化学工程基础(化工原理)第10章 课后答案【khdaw_lxywyl】

《化工原理实验课后习题答案》

一、流体流动阻力的测定

1.如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。

2.U行压差计的零位应如何校正？答：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进行零点校验

3.进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气缚现象，无法输送液体。

4．待测截止阀接近出水管口，即使在最大流量下，其引压管内的气体也不能完全排出。试分析原因，应该采取何种措施？答：待截止阀接近进水口，截止阀对水有一个阻力，若流量越大，突然缩小直至流回截止阀，阻力就会最大，致使引压管内气体很难排出。改进措施是让截止阀与引压阀管之间的距离稍微大些。

5．测压孔的大小和位置，测压导管的粗细和长短对实验有无影响？为什么？答：由公式??2?p可知，在一定u下，突然扩大ξ，Δp增大，则压差计读数变大；2u?反之，突然缩小ξ，例如：使ξ＝0.5，Δp减小，则压差计读数变小。

6．试解释突然扩大、突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同现象？答：hf与很多值有关，Re是其中之一，而λ是为了研究hf而引入的一个常数，所以它也和很多量有关，不能单单取决于Re，而在Re在一定范围内的时候，其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置，可以认为λ与Re关系统一。

7.不同管径、不同水温下测定的?～Re曲线数据能否关联到同一曲线？答：hf与很多值有关，Re是其中之一，而λ是为了研究hf而引入的一个常数，所以它也和很多量有关，不能单单取决于Re，而在Re在一定范围内的时候，其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置，可以认为λ与Re关系统一。正如Re在3×103～105范围内，λ与Re的关系遵循Blasius关系式，即λ=0.3163/Re0.25

第八章 化学动力学 ——课后习题解答

难度级别：基础★，基础2★，综合3★，综合4★，超纲5★

关于作业：公式有必要牢记，但是平时作业时最好是自己动手推导出比较简单的公式，而不是直接翻书，找到公式，套公式，这样的解题方式不值得提倡。

1．（基础★）气体反应SO2Cl2 = SO2 + Cl2为一级反应。在593K时的k = ×10-5 s-1。求半衰期和反应2h后分解的百分比。

解：1/25ln20.693315002.2010tsk（计算有点误差31507 s），

5100ln2.210236001.58410cktcx

000011.171611.1716100%14.65%1.17161cxxcxcc，

2．（基础★）镭原子蜕变成一个Rn和一个α粒子。它的半衰期是1622年，反应是一级。问1g无水溴化镭RaBr2在10年内能放出多少RnRn的量用0℃，标准压力下的体积（cm3）来表示。

解：411/2ln2/0.692/16224.27310kta，

4300ln4.27310104.27310cktcx，

001.00428ccx

1g无水溴化镭的物质的量为10.00259386mol，也就是溴离子物质的量

在同一个密闭的容器中

50.002591.004281.105100.00259xmolx

故1g无水溴化镭在10年内能放出在0℃，标准大气压下Rn的体积为

V = ×10－5××103 = 0.248 cm3

【讨论】（1）元素周期表应该作为一个常用的工具备在身边，Ra的原子量为226，溴的原子量为80；（2）单位是灵活的，可以根据具体的情况而定，目的则是为了方便计算；（3）无水溴化镭RaBr2不是气体这样在浓度表达上有问题吗

4．（基础★★）某二级反应在a = b时，经过500s原始物作用了20％，问原始物作用60％时须经过多少时间

第一章

1-1 0.898 3kgm

1-2 633mmHg

1-3 1.78zm

1-4 H =8.53m

1-5 1720ABpmmHg

1-6 318.2Pa ; 误差11.2℅

1-7 在大管中：11211114.575,0.689,1261mkgsumsGkgms

在小管中： 11212224.575,1.274,2331mkgsumsGkgms

1-8 6.68m

解 取高位槽液面为1-1，喷头入口处截面为2-2面。根据机械能横算方程，有

gz1 + u12/2 + p1/ρ=gz2+u22/2+p2/ρ+wf

式中，u1 =0，p2 =0，u2 =2.2 m .s-1，p2 = 40*103 Pa，wf =25J.kg-1，代入上式得

Δz =u22/2g+p2–p1/ρg+wf/g

=2.22/2*9.81+40*103-0/1050*9.81+25/9.81

=6.68m

1-9 43.2kW

解 对容器A液面1-1至塔内管出口截面2-2处列机械能衡算式

2211221e2fupup g z + + +w=gz+++w22

已知 z1=2.1m，z2 =36m , u1 =0, 2u的速度头已计入损失中，p1=0, p2=2.16*106 Pa,

fw =122J.kg-1, 将这些数据代入上式得

ew = (z2-z1)g+p2/ρ+ fw

=(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122

=333+2417+122=2882J.kg-1

泵的有效功率Ne=eswm=2882*15/1000=43.2kw

1-10 (1) 4.36Kw；(2) 0.227MPa

1-11 B处测压管水位高，水位相差172mm

3．在大气压力为101.3kPa的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa。若在大气压力为75 kPa的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？

解：KPa.1563753.231KPa3.2311303.101aapppppp绝表表绝

1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m3,h=0.8m,R=0.45m。试计算容器中液面上方的表压。

解：kPaPagmρgRρpghρghρp53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300

1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫酸的密度为1831 kg/m3，体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。

解: (1) 大管: mm476

hkgρqmVs/1647918319

smdquV/69.0068.0785.03600/9785.0221

smkguG211/4.1263183169.0

(2) 小管: mm5.357

质量流量不变 hkgms/164792

smdquV/27.105.0785.03600/9785.02222

或: smdduu/27.1)5068(69.0)(222112

smkguG222/4.2325183127.1

1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg（不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。