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化工原理第二版两册答案(柴诚敬主编)2

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化工原理(第二版)国防工业出版社课后习题及答案【完整版】

化工原理(第二版)国防工业出版社课后习题及答案【完整版】
解在贮槽液面（1-1截面）及泵入口真空表处（2-2截面）列柏努利方程，贮槽液面为基准面
式中Z1=0m，p1=0（表压），u1≈0，Z2=1.5m，p2=-24.66103Pa（表压），
将数值代入，并简化得:
解得u2=2m/s
在贮槽液面（1-1截面）及排出管与喷头相连接处（3-3截面）列柏努利方程，贮槽液面为基准面
=PMm/(RT)
=101.3328.26/(8.314773)
=0.455kg/m3
1-2在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？
解塔内绝对压强维持相同，则可列如下等式
（2）槽底面所受的压强是多少？
解人孔盖以中心水平线上下对称，而静压强随深度做线性变化
因此可以孔中心处的压强计算人孔盖所受压力
P=g(H–h)=8809.81(9–0.6)=72515.52Pa
F=PA=72515.520.52/4=1.42104N
1-6为了放大所测气体压差的读数，采用如本题附图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。
pB+1gh +2gh =1gh +pa
pB= pa+(1-2)gh -1gh
由hD2/4=hd2/4
可得h=h(d/D)2
所以
1-11列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm的钢管组成，空气以9m/s的速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃，压强为196×103Pa（表压），当地大气压为98.7×103Pa。试求：

柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库章节题库其他分离方法【圣才出品】

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1/1十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
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第12章其他分离方法
除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用______、______、______等方法（列举三种方法）。

【答案】过滤、沉降、吸附
【解析】非均匀混合物的分离方法很多，较常见的是采用机械分离方法。

机械分离方法中包括沉降和过滤两种操作。

吸附同样是一种除杂的方法，吸附利用某些固体能够从流体混合物中选择性地凝聚一定组分在其表面上的能力，使混合物中的组分彼此分离的单元操作过程。

柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库章节题库流体输送机械【圣才出品】

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第2章流体输送机械1．如图2-1所示，用离心泵将密闭贮槽A中的常温水送往密闭高位槽B中，两槽液面维持恒定。

输送管路为φ108mm×4mm的钢管，全部能量损失为。

A槽上方的压力表读数为0.013MPa，B槽处U形压差计读数为30mm。

垂直管段上C、D两点间连接一空气倒U形压差计，其示数为170mm。

取摩擦系数为0.025，空气的密度为，试求：（1）泵的输送量；（2）单位重量的水经泵后获得的能量；（3）若不用泵而是利用A、B槽的压力差输送水，为完成相同的输水量，A槽中压力表读数应为多少？图2-1解：（1）C、D间倒U形压差计实际测得的是水流经该段的能量损失，即故输水量（2）单位重量的水经泵后获得的能量即为外加压头。

在A槽液面1-1'截面与B槽管出口外侧2-2'截面间列伯努利方程其中故（3）若利用A、B槽的压力差输送水，仍在1-1'截面与2-2'截面间列伯努利方程简化：所以即为完成相同的输水量，A槽中压力表读数应为294.4kPa。

2．如图2-2所示，用离心泵将水由贮槽A送往高位槽B，两槽均为敞口，且液位恒定。

已知输送管路为φ45mm×2.5mm，在出口阀门全开的情况下，整个输送系统管路总长为20m（包括所有局部阻力的当量长度），摩擦系数可取为0.02。

在输送范围内该泵的特性方程为（Q的单位为，H的单位为m）。

试求：（1）阀门全开时离心泵的流量与压头；（2）现关小阀门使流量减为原来的90％，写出此时的管路特性方程，并计算由于阀门开度减少而多消耗的功率（设泵的效率为62％，且忽略其变化）。

图2-2解：（1）设管路特性方程为其中故管路特性方程为而离心泵特性方程为二式联立，可得阀门全开时离心泵的流量与压头：（2）在图2-3中，阀门全开时的管路特性曲线为1所示，工作点为M；阀门关小后的管路特性曲线为2所示，工作点为M'。

关小阀门后M'流量与压头分别为设此时的管路特性方程为由于截面状况没有改变，故A'＝3不变，但B'值因关小阀门而增大。

化工原理第二版两册答案(柴诚敬主编) 2

化工原理第二版两册答案(柴诚敬主编) 2

绪 论1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。

（1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ·s 2/m 4（3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2·h ·atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ·h ·℃)解：本题为物理量的单位换算。

（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ（2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ·m/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9=则()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0︒⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒︒⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa则()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ⋅⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=-K（5）表面张力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425--⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s则()()C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 132︒⋅=︒⋅⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即()()()LL10CB4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -⨯=式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2·h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。

柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库章节题库绪 论【圣才出品】

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绪论
一、选择题 1．按照国际单位制（SI 制）的规定，下列物理量中（ ）采用的是导出单位。 A．时间 B．温度 C．力 D．物质量 【答案】C 【解析】国际单位制（SI 制）中七大基本单位是：长度 m，时间 s，质量 kg，热力学 温度 K，电流单位 A，光强度单位 cd，物质量 mol。
6．下列参数计算时，其结果因单位制选择有关的是（ ）。
A．摩擦系数λ
B．过滤常数 K
C．离心分离因数α
D．传热单位数 NTU
【答案】B
w m2 oC w m2 K Leabharlann 【解析】传热系数 K 单位为
或
。
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二、简答题
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数学模型法的主要步骤有哪些？
答：数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下步骤进行：
（1）将复杂真实过程本身简化成用数学方程式描述的物理模型；
（2）对所得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。
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化工原理习题解答(第二版)(祁存谦)习题解

化工原理习题解答(第二版)(祁存谦)习题解

祁存谦丁楠吕树申《化工原理》习题解答第1章流体流动第2章流体输送第3章沉降过滤第4章传热第5章蒸发第6章蒸馏第7章吸收第9章干燥第8章萃取第10章流态化广州中山大学化工学院（510275）2008/09/28第1章 流体流动1-1．容器A 中气体的表压力为60kPa ，容器B 中的气体的真空度为Pa 102.14⨯。

试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干Pa 。

该处环境大气压等于标准大气压。

（答：A,160kPa ；B,88kPa ）解：取标准大气压为kPa 100，所以得到：kPa 16010060=+=A P ；kPa 8812100=-=B P 。

1-2．某设备进、出口的表压分别为 12kPa -和157kPa ，当地大气压为101.3kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。

(答：169kPa -) 解：kPa 16915712-=--=-=∆出进P P P 。

1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa （表压）。

问水封管插入液面下的深度h 最小应为若干？ （答：m 02.1）解：m 02.18.910101033=⨯⨯=∆=g P H ρ习题1-3 附图1-4．某一套管换热器，其内管为mm,25.3mm 5.33⨯φ外管为mm 5.3mm 60⨯φ。

内管流过密度为3m 1150kg -⋅，流量为1h 5000kg -⋅的冷冻盐水。

管隙间流着压力（绝压）为MPa 5.0，平均温度为C 00，流量为1h 160kg -⋅的气体。

标准状态下气体密度为3m 1.2kg -⋅，试求气体和液体的流速分别为若干1s m -⋅？（ 答：1L s m11.2U -⋅=；1g s 5.69m U -⋅= ）习题1-4 附图解：mm 27225.35.33=⨯-=内d ，m m 5325.360=⨯-=外d ；对液体：122s m 11.2027.011503600/500044/-⋅=⨯⨯⨯===ππρ内d m A V u l l l l l ； 对气体：0101P P =ρρ⇒3560101m kg 92.51001325.1105.02.1-⋅=⨯⨯⨯==P P ρρ，()224内外内外D d A A A g -=-=π()2322m 1032.10335.0053.04⨯=-=π，13s m 69.592.51032.13600/160/--⋅=⨯⨯===ggg gg g A m A V u ρ。

化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编

化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编

大学课后习题解答之化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编绪 论1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。

（1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ·s 2/m 4（3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2·h ·atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(m ·h ·℃)解：本题为物理量的单位换算。

（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ（2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ·m/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9=则()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0︒⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒︒⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa则()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ⋅⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=-K（5）表面张力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425--⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡=σ（6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s 则()()C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 132︒⋅=︒⋅⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即()()()LL310CB4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -⨯=式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2·h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。

化工原理(第二版)上册课后习题答案

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大学课后习题解答之化工原理(上)-理工大学化工学院-柴诚敬主编09化工3班制作 QQ34240759 绪 论1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。

（1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s)（2）密度ρ=138.6 kgf ·s 2/m 4（3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2·h ·atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(m ·h ·℃)解：本题为物理量的单位换算。

（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm则 ()s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ·m/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ（3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9=则()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0︒⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒︒⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa则()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ⋅⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=-K（5）表面张力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425--⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s 则()()C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 132︒⋅=︒⋅⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即()()()LL310CB4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -⨯=式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2·h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。

柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库课后习题绪 论【圣才出品】

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Α量纲为一，不必换算
（2）将原符号加上 面以 为例：
以代表新单位的符号，导出原符号的“数字”表达式。下
则 同理
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（3）将以上关系式代原经验公式，得
整理上式并略去符号的上标，便得到换算后的经验公式，即
（二）思考题 1．何谓单元操作？如何分类？ 答：单元操作是指为化学反应准备必要条件以及将反应物分离提纯而获得有用产品的物 理操作过程。根据各单元操作所遵循的规律和工程目的，单元操作可分为：流体动力过程、 传热过程、传质过程、热质传递过程、热力过程（制冷）、粉体或机械过程（粉碎、分级）。 2．联系各单元操作的两条主线是什么？ 答：联系各单元操作的主线：（1）传递过程是单元操作的基础，从理论上揭示单元操 作的原理，并为所研究的过程提供数学模型，因此传递过程是联系各单元操作的一条主线； （2）化工原理课程是一门实践性很强的工程学科，在长期的发展过程中，形成了两种基本
则 （2）密度 基本物理量的换算关系为
则 （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为
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则 （4）传质系数 基本物理量的换算关系为
则 （5）表面张力 基本物理量的换算关系为
则 （6）导热系数 基本物理量的换算关系为
4．何谓单位换算因子？ 答：统一物理量，若采用不同的单位则数值就不相同。换算因子是指彼此相等而单位不 同的两个同名物理量（包括单位在内）的比值。
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ρL——液相密度，lb/ft3。 A、B、C 为常数，对 25mm 的拉西环，其数值分别为 0.57、﹣0.1 及 1.24。 试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为 SI 单位。 解：上面经验公式是混合单位制度，液体黏度为物理单位制，而其余诸物理量均为英制。 经验公式单位换算的基本要求要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系，导出 物理量“数字”的表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都变为所希望的单 位。具体换算过程如下： （1）从附录查出或计算出经验公式有关物理量新旧单位之间的关系为

化工原理第二版下册答案(柴诚敬主编)

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2
wA
（2）
xA
MA wA MA wB MB
1
A MA dw A dx
(
wA MA

wB MB
MA MA wA wB 2 ( ) MA MB
Hale Waihona Puke wB MB)wA(
1

1
MB
)
1 ( w A w B) M M A B wA wB 2 ( ) MA MB
MAMB(
1
wA MA )
3
×10-4 m/s。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数 H＝0.725 kmol/(m3·kPa)。 （1）试计算以 p 、 c 表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为
p p p* pt y
c 1.06 (110.5 0.032 )kPa 2.074 kPa H 0.725
(0.085 0.022)kmol/(m s) 9.179 10 kmol/(m s)
2
7
2
6. 试用式（7-41）估算在 105.5 kPa、288 K 条件下，氢气（A）在甲烷（B）中的扩散系数 DAB 。 解：查表 7-1，得
v A 7.07 cm3/mol
查表 7-2，计算出
c 总 （ 1 ＋ 2 ）＝ （ ）kmol/m 3 55.58kmol/m 3 2 M M 2 17.92 17.98 1 2 故氨的摩尔通量为 D c 总 N A AB ( x A1 x A2 ) z x
BM

1.24 10
9
55.577
0.005 0.946

化工原理第二版答案柴诚敬主编

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化工原理第二版答案柴诚敬主编标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]绪 论1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。

（1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf s 2/m 4（3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2hatm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(mh ℃)解：本题为物理量的单位换算。

（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 ()s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf= N ，1 N=1 kgm/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ（3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU= kJ ，l b= kg 则（4）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=3600 s ，1 atm= kPa则（5）表面张力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm则（6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s则2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为、及。

化工原理第二版两册答案习题附图主编

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第一章 流体流动4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。

在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？ 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此()（个）695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。

读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。

为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。

试求A 、B 两点的表压力。

解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ 7．某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过13.3 kPa （表压），在炉外装一安全液封管（又称水封）装置，如本题附图所示。

液封的作用是，当炉内压力超过规定值时，气体便从液封管排出。

试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h 。

柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库章节题库流体流动【圣才出品】

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图 1-6 解：（1）在 1、2 两截面间列伯努利方程，有
变形得 其中：
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所以
（2）U 形压差计示值直接反映两截面总势能差，即 ①
或者由“疑难解析”中分析可知，U 形压差计示值又反映两截面间流体流动阻力与动能 差之和。
平衡时，两贮罐液面处总势能应相等，即
整理得
故平衡时，两贮罐的液位高度分别为
5．如图 1-5 所示为油水分层器，油水混合液以很小的流量从中流过，其中的油水界面
靠倒 U 形管（Ⅱ形管）调节。已知
，
水在管路中流动的能量损失忽略不计。试求：（1）阀 a 关，阀 b、c 开时，油水界面高度 H；
（2）阀 a、b、c 均开时，油水界面高度 H；（3）阀 a 关、阀 b 开、阀 c 关时，Ⅱ形管中
图 1-1 解：由 U 形压差计测量压力差的公式 得 当指示液为四氯化碳时，U 形压差计的最大读数为
当指示液为汞时，U 形压差计的最大读数为
显然，用汞作为指示液时，最大读数较小，易造成读数不准确，故选用四氯化碳为指示 液比较合适。
2．如图 1-2 所示，用一复式 U 形压差计测量流体流过管路 A、B 两点的压力差。已知 流体的密度为ρ，指示液的密度为ρ0，且两 U 形管指示液之间的流体与管内流体相同。已知 两个 U 形压差计的读数分别为 R1、R2，试推导 A、B 两点压力差的计算式。
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第 1 章 流体流动
1．如图 1-1 所示，水在水平管道中流过，为测得管路中 A、B 间的压力差，在两点间 安装一 U 形压差计。若已知所测压力差最大不超过 5kPa，问指示液选用四氯化碳（密度为 1590kg/m3）还是汞更合适？

柴诚敬版化工原理化工原理课后题答案

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=
9.811.5
+
1 2
u2 b2
+
5.5ub22
ub = 3.0 m s
（2）水的流量（以 m3/h 计）
Vs
=
u
b2
A
=
3.0
3.14 4
Байду номын сангаас
(0.018
−
2
0.004)2
= 0.02355 m3
s = 84.78 m3
h
4
习题 11 附图
习题 12 附图
12．20 ℃的水以 2.5 m/s 的平均流速流经φ38 mm×2.5 mm 的水平管，此管以锥形管与 另一φ53 mm×3 mm 的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧 A、B 处各插入一垂直 玻璃管以观察两截面的压力。若水流经 A、B 两截面间的能量损失为 1.5 J/kg，求两玻璃管的
解： 水 gh = 13.3
h = 13.3 (水 g ) = 13.3 1000 (1000 9.8)m = 1.36m
习题 7 附图
流体流动概述
8. 密度为 1800 kg/m3 的某液体经一内径为 60 mm 的管道输送到某处，若其平均流速为 0.8
m/s，求该液体的体积流量（m3/h）、质量流量（kg/s）和质量通量[kg/(m2·s)]。
地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为 20 kPa。若改在乙地区操作，真空表的读数 为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？
解：（1）设备内绝对压力
( ) 绝压=大气压-真空度= 85.3 103 − 20 103 Pa = 65.3kPa
（2）真空表读数
( ) 真空度=大气压-绝压= 101.33 103 − 65.3 103 Pa = 36.03kPa

化工原理柴敬诚答案

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化工原理柴敬诚答案化工原理是以化学反应为基础的科学，是研究物质内部化学键和化学反应性质、结构的科学。

它是人们认识和改造世界客观事物的基础。

我们常说：化工就是把化工科学发展到新阶段。

化学具有许多新的领域，特别是化学工业中的物质，都有不同程度的成分都会与化学作用于环境而发生变化。

如光能使有机物氧化，电离成氢、氧；水能使有机物溶化，与盐作用生成氢气和氧气，并产生氨；氧气可以参与化学反应，或促使化学物质氧化等。

然而，化学反应也会产生有害反应如：光透过率降低、温度升高、压力降低、反应物不能溶解等。

1.化学反应一般需要()个催化剂，催化剂或化学反应物。

解析：催化剂是反应发生的重要物质。

它在反应中起着催化作用，可使反应进行。

一般要由4个步骤完成，称为化学反应阶段。

化学反应是物理变化和化学变化使物质的数量和质量发生变化的过程。

化工中化学反应最基本、最重要的步骤就是生成物质。

催化剂是化学反应过程最基本、最重要、也是最常用的催化剂之一。

催化剂的种类很多，包括有机化合物催化剂、金属催化剂等。

一般催化过程需催化剂或化学反应物()种、催化剂使用方法及用量()。

例如：硝酸铵形成硝酸根离子时需要硫酸根离子作为催化剂；硝酸根离子与水发生化学反应；硫酸根离子又可使亚铁形成氯化铁等。

这是化学过程中较为常见的催化剂。

化学性质通常对催化剂有以下影响：1.使离子能发生变化2.氢原子在催化剂作用下不稳定3.催化剂：活性中心有价元素可以直接参与化学反应。

2.反应过程的作用机理有以下三种类型：(1)物理化学作用机理：原子或分子之间的相互作用是物质反应的主要形式。

如：原子间的键合；(2)化学反应机理：化学反应进行所需要物质的化合作用过程产生的物质有氢、氧等可溶性的有机化合物如甲烷、丁二烯、二甲苯、丙酮、乙二醇等；还可以利用化学反应过程可利用的元素的性质及其对物质的化学影响。

或将它们转化为化学能、或将其能利用；或将它们转化为某种形式。

如：氢元素、氯元素等在自然界存在时能使一切物质转变为元素金属或化合物；金属或其他金属元素能与水形成络合物而形成化合物等：如铬、铜等金属化合物在催化剂作用下发生氧化而形成金属化合物是一种化学反应。

柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库课后习题非均相混含物分离及固体流态化【圣才出品】

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第3章非均相混含物分离及固体流态化（一）习题1．颗粒在流体中作自由沉降，试计算（1）密度为2650kg/m 3，直径为0.04mm 的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2650kg/m 3，球形度6.0=φ的非球形颗粒在20℃清水中的沉降速度为0.1m/s，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7900kg/m 3，直径为6.35mm 的钢球在密度为1600kg/m 3的液体中沉降150mm 所需的时间为7.32s，液体的黏度是多少？解：（1）假设为滞流沉降，则：2s t ()18d u ρρμ-=查附录20℃空气31.205kg/m ρ=，s Pa 1081.15⋅⨯=-μ，所以()()()sm 1276.0s m 1081.11881.9205.126501004.018523s 2t =⨯⨯⨯-⨯⨯=-=--μρρg d u 核算流型：3t 51.2050.12760.04100.3411.8110du Re ρμ--⨯⨯⨯===<⨯所以，原假设正确，沉降速度为0.1276m/s。

（2）采用摩擦数群法()()s 123t 523434 1.81102650 1.2059.81431.931.2050.1g Re u μρρξρ---=⨯⨯-⨯==⨯⨯依6.0=φ，9.431Re1=-ξ，查出：t et 0.3u d Re ρμ==，所以55e 0.31.8110 4.50610m 45μm1.2050.1d --⨯⨯==⨯=⨯（3）假设为滞流沉降，得：2s t()18d gu ρρμ-=其中sm 02049.0s m 32.715.0t ===θh u 将已知数据代入上式得：()sPa 757.6s Pa 02049.01881.91600790000635.02⋅=⋅⨯⨯-=μ核算流型t 0.006350.0204916000.0308116.757du Re ρμ⨯⨯===<2．用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5m，宽5m，高4.2m，固体杂质为球形颗粒，密度为3000kg/m 3。

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绪 论1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。

（1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm ·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ·s 2/m 4（3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2·h ·atm) （5）表面力σ=74 dyn/cm（6）导热系数λ=1 kcal/(m ·h ·℃)解：本题为物理量的单位换算。

（1）水的黏度 基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g ，1 m=100 cm则)s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044⋅⨯=⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ·m/s 2则 3242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=ρ（3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9=则()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0︒⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒︒⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa则()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ⋅⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=-K（5）表面力 基本物理量的换算关系为1 dyn=1×10–5N 1 m=100 cm则m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425--⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868×103J ，1 h=3600 s则()()C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 132︒⋅=︒⋅⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即()()()LL10CB4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -⨯=式中 H E —等板高度，ft ；G —气相质量速度，lb/(ft 2·h)； D —塔径，ft ；Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ； ρL —液相密度，lb/ft 3A 、B 、C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。

试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为SI 单位。

解：上面经验公式是混合单位制度，液体黏度为物理单位制，而其余诸物理量均为英制。

经验公式单位换算的基本要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系，导出物理量“数字”的表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都变为所希望的单位。

具体换算过程如下： （1）从附录查出或计算出经验公式有关物理量新旧单位之间的关系为m 3049.0ft 1=()()s m kg 10356.1h ft lb 1232⋅⨯=⋅- （见1）α量纲为一，不必换算 s Pa 101cp 13⋅⨯=-13lb ft =133lb 1kg 3.2803ft ft 2.2046lb 1m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=16.01 kg/m 2(2) 将原符号加上“′”以代表新单位的符号，导出原符号的“数字”表达式。

下面以H E 为例：m ft EE H H '= 则 EE EE 2803.3mft2803.3ft m ft m H H H H '=⨯'='= 同理 ()G G G '=⨯'=-5.73710356.13D D '=2803.3 002803.3Z Z '= ()3LL 101-⨯'=μμL LL 06246.001.16ρρρ'='= (3) 将以上关系式代原经验公式，得()()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'''⨯⨯⨯'⨯'⨯⨯⨯='-LL310 1.24-0.14E0624.010002803.33048.02803.301.125.7371078.257.09.32803.3ρμαZ D G H整理上式并略去符号的上标，便得到换算后的经验公式，即()()LL3101.240.1-4E 4.39205.010084.1ραμZ D G A H -⨯=第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。

已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、CH 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。

解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。

设混合油为理想溶液。

解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。

若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备绝对压力绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。

在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作压力为39.5×106Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103Pa ）？ 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ作用在孔盖上的总力为N10627.3N76.04π103.10110813.1)(4233a⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（AppF每个螺钉所受力为N10093.6N014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此()（个）695.5N10093.610627.3341≈=⨯⨯==FFn5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U管压差计。

读数分别为R1=500 mm，R2=80 mm，指示液为水银。

为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管灌入一段水，其高度R3=100 mm。

试求A、B 两点的表压力。

解：（1）A点的压力()（表）Pa101.165Pa08.081.9136001.081.9100042汞3水A⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gRgRpρρ（2）B点的压力()（表）Pa107.836Pa5.081.91360010165.1441汞AB⨯=⨯⨯+⨯=+=gRppρ6．如本题附图所示，水在管道流动。

为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100 mm，h=800 mm。

为防止水银扩散至空气中，在水银面上方充入少量水，其高度可以忽略不计。

已知当地大气压力为101.3 kPa，试求管路中心处流体的压力。

解：设管路中心处流体的压力为p根据流体静力学基本方程式，A Ap p'=则a++p gh gR pρρ=汞水()80.132kPaPa1.08.9136008.08.91000103.1013=⨯⨯-⨯⨯-⨯=--=gRghppa汞水ρρ习题5附图习题4附图习题6附图7．某工厂为了控制乙炔发生炉的压力不超过13.3 kPa （表压），在炉外装一安全液封管（又称水封）装置，如本题附图所示。

液封的作用是，当炉压力超过规定值时，气体便从液封管排出。

试求此炉的安全液封管应插入槽水面下的深度h 。

解：3.13=gh 水ρ()()m 36.1m 8.9100010003.133.13=⨯⨯==g h 水ρ流体流动概述8. 密度为1800 kg/m 3的某液体经一径为60 mm 的管道输送到某处，若其平均流速为0.8 m/s ，求该液体的体积流量（m 3/h ）、质量流量（kg/s ）和质量通量[kg/(m 2·s)]。

解： h m 14.8s m 360006.0414.38.04π3322h =⨯⨯⨯===d u uA Vs kg 26.2s kg 100006.0414.38.04π22s =⨯⨯⨯===ρρd uuA w ()()s m kg 800s m kg 10008.022⋅=⋅⨯==ρu G9．在实验室中，用径为1.5 cm 的玻璃管路输送20 ℃的70%醋酸。