∆=l表g q H P v e e ρ⋅⋅=2. 已知：D=0.4m, H=0.2m, n=1000r/min, ρ=1000kg/m 3,求：(1) 顶盖P=f(r)Rr r Rr r g u g ====0202)2(ρP解题思路：离心力场中静力学方程为C 2r gz P 22==−+常数ρωρ ∴2r gz P C 20200ρω−ρ+= 由小孔处条件知0P (表)＝0，0z =0, 0r =0∴C=0gz r 21P 22ρ−ρω=∴ z= z 0 =0,(2) ∵02r gz P 22==ρω−ρ+常数 ∴P 2)(22r gz P ρωρ=+=gu g r g 22222==∴ωρP R r r R r r g u g =====ρ∴0202P3. 已知：q v =71m 3/h, P 1 (真)=0.029MPa ，P 2 (表)=0.31MPa ，d 1=d 2,Δz 12=0,ρ=1000kg/m 3,P 轴=10.4kW求：H e ,η解题思路：(1)由泵吸入端（截面）至泵出口端（2截面）列机械能衡算式g 2u z g P He g2u z g P 22222111++ρ=+++ρ得 ∵高度差不计，且d 1=d 2, u 1=u 2,gP P g P P He ρ+=ρ−=∴（真）表）1212( ()轴轴P g q H P P v e e ρ==η24. 已知：吸入管Φ70×3mm, L AB =15m, 压出管Φ60×3mm, L CD =80m, λ=0.03, Δz=12m, He=30-6×105q v 2,求：q V , q‘v解题思路：(1)从江面至高位槽液面排机械能衡算式得管路特性方程 H=Δz+ΣH f =Δz+2522512)88(v CDAB q g d L g d L ππλ+将管路方程与泵的特性方程联立，可得q V(2)江面下降3m ，Δz =15，两方程重新联立5. 已知：ΔP /ρg ，d ，l,ε,μ,ρ,He=A-Bq v 2求：计算q v 的框图 解题思路：∵ −=⋅+∆=22258vv Bq A He g q d Lg H πλρP 2152)]8/()[(gd LB g A q v πλρ+∆−=∴P框图如下：是输 出 q v6. 已知：离心水泵的特性曲线数据如下：q v l /min 0 1200 2400 3600 4800 6000 H e m 34.5 34 33 31.5 28 26 管路Δz=5m,L=360m,d=120mm,λ=0.02,两槽敞口求：q v ，P e解题思路：对于管路：有2v 52q gd L 8z g P H πλ+∆+ρ∆= 两槽敞口 ∴ΔP=0 将数据列表：流量q v m 3/s 0 0.02 0.04 泵 H e m34.5 34 33 管路H m5 14.6 43.21作图求得交点：q v ，H e∴Pe=q v H e ρg7．已知：泵特性方程H e =20-2q v 2（H e －m ，q v －m 3/min ），单泵q v =1m 3/min ，两敞口容器z 12=10m求：q v =1.5m 3/min 时，两泵串联还是并联。

第八章气体吸收L 解；查刘叱水的P s=4.24Kpa p=P-Ps=l01.3-4.24=37.06KPaE厶江込二込二"06冥9严如―1沢9沏甩0 C, C,M K C S M32.857X1(FS<182、解;查25t CO丁一巴0系统£ = 1.661x10^/^1设当地大气压为1包血即1.033at且不计溶剂分压’=10+1.033= 11.033a£ =1.08xl03jtW/m1(绝)p2= 0 2+1.033 = 1 23^ = 1.SlxlO^fcV/w?(绝)p = EX,p = FQy/>!_1.08X103X0.3~Y~ 1.661xlO r对稀溶液，其比质量分率X =1%1 95x10-3二:.爲= 44x ---------- = 4 78x 10_3^CO2/kgH2O1S"7 28 x 10弓X2 = 44x- --------- =1.78X10-3^(7O2IkgH^O3、解’ 2(PC 时，超= 406x10^型玖二 4 06x12尿解得w = 1.38xl0-3^Z^=1.38X10^X32X105=44.27 mg 用4、解：HiC-Cli系统，2WC 时，E x= 0.537 = 0.537xlOWa2(P C：yp1%X101.30.537xl02xl(?= 1.89xl0-5= 1.95xl0-s(1)yp_0.1%xl01 3~E~ 4 06xl06= 2.495xKr® =lOOCkiD218"空二竺竺4竺L畑xi尸p101 3(x f-x) = 1.09xl0_J O -儿)=0.00576 4CPG E2 = O.SOxlOWdj = 0 8xl05^101 3x,-x = 0.47xl0-3 y-j；f = 0 003685、解：—= 50x 2 xlO ~^= 0.01y = O25 = 5xW，勻m 50O—兀h = 0.025-0.01 二0.015(5-2)x10 ^=3x10丫睥=—= 50x 丄二2于刊 2=/?^^ = 25x2x10^ = 50 xlO-*码二鱼二2（_L）® 一P）A a RT P3l RT D备血心N A A 3Mr=2137^ = 0.59ftr1、解：查30°C J D= 0.268C>M2Is7p— 995.7jtg/ 饱和蒸汽压p kl- 31/>B1= 760-31 82 = 728w^Vg阻一农760-728 “ 口洛=七厂="Ter =爾硼加^ ［口厘In —呛7羽N亦二輕"QQZ"龄W+抨）邸M 警沁池初。