北京化工大学化工原理上册解析

设备内的绝对压强P 绝 = 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa设备内的表压强 P 表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m ，油面上方为常压。

在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm ，孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa k 问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P 油 ≤ σ螺解：P 螺 = ρgh ×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762=150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n ,P 油 ≤ σ螺 得 n ≥ 6.23取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附图所示。

测得R 1 = 400 mm ， R 2 = 50 mm ，指示液为水银。

为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3 = 50 mm 。

试求A ﹑B两处的表压强。

分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a –a ′为等压面，对于左边的压差计，b –b ′为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。

解：设空气的密度为ρg ，其他数据如图所示a –a ′处 P A + ρg gh 1 = ρ水gR 3 + ρ水银ɡR 2由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05= 7.16×103 Pab-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。

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，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与流速的一次方成正比？哪个区域的与成正比？光滑管流动时的摩擦损失与的几次方成正比？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。

HH1DR11CEFBA10mn11-1附图解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。

m首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。

5.4. 对流传质5.4.1. 两相对流传质模型5.4.2. 总传质速率方程5.4.3. 传质阻力与传质速率的控制返回返回5.4.1. 两相对流传质模型相际对流传质三大模型：双膜模型溶质渗透模型表面更新模型1．双膜模型p A p Ai c Aic A气相液相δG δL E2．双膜模型的基本论点（假设）（1）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存在稳定的气膜和液膜。

膜内为层流，A以分子扩散方式通过气膜和液膜。

（2）相界面处两相达平衡，无扩散阻力。

（3）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以涡流扩散的形式传质。

双膜模型也称为双膜阻力模型返回返回5.4.2. 总传质速率方程1．吸收过程的总传质速率方程（1）用气相组成表示吸收推动力)(*ALAG G A p p K N −=)(*A y y K N y −=G K ——以气相分压差表示推动力的气相总传质系数，kmol/（m 2·s·kPa ）；y K ——以气相摩尔分率差表示推动力的气相总传质系数，kmol/（m 2·s ）；返回（2）用液相组成表示吸收推动力)c c (K N AL *AG L A −=)(*A x x K N x −=L K ——以液相浓度差表示推动力的液相总传质系数，kmol/m 2·s·kmol/m 3）；x K ——以液相摩尔分率差表示推动力的液相总传质系数，kmol/（m 2·s ）；（3）总传质系数与单相传质分系数之间的关系系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线返回*ALAL Hp c =根据双膜理论i Hp c A Ai =)p p (Hk N *AL i A L A −=})c c (k N AL i A L A −=*AL i A A L1p p N Hk −=i A AG A G1p p N k −=*AL AG A G L 11p p N k Hk −=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+返回G L G 111k Hk K +=G L L 11k H k K +=同理：L G HK K =用类似的方法得到xy y k m k K +=11y x x mk k K 111+=xy K mK =)p p (k Hk N *AL AG G L A 111−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=返回（4）总传质系数之间的关系yK pK =G xK cK =L LG HK K =xy K mK =返回5.4.3. 传质阻力与传质速率的控制1．传质阻力GL G 11 1k Hk K +=G L L 1 1k H k K += 1 1yx y k k m K +=y x x mk k K 1 1 1+=相间传质总阻力= 液相(膜)阻力+气相(膜)阻力注意:传质系数 传质阻力与推动力一一对应返回2．传质速率的控制步骤（1）气膜控制气膜控制：传质阻力主要集中在气相，此吸收过程为气相阻力控制（气膜控制）。

一． 填空题1． 【陈1】4【答案】它表征了流动流体惯性力与黏性力之比，它在研究动量传递、热量传递、质量传递中非常重要。

2． 【陈1】7-3 【答案】不变【解析】对于转子流量计，如果在所测量的流率范围内，流量系数不变，则不论流量大小，转子与锥形管环隙处的流速都是不变的。

则转子上下端面的压力差也为常数，不随流量变化。

3． 【陈2】1【答案】液体的密度和黏度【解析】离心泵性能的影响因素有三个: ①液体的密度和黏度;②离心泵转速的影响;③离心泵叶轮直径的影响。

4． 【陈5】4.4 【答案】增大，减小【解析】由于操作气速增加，导致流化床内颗粒向上运动，导致床层孔隙率ε增加。

由公式()()=∆ερρｓｐｌ１－－ｇ可得，随着ε增大，∆ｐ减小。

5． 【陈6】2-1 【答案】C →B →A【解析】热导率λ是表征材料导热性能的一个参数，λ愈大，导热越快。

由圆筒壁热阻公式由于A、B、C三种保温材料厚度相同，则δ相同，则热阻值R A<R B<R C，因此，包覆顺序为C→B→A6．【陈6】6【答案】2 ， 2【解析】由传热速率微分方程则Q∝K,则流量提高至原来的2倍，则其对流传热系数为原来的2倍，Q不变则K与d 成反比，管径改为原来的1/2，则其对流传热系数为原来的2倍。

7.【陈10】1-5【答案】过量液沫夹带引起、降液管返混引起、降液管阻塞引起【解析】（1）过量液沫夹带引起。

气相负荷因子过大引起的两相泡沫层或者喷射状接触的两相抵达上一层塔板。

（2）降液管返混引起。

因为气相负荷过大导致干板压降增大，液相负荷过大引起的堰上液高度增大。

塔板压降的增大将导致降液管内液面增大。

（3）降液管阻塞引起。

塔盘上液相流速太大导致降液管入口变小引起。

8【陈10】1-9【答案】为了保证塔板上有一定高度的液层并使液流在塔板上均匀流动【解析】溢流堰设置在塔板上液体出口处，为了保证塔板上有一定高度的液层并使液流在塔板上均匀流动，降低管上端必须高于塔板版面一定高度。