当前位置：文档之家 › 化工原理课后布置习题答案

化工原理课后布置习题答案

  • 格式：doc
  • 大小：221.50 KB
  • 文档页数：9

1 第66面，第21题： 3-34A22p39220=998.2kg/m, =1.00510 Pas, 7.8610u0.401/,573.52()441000vAAqmsdBC查课本面度水的性质：水在总管内的流速：

同理求出水在B支管和C支管内的流速：

u=1.01m/s, u=1.5m/s.按照流体流向，设高位槽液面为1-1截面，总管分支处为2-2截面，反应器内支管B出口内侧为3-3截面，吸收塔212()20.00410.082,1.48,AAAAlleudgzmAAAf12Bf23C内支管C出口内侧为4-4截面。du由总管内流动的雷诺数（Re==19914)和管壁的相对粗糙度(/d=0.003)，

查p40面Moody图，得总管内=0.025,总管阻力损失：H同理求得B支管=0.038,B支管阻力损失：H由C支管内流动的雷诺数和管壁的相对粗糙度求得：=4.13mf24A4CAA0.036,C支管阻力损失：H,在1-1，2-2和3-3截面之间进行机械能恒算，将已知条件代入，可求得：z=10.8m,在1-1，2-2和4-4截面之间进行机械能恒算（其中u=u)，可求得：z=12.4m.取z中较大值，即：高位槽液面至少高于地面12.4m。

第67面，第23题：

9.83水银32水银当闸阀关闭时，管道内水流速为零，设贮槽液面为1-1截面，U管压差计与放水管连接处的管截面为2-2截面，由静力学基本方程，可求得：贮槽液面和放水管轴线所处水平面之间13.6106001500的高差为：H=R-h=-=6.68m。当闸阀部分开启时：U管压差计内99810001000流体仍静止，由静力学基本方程：2-2截面处压力为：p（表压）=gR-gh=13.61010.49989.811.439600,11221122Pa232v222在截面和截面之间进行机械能恒算：可求得u=3.14m/s,流量为：q=du=88.7m/h. 当闸阀全开时，4

在1-1截面和放水管出口内侧之间进行机械能恒算，可求得放水管内流速u=3.51m/s, 在截面和截面之间进行机械能恒算时，求得p（表压）=39259Pa.

第67面，第24题： 2

5200

01120001012201(1.01310)27.9/,7601050,:()0.1,551136:0.595,24.44/,:()0.44/,JkgAdpCAdduCmsuumsd121

12

1设液体与水的性质接近，并设管路直径为8.1cm, 液体通过孔板孔口的p-p压力损失为:设液体在管内流动的Re大于临界值由查面的图得液体孔口p-p液体在管内流速管内Re4v11=37574大于临界值(约为2.510)，说明假设成立，q=uA=2.40kg/s。 第67面，第26题：

2500/,1.3325003325/ffLhLh铅液体v液体水v水钢v水液体水v液体最大刻度处对应的流量为转子流量计最大流量，由：q=1.33和水的最大流量q求得：q

q。

第91面，第1题： .32v3vv以低位贮槽液面和高位贮槽液面分别为1-1截面和2-2截面，进行机械能衡算，利用课本p73面的2-7和2-8式，求得管路特性曲线为：H=11.12+27.510q再利用题目离心泵特性曲线数据，画图求管路特性曲线和离心泵特性曲线的交点处（工作点）的坐标为：q=0.0285(m/s),H=33.5m, 所以：Pe=Hqg=9366W。第91面，第2题：

,01()2.45vrfPNPSHHgm0g,允许

g,允许

P利用离心泵的安装高度计算式：H=由已知条件，并

g

查取p396面附录4里面20度水的性质，得：H小于3m，可见将发生汽蚀，应至少降低：3-2.45+0.51m。第91面，第3题：

225

13/2/,0.0665,2.09/360000651.3510,/0.001,400.022,3.39,23.39,fmsumsmmsddpMoodyHmHmHvv实际4q在之间选择水的流速按最大流量计算管内径d=u

q25

选公称直径为65mm的管路，实际流速u=。查

.44

du水的性质，求得：Re=由：查面图，得：

则：阻力损失管路需要的压头根据和最大415,98065125pISrg,允许流量查附录选择型号的离心泵比较合适，在效率64%,(NPSH)=3.0m,根据离心泵安装高度计算式求得：H=6.9m, 由于实际安装高度小于6.9m，所以不会发生汽蚀。 3

第92面，第4题： 3300127000.757937.5/12700/1.21.21.181.91.57,0.75TT

mhmhppkPaPavv00将实际条件下的风量和风压换算成标准条件的下的风量和风压,再进行比较：qq=大于可见，风机的风量能满足要求，但风压不能满足要求。

第113面，第1题： 36395,4,100510,,18.110,,18pPasPas3水水

3空气空气

2pp0

-40水

查附录，20度水的性质，=998.2kg/m.再查p394,附录3,20度干空气的性质,=1.205kg/m(d)(-)g假设球形颗粒沉降处于层流区（斯托克斯区）,利用斯托克斯公式:u=

计算球形颗粒在水中的沉降速度为4.8910m/s, Re=0.0152,说明假设正0空气确.再计算球形颗粒在空气中的沉降速度为0.0542m/s,Re=0.1082,说明假设正确。

第113面，第2题： 394,0.25/,Re0.6992,vvpqBLqdumsBL-6pcppc01查面干空气在常压，100度的性质：=0.946kg/m3, =21.910Pas, 操作条件下的气体按空气处理，假设球形颗粒沉降处于斯托克斯区,18能100%除去的颗粒直径即临界粒径，由p96,式3-17：d=

(-)g

计算得：d=64.7m, 沉降速度u=说明颗粒沉降

在斯托克斯区。0.00.149/,1859.6%mstt2pp020201(d)(-)g5mm颗粒的沉降速度为：u==直径为0.05mm颗粒的能被除去的百分率等于相同时间t内其沉降高度与临界粒径颗粒的沉降u高度之比：。

u

第113面，第4题： 将恒压过滤方程

2

232222222/,/eeeeeqqqKqqKKdqqqqKKqmsqmmKK-5-3d两边对求微分，将方程变换成的形式，并以

dq

和q分别代替d和，得，再利用题目的数据以为横坐标，q

为纵坐标，求得截矩和斜率，得：K=1.16101.1610。q 4

第113面，第5题： 23332

600.85108.5,100.255,10000.2553.19,0.375/,40.08AmmVVmqmmAe0.85总过滤面积：滤渣体积=

2

滤液量 由第题的K和q以及恒压过滤方程得：充满滤渣需要的时间约为：12230秒。

第165面，第1题： 2,1.63/QtqkwmAb由q=得：。

第165面，第2题： QtAb2由通过各层平壁的导热通量 q=相等，得：q=289.7w/m，耐火砖

内侧和建筑砖外侧的温度分别为：861度和179度。 第165面，第4题：

97.5/,wmQ稳态传热时沿管子轴向通过各层单位长度的传热速率相同，即：均相等，LQ得：钢管与软木层接触面上的温度与管内温度接近，约为300度。L

第165面，第7题：

0.80.42150250200,2()()326/ptcduwmK定性温度度查空气的性质并应用圆形管内强制湍流的

计算公式=0.023求得.d

第165面，第8题：

0.80.328535602()()1785/ptcduwmK查水在定性温度度的性质,并利用圆形管内强制湍流的

计算公式=0.023求得d

第166面，第15题：

1212

:lnmttttt利用对数平均温度差计算公式,求得:并流和逆流的对数平均温度差

分别为61.5度和78.3度。第166面，第18题： 5

111222211112222122()()(')(')'167'15743mpmpmmmpmpmmtQqcTTqcttKAtQqcTTqcttKAtTtt逆逆逆

并并

并并参考化工原理多媒体课件传热=49.2度,由：逆流时：， 并流计算一章里面的例题解法时：

求得：度，，，度度。

第166面，第19题： 211122()125/,33.7,39.9,3.71,3.13mpmmmmQQqcTTKJsttAmKtQAmKt并逆并

并

逆逆

度度。 第166面，第23题：

2222

11379/,6.44,318/,767,ooosisoomoiiimooooddbdRRQKAtKdddKwmKAmKwmKAmK由： 和 ，求得：忽略污垢热阻时，有污垢热阻时，’’.。要提高关键要除垢，并提高流体特别是油的值。 第167面，第25题：

m1112222121122112()()1()()106()ln()mpmpm

QKAtqcTTqcttTtTttTtTt

21212212由题意，油品温度升高前：t=15C,t=40C,T=200C,t=80C,=700W/mK,=2500W/mK,忽略管壁和污垢热阻，则传热量：其中：C

油品温度m11122221211222212122''('')(')2(')('')('15)(210')'3(')('15)lnln('')(210')32mpmpmQKAtqcTTqcttTtTtTttTtTTtt1m1m2p升高后：t,q,q,K,A,c均不变，则传热量：其中：式代入式2213'=41.1'=84.2tT，然后式与式的对应部分相除，可得：C，C.该题与166面的18题计算方法类似。

第190面，第1题： 21044/()21.3(10585)ssssmkghHhDHhQAmKtK101LF(h-h)+W(H-h)+Q浓缩液量：F-W=100kg/h,蒸汽消耗量 D=，

合集下载

化工原理课后习题答案第一章流体流动答案

化工原理课后习题答案第一章流体流动答案

第一章 流体流动习题解答1.解：（1） 1atm=101325 Pa=760 mmHg真空度=大气压力—绝对压力，表压=绝对压力—大气压力 所以出口压差为p =461097.8)10082.0(10132576.00⨯=⨯--⨯N/m 2（2）由真空度、表压、大气压、绝对压之间的关系可知，进出口压差与当地大气压无关，所以出口压力仍为41097.8⨯Pa 2.解： T=470+273=703K ，p=2200kPa混合气体的摩尔质量Mm=28×0.77+32×0.065+28×0.038+44×0.071+18×0.056=28.84 g/mol混合气体在该条件下的密度为：ρm=ρm0×T0T×pp0=28.8422.4×273703×2200101.3=10.858 kg/m33.解：由题意，设高度为H 处的大气压为p ，根据流体静力学基本方程，得 dp=-ρgdH大气的密度根据气体状态方程，得 ρ=pMRT根据题意得，温度随海拔的变化关系为 T=293.15+4.81000H代入上式得ρ=pMR （293.15-4.8×10-3H ）=-dpgdh移项整理得dpp=-MgdHR293.15-4.8×10-3H对以上等式两边积分，101325pdpp=-0HMgdHR293.15-4.8×10-3H所以大气压与海拔高度的关系式为 lnp101325=7.13×ln293.15-4.8×10-3H293.15即：lnp=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526（2）已知地平面处的压力为101325 Pa ，则高山顶处的压力为 p 山顶=101325×330763=45431 Pa将p 山顶代入上式ln 45431=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526 解得H =6500 m ，所以此山海拔为6500 m 。

(化学工业出版社化工原理课后习题答案

(化学工业出版社化工原理课后习题答案

第一章1-1 0.898 3-⋅kg m 1-2 633mmHg 1-3 1.78z m ∆= 1-4 H =8.53m1-5 1720AB p mmHg ∆= 1-6 318.2Pa ; 误差11.2℅1-7 在大管中：11211114.575,0.689,1261----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 在小管中： 11212224.575, 1.274,2331----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 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 gz 1 + u 12/2 + p 1/ρ=gz 2+u 22/2+p 2/ρ+w f式中，u 1 =0，p 2 =0，u 2 =2.2 m .s-1，p 2 = 40*103 Pa ，w f =25J.kg-1，代入上式得 Δz =u 22/2g+p 2–p 1/ρg+w f /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2211221e 2f u p u p g z + + +w =gz +++w 22ρρ已知 z 1=2.1m ，z 2 =36m , u 1 =0, 2u 的速度头已计入损失中，p 1=0, p 2=2.16*106 Pa,f w =122J.kg -1, 将这些数据代入上式得e w = (z 2-z 1)g+p 2/ρ+ fw=(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122=333+2417+122=2882J.kg-1泵的有效功率N e =e s w m =2882*15/1000=43.2kw 1-10 (1) 4.36Kw ；(2) 0.227MPa1-11 B 处测压管水位高，水位相差172mm 1-12 H=5.4m ，pa=36.2kPa解 在截面1-1和2-2间列伯努利方程，得22112212u p u pg z + + =gz ++22ρρ即22122112p p ()2--+-=u u g z z ρ(a) z 1、z 2 可从任一个基准面算起（下面将抵消），取等压面a -a ，由静力学方程得p 1+ρg(z 1-z 2)+ ρgR=p 2+Hg gR ρ 即1212()Hg P P g z z gR ρρρρ--+-=⨯ (b) 由式(a)和式(b)可得2231211360010009.8180109.89.21000Hg u u gR J kg ρρρ-----=⨯=⨯⨯⨯= （c ） 又由连续性方程知 u 2= u 1(d 1/d 2)2= u 1⨯ (125/100)2=1.252 u 1 代入式（c ）得 （1.252 u 1）2 - u 12=2⨯9.89 u 1=3.70m.s -1 于是 u 2=1.252⨯ 3.70=5.781.m s -喷嘴处 u 3= u 1（d 1/d 3）2=3.70⨯125/75）2=10.281.m s -在截面0-0与3-3间列机械能衡算式H= u 32/2g=10.282/2⨯9.81=5.39m 在截面0-0与a -a 间列伯努利方程 H=u 22/2g+ p A /ρg故有 p A =ρgH -222u ⨯ρ=1000*9.81*5.39-5.782/2 *1000 =36.2⨯ 310Pa1-13 d≤39mm1-14 水0.0326m·s -1，空气2.21m·s -1 1-15 (1) 38.3kPa ； (2) 42.3% 1-16 不矛盾 1-17 答案略1-18 (1) 第一种方案的设备费用是第二种的1.24倍；(2) 层流时，第一种方案所需功率是第二种的2倍；湍流时，第一种方案所需功率是第二种的1.54倍 1-19 0.37kW 1-20 2.08kW1-21 0.197m ；不能使用 解 （1）求铸铁管直径取10℃氺的密度ρ=10001.kg m -,查附录五知μ=1.305 ⨯ 310-Pa.s取湖面为1-1面，池面为2-2面，在面1-1与面2-2间列机械能衡算方程2221122f u u p p g z w ρ--∆++=因u 1、u 2、p 1、p 2皆为零，故g z ∆= f w （a ）式中，z∆=45m , 2222581000300() 5.62923600f l u w d d d λλλπ⨯===代入式（a ）得 9.81 ⨯ 45=55.629d λ5d =0.01275λ (b)λ的范围约为0.02-0.03，现知V S 很大，Re 也大，故λ的初值可取小些。

化工原理实验课课后习题答案课件.doc

化工原理实验课课后习题答案课件.doc

流体流动阻力的测定离心泵特性曲线的测定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 1. 为什么启动离心泵前要先灌泵？如果灌水排气后泵仍启动不起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来，你认为可能是什么原因？压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真答：离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。

由于空空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。

气密度很小，所产生的离心力也很小。

此时，在吸入口处所形成2.U 行压差计的零位应如何校正？答：先打开平衡阀，关闭二个截的真空不足以将液体吸入泵内。

虽启动离心泵，但不能输送液体。

止阀，即可U 行压差计进行零点校验泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电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？为接反了，泵也会启动的。

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，2．为什么启动离心泵时要关出口调节阀和功率表开关？启动离心因为出口阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵泵后若出口阀不开，出口处压力表的读数是否会一直上升，为什后会发生气缚现象，无法输送液体。

么？答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程4．待测截止阀接近出水管口，即使在最大流量下，其引压管内的极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机。

当泵不被损坏时，气体也不能完全排出。

试分析原因，应该采取何种措施？答：待真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性截止阀接近进水口，截止阀对水有一个阻力，若流量越大，突然曲线影响造成的。

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3．什么情况下会出现气蚀现象？答：金属表面受到压力大、频率出。

改进措施是让截止阀与引压阀管之间的距离稍微大些。

高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表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面的电化学腐蚀等，使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。

化工原理课后习题答案详解第四章.doc

化工原理课后习题答案详解第四章.doc

第四章多组分系统热力学4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。

此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。

以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。

解：根据各组成表示的定义4.2D-果糖溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20 C时的密度。

求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。

解：质量分数的定义为4.3在25 C，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B介于和之间时，溶液的总体积。

求：（1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。

（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。

解：根据定义当时4.460 ︒C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。

二者可形成理想液态混合物。

若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60 ︒C 时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。

解：质量分数与摩尔分数的关系为求得甲醇的摩尔分数为根据Raoult定律4.580 ︒C是纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。

两液体可形成理想液态混合物。

若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80 ︒C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。

解：根据Raoult定律4.6在18 ︒C，气体压力101.352 kPa下，1 dm3的水中能溶解O2 0.045 g，能溶解N2 0.02 g。

现将 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾，赶出所溶解的O2和N2，并干燥之，求此干燥气体在101.325 kPa，18 ︒C下的体积及其组成。

设空气为理想气体混合物。

其组成体积分数为：，解：显然问题的关键是求出O2和N2的Henry常数。

18 C，气体压力101.352 kPa下，O2和N2的质量摩尔浓度分别为这里假定了溶有气体的水的密度为（无限稀溶液）。