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南京工业大学化工原理课后习题答案8

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《第八章固体干燥》习题解答1）已知空气的干燥温度为60℃，湿球温度为30℃，试计算空气的湿含量H，相对湿度，焓I和露点温度。

CtCtk P apkgkJIppkPapHkPapCtHKrCKrttHHppPHkPapCtdsssHtwHhtwwt ssst st swwww,,,4.184.18,18.2/44.960158.0249060)0158.088.101.1(11/18.20137.0923.19600137.009.1/242730)/](/)[(0272.0)/(622.0247.430=∴===⨯+⨯⨯+=∴==Φ∴=====∴==--==-===查表得由干空气求得此时由时时解：查表得αα2）利用湿空气的I—H图完成本题附表空格项的数值，湿空气的总压。

3）湿空气（=20℃，）经预热后送入常压干燥器。

试求：①将空气预热到100℃所需热量：②将该空气预热到120℃时相应的相对湿度值。

12.3)/(662.0/02.0,3.10164.1981202/(8.8380/22.088.101.188.101.1.1=ΦΦ-Φ===⋅⋅==∆=⋅⨯+=+=解得干气水时））绝干气）绝干气（比热）解：sssHHHpppHkgkgHkPakPapCCkgkJCtCQCKGkJHHC4）湿度为的湿空气在预热器中加热到128℃后进入常压等焓干燥器中，离开干燥器时空气的温度为49℃，求离开干燥器时露点温度。

解：I = (1.01+1.88H)t＋2500H∵等焓∴I1 = I2∴(1.01+1.88H1)t1＋2500H1 = (1.01+1.88H2)t2＋2500H2(1.01+1.88⨯0.018) ⨯128＋2500⨯0.018= (1.01+1.88H2) ⨯49＋2500H2∴H2 = 0.0498 kg水/kg干气∵HpP p=-⨯0622.∴0049806221013105 ...=⨯⨯-pp∴p = 7510 Pa查表得t d = 40℃5）在一定总压下空气通过升温或一定温度下空气温度通过减压来降低相对湿度，现有温度为40℃，相对湿度为70%的空气。

试计算：①采用升高温度的方法，将空气的相对湿度降至20%，此时空气的温度为多少？②若提高温度后，再采用减小总压的方法，将空气的相对湿度降至10%，此时的操作总压为多少？解：(1) t = 40℃时查表p s = 7.377KPa，∴p = ϕp s = 0.7⨯7.377 = 5.1639 Kpa ∵H1 = H2∴p = p’= 5.1639Kpa∴ppKPa s'='==025163902258195....查表得t = 63.3℃(2) ∵t不变∴p s = 25.8195KPa由63.3℃, ϕ = 10% 查图得H = 0.014kg水/kg干空气HpP p ='-' 0622.00140622258195 258195... .='-P∴P’=117.29Kpa6）某干燥器冬季的大气状态为℃，，夏季空气状态为℃，。

如果空气离开干燥器时的状态均为℃，。

试分别计算该干燥器在冬、夏季的单位空气消耗量。

kPapp kPapCts s9.53766 .7,402,222,2=Φ===解：水干气）（（夏）干气夏季：水干气）（（冬）干气冬季：干气kg kg H H L kg kg p p H kPap Ct kg kg H H L kg kg p p H kPap Ct kg kg p p p H s s s s s s s s /4.47/1/01742.0)3.101/(622.0%652474.430/1.27/1/0016.0)33.101/(662.0%308728.05/0385.0)/(662.002000020002=-==Φ-Φ==Φ===-==Φ-Φ==Φ===Φ-Φ=7） 在常压连续干燥器中，将某物料从含水量10%干燥至0.5%（均为湿基），绝干物料比热为1.8kJ/(kg.℃)，干燥器的生产能力为3600kg 绝干物料/h ，物料进、出干燥器的温度分别为20℃和70℃。

热空气进入干燥器的温度为130℃，湿度为0.005kg 水/kg 绝干空气，离开时温度为80℃。

热损失忽略不计，试确定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的温度。

干气水干气联立方程，解得衡算可得：又根据物料衡算，热量干料干料干气水解：’‘kg kg H hkg L I I L I I G H H L W kg kJ Cw x Cs I kg kJ Cw x Cs I H H H I kg kJ I hkg x x G W x x C /01992.0/25572)()()(/46.12770)187.4005.08.1(/30.4520)187.4111.08.1(4.26408.80249080)88.101.1(/97.144005.02490130)005.088.101.1(/6.381)(005.0111.0)1.01/(1.02122122222'1111'212121==-=--==⨯⨯+=+==⨯⨯+=+=+=+⨯+==⨯+⨯⨯+==-===-=θθθθ8）在常压连续干燥器中，将某物料从含水量5%干燥至0.2%(均为湿基)，绝干物料比热为1.9kJ/(kg.℃)，干燥器的生产能力为7200kg 湿物料/h ，空气进入预热器的干、湿球温度分别为25℃和20℃。

离开预热器的温度为100℃，离开干燥器的温度为60℃，湿物料进入干燥器时温度为25℃，离开干燥器为35℃，干燥器的热损失为580kJ/kg 汽化水分。

试求产品量、空气消耗量和干燥器热效率。

h kg G W G W G /0.6854002.01/05.01720011121122湿料）（）（）（）（）解：（=--=-=-%3.53/3/29348/024.0/3.346580/013.0/31.346/260286.60249088.101.1/81.135013.024********.088.101.1249088.101.1/79.6635187.4002.0359.1/01.5325187.405263.0259.1/31.346002.005263.06840/6840005.0172001/013.02025002.005263.0005.01/05.02012122112212222201012111121110000011=--===-=+-⨯=-=-=+=+⨯+==⨯+⨯⨯+=+⨯+==⨯⨯+⨯==⨯⨯+⨯=+==-=-==-=-====-==-=）（）（）（干气解得：）（）’’（干气）（）（）（干气）（）（干料’干料对干燥器热量衡算：）（）（干气）（）（干气时图查（近似））（）（‘t t t t hkg L kg kJ H I I L Q I I G hkJ Q h kg H H H W L HH t H I kg kJ H t H I kg kJ I kg kJ Cw X Cs I h kg X X G W h kg W G G kg kg H C t C t I H X X L C L C C W ηθθ9） 采用废气循环干燥流程干燥某物料，温度为20℃、相对湿度为70%的新鲜空气与干燥器出来的温度为50℃、相对湿度为80%的部分废气混合后进入预热器，循环的废气量为离开干燥器废空气量的80%。

混合气升高温度后再进入并流操作的常压干燥器中，离开干燥器的废气除部分循环使用外，其余放空。

湿物料经干燥后湿基含水量从47%降至5%，湿物料流量为，设干燥过程为绝热过程，预热器的热损失可忽略不计。

试求：①新鲜空气的流量；②整个干燥系统所需热量；③进入预热器湿空气的温度。

h kg W G G W W X W W X kg kg H kg kg H kPa p kPa p C s S /79547.011500105263.005.01/05.01/8868.047.01/47.01//0671.0/0102.0%80340.12%703346.221222*********干料）（）（）（）（）（）（干气水干气水求得解：=-⨯=-==-=-==-=-====Φ==Φ=）（）干燥过程为绝热过程空气）（新鲜空气流量：干气）（）（）由物料衡算：1202212/1.117771/1.11658/1I I L Q h kg H L h kg H H X X G L -==+=--=Ct I I I H H H hkJ Q m m m 0202065.448.02.00557.08.02.03/1007.20102.00671.024********.088.101.1500671.088.101.1[1.11658=∴+==+=⨯=-⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯=）混合后：）（）（）（10） 某干燥系统，干燥器的操作压强为101.3，出口气体温度为60℃，相对湿度为72%，将部分出口气体送回干燥器入口与预热器后的新鲜空气相混合，使进入干燥器的气体温度不超过90℃、相对湿度为10%。

已知新鲜空气的质量流量为，温度为20℃，湿度为，试求：①空气的循环量为多少？②新鲜空气经预热后的温度为多少度？③预热器需提供的热量。

解: B 点：60℃ ϕ = 72% 查图H = 0.16kg 水/kg 干空气M 点：90℃ ϕ = 10% 查图H = 0.048kg 水/kg 干空气 ∵AMB 在一直线上∴A 点：H = 0.0054kg 水/kg 干空气, t = 127℃ ∵BM MA W ===新鲜空气中绝干空气质量循环空气中绝干空气质量5544049... ∴ W = 0.392 kg 干空气/s∴ W ’ = W(1+H) = 0.392⨯(1+0.16) = 0.455 kg/sQ = 0.49⨯(1.01+1.88⨯0.0054) ⨯(127－20) = 53.49 kJ/s11） 干球温度为20℃、湿球温度为15℃的空气预热至80℃后进入干燥器，空气离开干燥器时相对湿度为50%，湿物料经干燥后湿基含水量从50%降至5%，湿物料流量为2500kg/h 。

试求：①若等焓干燥过程，则所需空气流量和热量为多少？②若热损失为120kW ，忽略物料中水分带入的热量及其升温所需热量，则所需空气量和热量又为多少？干燥器内不补充热量。

干气）（干气水得：）由解：kg kJ I kg kg H Ct C t W /4.420088.024********.088.101.1/0088.01520100000=⨯+⨯⨯+====干气）（kg kJ I /0.1040088.024********.088.101.11=⨯+⨯⨯+=hkJ I I L Q hkg L Ct kg kg H h kg H H L hkJ I I L h kJ I I L Q hkg H H W L kg kg H C t h kg X X G W hkg G X X C C /1014.5/834015.39/023.0/3.1184/36001202/1065.4/1.75433/0245.041/3.1184/12500526.016010221221601022022121⨯=-===∴==-⨯=-⨯=-==-====-====）（干气干气水经试差得：水）（）（））（干气）（干气水查图得（等焓干燥）水）（干料12） 某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为，初始湿含量（湿基，下同）为3.5%，干燥产品的湿含量为0.5%。

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(化学工业出版社化工原理课后习题答案

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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。

化工原理课后习题答案上下册（钟理版）

化工原理课后习题答案上下册（钟理版）

化⼯原理课后习题答案上下册（钟理版）第⼀章流体流动习题解答1－1 已知甲城市的⼤⽓压为760mmHg ，⼄城市的⼤⽓压为750mmHg 。

某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在⼄地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别⽤mmHg 和Pa 表⽰。

[590mmHg, 7.86×104Pa]解：P （甲绝对）=760-600=160mmHg 750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2⽤⽔银压强计如图测量容器内⽔⾯上⽅压⼒P 0，测压点位于⽔⾯以下0.2m 处，测压点与U 形管内⽔银界⾯的垂直距离为0.3m ，⽔银压强计的读数R ＝300mm ，试求（1）容器内压强P 0为多少？（2）若容器内表压增加⼀倍，压差计的读数R 为多少？[(1) 3.51×104N ?m －2 (表压)； (2)0.554m] 解：1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρHP B ＝ρ，gR因等⾼⾯就是等压⾯，故P A ＝ P BP 0＝ρ，gR －ρgH ＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡ (表压) 2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ，＝R ＋△R ，容器内⽔⾯与⽔银分界⾯的垂直距离相应增为H ，＝H ＋2R。

同理， ''''''02Rp gR gH gR g R gH gρρρρρρ?=-=+?--000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ，，，4，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－220.30.2540.554m R R R ?，＝＋＝＋＝1－3单杯式⽔银压强计如图的液杯直径D ＝100mm ，细管直径d ＝8mm 。

(完整版)化工原理课后答案

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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.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 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/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。

试计算容器中液面上方的表压。

解：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+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/m 3，体积流量为9m 3/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: mm 476⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 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。

(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 =8.53m 1-5 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⨯ 310Pa 1-13 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=55.629dλ5d =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。