文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 › 化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答
化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答

王国庆陈兰英

广东工业大学化工原理教研室

2003

上 册

一、选择题

1、 某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则

(1) 层流时,流动阻力变为原来的 C 。

A .4倍

B .8倍

C .16倍

D .32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 D 。

A .4倍

B .8倍

C .16倍

D .32倍

解:(1) 由 2

22322642d lu

u d l du u d l h f ρμμ

ρλ=

??=??= 得

1624

4

212

212

212212121

2==???

? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u

d l d f u d l h f ?

???

? ??=??=ελ 得

322 55

2121421

2211221

2==???

? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f

2. 水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩

短25%,而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。 A .1.155倍 B .1.165倍 C .1.175倍 D .1.185倍

解:由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2

22

2

22211

1ρρ

得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2

222222

11

1u d l l u d l l e e ?+?=?+?

λλ 又由完全湍流流动

得 ??

?

??=d f ελ

所以 ()()2

22211u l l u l l e e ?+=?+

而 24

d u uA V π

?==

所以 ()()1547.175

.01

2

11

2

12==

++==e e l l l l u u V V

3. 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知

玻璃球的密度为2500kg/m 3,水的密度为998.2kg/m 3,水的粘度为1.005?10-3Pa ?s ,空气的密度为1.205kg/m 3,空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。 (1)若在层流区重力沉降,则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。

A .8.612

B .9.612

C .10.612

D .11.612

(2)若在层流区离心沉降,已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2,则

水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 D 。

A .10.593

B .11.593

C .12.593

D .13.593

解:(1) 由 ()μρρ182g

d u s t -=

得 ()g

u d s t

ρρμ-=

18

所以 ()()()()612.91081.12.998250010005.1205.125005

3=??-??-=

--=

--a

w s w a s a

w d d

μρρμρρ

(2) 由 ()R u d u T s r 2218?-=μρρ,gR

u K T

c 2

=

得 ()c s r gK d u ?-=μ

ρρ182,()c

s r

gK u d ρρμ-=18

所以 ()()()()593.131

1081.12.9982500210005.1205.1250053=???-???-=

--=

--cw

a w s ca

w a s a

w K K d d

μρρμρρ

4. 某一球形颗粒在空气中自由重力沉降。已知该颗粒的密度为5000kg/m 3,空气的密度为1.205kg/m 3,空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。则

(1) 在层流区沉降的最大颗粒直径为 B ?10-5m 。

A .3.639

B .4.639

C .5.639

D .6.639 (2) 在湍流区沉降的最小颗粒直径为 C ?10-3m 。

A .1.024

B .1.124

C .1.224

D .1.324

解:(1) 由 μ

ρ

t du =

Re

得 ρ

μd u t Re

=

而 ()μρρ182g

d u s t -=

所以 ()()

()m g d s 532

5

3

210639.4807

.9205.15000205.11

1081.118Re 18--?=?-????=-=ρρρμ

(2) 由 ()ρ

ρρg

d u s t -=74

.1

得 ()ρ

μρ

ρρd g

d s Re

74

.1=

- ()2

222

274.1Re ρμρ

ρρd g

d s =

- 所以

()()()m g d d s 332

2

2

53

22210224.1807

.9205.15000205.174.11000

1081.174.1Re --?=?-????=-?=ρρρμ 5. 对不可压缩滤饼先进行恒速过滤后进行恒压过滤。

(1)恒速过滤时,已知过滤时间为100s 时,过滤压力差为3?104Pa ;过滤时间

为500s 时,过滤压力差为9?104Pa 。则过滤时间为300s 时,过滤压力差为 C 。

A .4?104Pa

B .5?104Pa

C .6?104Pa

D .7?104Pa

(2)若恒速过滤300s 后改为恒压过滤,且已知恒速过滤结束时所得滤液体积为

0.75m 3,过滤面积为1m 2,恒压过滤常数为K=5?10-3m 2/s ,q e =0m 3/m 2(过滤介质的阻力可以忽略)。则再恒压过滤300s 后,又得滤液体积为 D 。

A .0.386m 3

B .0.486m 3

C .0.586m 3

D .0.686m 3 解:(1) 由 b a p +=?θ

b

a b a +=?+=?5001091001034

4

两式相减,得 a

4001064

=?,150400

1064

=?=a

所以 150001*********=?-?=b

所以 Pa p 41066000015000300150?==+?=?

(2) 由 ()

()()R R e R K q q q q q θθ-=-+-22

2 得 ()

()R R K q q θθ-=-22

()()R R R R

K A V K q q θθθθ-+??

?

??=-+=2

2

()4361.10625.230010575.032==

??+=

-

23/6861.075.04361.1m m q =-=?

6. 对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为300s 时,所得滤液体积为0.75m 3,且过滤面积为1m 2,恒压过滤常数K=5?10-3m 2/s 。若要再得滤液体积0.75m 3,则又需过滤时间为 C 。

A .505s

B .515s

C .525s

D .535s 解:由 θK q q q e =+22

得 22q K q q e -=θ

所以 625.075

.0275.030010522

32=?-??=+=-q q K q e θ

8251055

.1625.025.123

22=???+=+=-K q q q e θ s 525300825=-=?θ

7. 水蒸汽在一外径为25mm 、长为2.5m 的水平管外冷凝。

(3) 若管外径增大一倍,则冷凝传热系数为原来的 C 。

A .0.641倍

B .0.741倍

C .0.841倍

D .0.941倍 (4) 若将原水平管竖直放置,且假定冷凝液层流流动,则冷凝传热系数为原

来的 A 。

A .0.493倍

B .0.593倍

C .0.693倍

D .0.793倍

解:(1) 由 ()4

1

3

2725.0?

?

???-=w s o t t d g r μλρα

841.0214

14

12112=??

? ??=???? ??=o o d d αα (2) 由 ()4

1

3

2

13.1??

???-=w s t t L g r μλρα

493.05

.210

25725.013.1725.013.14

13

4

1

=???

? ????=??? ???=-L d o H V αα 8. 冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90?C ,出口温度为50?C ,冷水进口温度为15?C ,出口温度为53?C ,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同,则热损失占传热量的 C 。

A .5%

B .6%

C .7%

D .8% 解:由 ()21T T c W Q ph h h -=,()21t t c W Q pc c c -= 得

()()()()05.040

38

40509015535090211221=-=----=----=-T T t t T T Q Q Q h c h

二、 计算题

1. 如图所示,常温的水在管道中流过,两个串联的U 形管压差计中的指示液均为水银,密度为ρHg ,测压连接管内充满常温的水,密度为ρw ,两U 形管的连通管内充满空气。若测压前两U 形管压差计内的水银液面均为同一高度,测压后两U 形管压差计的读数分别为R 1、R 2,试求a 、b 两点间的压力差b a p p -。

解: 11gh p p w a ρ+=,11gh p p w a ρ-=

21p p =,132gR p p H g ρ+=,43p p =,254gR p p H g ρ+=

55gh p p w b ρ+=

52455gh gR p gh p p w H g w b ρρρ--=-=

()524113gh gR p gh gR p p p w H g w H g b a ρρρρ----+=- ()5121gh gh R R g w w H g ρρρ+-+= 而 211R h h +

=,2

25R

h h -= 所以 ()??

?

??-+??? ??--+=-222121R g gh R g gh R R g p p w w w w Hg b a ρρρρρ

()()()g R R R R g R R g w Hg w Hg 2121212121+???

?

?-=+-

+=ρρρρ

2. 在如图所示的测压差装置中,U 形管压差计中的指示液为水银,其密度为ρHg ,其他管内均充满水,其密度为ρw ,U 形管压差计的读数为R ,两测压点间的位差为h ,试求a 、b 两测压点间的压力差b a p p -。

解:由 11gh p p w a ρ+=

2

321p p p == gR p p H g ρ+=43 54p p =

25gh gR p p w w b ρρ++=

所以 151413gh gR p gh gR p gh p p w H g w H g w a ρρρρρ++=++=+= 所以 21gh gR gh gR p p w w w H g b a ρρρρ--+=- ()21h h g gR gR w w H g -+-=ρρρ gh gR gR w w H g ρρρ--= ()h R g gR w H g +-=ρρ ()gh gR w w H g ρρρ--=

3. 某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动,已知2/21d d =,m l 1001=,

1800Re 1=。今测得该流体流径管道1的压力降为0.64m 液柱,流径管道2的压力降为0.064m 液柱,试计算管道2的长度2l 。

解:由 221d d =,得 41212

2

2112=???

??=???

? ??=d d u u 所以

2

1412Re Re 1212112212=?=?==u u d d u d u d μ

ρμ

ρ

所以 900Re 2

1

Re 12== 所以 0356.0180064Re 6411===

λ,071.0900

64

Re 6422===λ 又 22u d l h p

f ??==?λρ,g

u d l H g p f 22

?

?==?λρ

所以 12

2

1

1112

2

22222f f H H g

u d l g u d l =????λλ,1

221212

21212f f H H d d u u l l =???λλ 所以 m H H d d u u l l f f 16064

.0064

.024211002121222212112=????=????=λλ

4. 密度为1000kg/m 3,粘度为1cP 的水,以10m 3/h 的流量在内径为45mm 的水平光滑管内流动,在管路某处流体的静压力为1.5?105Pa(表压),若管路的局部阻力可忽略不计,则距该处100m 下游处流体的静压力为多少Pa(绝对压力)?

解: ()s m d V u /75.1045.0360010442

2=??

==ππ 7875010

11000

75.1045.03

=???=

=-μ

ρ

du R 0189.0787503164

.0Re 3164.025

.025.0===

λ 由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2

22

2

22211

1ρρ

得 2

2

112u d l p h p p f ρλρ??-=∑-=

275

.11000045.01000189.0105.12

5

??

??

? ???-?= ()()绝压表压2524/10870125.1/1056875.8m N m N ?=?=

5. 用一离心泵将冷却水由贮水池送至高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ,管路总长(包括局部阻力的当量长度在内)为400m ,管内径为75mm ,摩擦系数为0.03。该泵的特性曲线为2610

6.018Q H ?-=,试求:

(1) 管路特性曲线 (2) 泵工作时的流量和扬程 知: m h 10= m l l e 400=+

m d 075

.0= 03.0=λ

26106.018Q H ?-= 求:(1) ()e e Q f H = (2) Q 、H

解:(1) 由 242212

2121282e e e Q gd

d l l g u u g p p z z H ?????

??++-+-+-=πλρ

得 2

524

2101795.410075.08075.040003.010e e e Q Q g H ?+=?????? ???+=π (2) 而 26106.018Q H ?-=

所以 2625106.018101795.410Q Q ?-=?+ 解之: s m Q /108034.210

1795.1083

35

-?=?=

所以 ()

m H 2846.13108034.2101795.4102

3

5=???+=-

6. 现有一台离心泵,允许吸上真空度m H s

6=', 用来输送20?C 的清水,已知流量为20m 3/h ,吸入管内径为50 mm ,吸入管的全部阻力损失为O mH H f 25.1=∑,当地大气压为10 mH 2O 。试计算此泵的允许安装高度g H 为多少米?

解: ()

s m d V u /831.205.0360020

44221=??

==ππ f s g H g

u H H ∑--'=22

1 m 091.45.1409.065.1807

.92831

.262=--=-?-

= 7. 远距离液位测量

欲知某地下油品贮槽的液位H ,采用图示装置在地面上进行测量。测量时控制氮气的流量使观察瓶内产生少许气泡。已知油品的密度为850 kg /m 3。并铡得水银压强计的读数R 为150mm ,同贮槽内的液位 H 等于多少?

解:因观察瓶内只有少许气泡产生,这表明在管道内氮气的流速极小,可近似认为处

于静止状态。在静止流体内部各点的单 位总势能相等,故

B A p p =

(因2N ρ很小), 贮槽内液位为

8. 管道两点之间压的测量

A 、

B 两断面分别位于直管段内,在此两断面间装有单U 形管和复式U 形管压强计(如附图所示)。单u 形管内指示液的密度为1ρ,复式U 形管的中间流体和直管内流体相同,密度均为ρ, 试证明R 1=R 2十R 3。

解:在直管内垂直于流动方向的横断面上, 流体压强服从静压分布规律,其虚拟压强p 是常数。连接于管路A 、B 两点间压差计的读数直接反映两测压点所在断面的虚拟压强差。

对于单U 形管压强计

g R p p B A )(11ρρ-=- (1) 对于复式U 形管的左、右两U 形管可分别写出:

g R p p A )(12ρρ-=-

g R p p B )(13ρρ-=- 两式相加得

g R R p p B A ))((132ρρ-+=- (2) 由式1、式2可得 321R R R += 。

9. 虹吸管顶部的最大安装高度

利用虹吸管将池中温度为90℃热水引出,两容器水面 的垂直距离为2m ,管段AB 长5m ,管段BC 长10m(皆 包括局部阻力的当量长度),管路直径为20mm ,直管阻 力系数为0.02。若要保证管路不发生汽化现象,管路顶点 的最大安装高度为多少? (已知90℃热水的饱和蒸汽压 为7.01×104Pa)

解: 在断面1—1和2—2

之间列机械能衡算式,可求得 管内流速

设顶点压强V B p p =,在断面1—1和断面B —B 之间列机械能街算式,可求出B 点最大安装高度为:

10. 喷嘴的尺寸与喷出速度

附图所示管路由φ57×3.5钢管组成,管长18m ,有标准直角弯头两个,闸阀一个,直管阻力系数为0.029,高位槽内水面距管路出口的垂直距离为9m 。 当阀门全开 口,试求:

(1) 管路出口流速及流量;

(2) 若在管路出口装一直径为25mm 的喷嘴,喷嘴的局部阻力系数E ξ=0.5,管路的出口流速和流量有何变化?

(3) 改变喷嘴尺寸,可能获得最大喷出速度为多少?(假设喷嘴的局部阻力系数

E ξ=0.5不变)。

(4) 若将流体视为理想流体,安装咳嘴前后流量的变化如何?

解: (1) 管路中各管件的局部阻力系数分别是:

17.0 ,75.0 ,5.0====C D B A ξξξξ。由断面1—1和2—2之间的机械能衡算式,得

在管路出口安装喷嘴,缩小了出口流通面积并引入一个局部阻力,使管内流量减少,管内流量的降低使沿程阻力损失大为减少,而且减少量远远超过喷嘴产生的局部阻力损失,因此,就整个管路而言,阻力损失不是增加而是减小了。喷嘴出口的流速之所以能够加快,其原因就在于此。在本例中,安装喷嘴后,出口的流通面积缩小了3/4,流量减少了:

(3)由(2)可知,喷嘴直径越小,管路沿程阻力损失亦越小,喷出速度越大。当喷嘴直径足够小时,管内流体可看成是静止的,沿程阻力损失为零。在此条件下可求得喷嘴的最大喷出速度为:

(4) 对于理想流体,安装喷嘴前后的出口流速皆为gH

,故安装喷嘴前

u2

后的流量之比为:

11.从水塔管道输送水,水塔水面距出水管口的垂育距离为10m,新管道全长500m,管件的局部阻力可近似地等于水管全长的50%,水温为20℃,输水量为10m3 /h试求水管的最小直径。

[解] 取水塔水面为1—1截面,水管出水口为2—2截面,基准水平面通过出水管的水平中心线,在两截面间列柏努利方程式:

12. 在如图所示的平板导热系数测定装置中,试样直径mm d 120=,且由于试样厚度b 远小于直径d ,可以忽略试样径向的热损失。由于安装不好,试样与冷、热表面之间均存在着一层厚度为0.1mm 的空气隙。设热表面温度C t ?=1801,冷表面温度C t ?=302。测试时测得的传热速率W Q 2.58=。

空气隙在1t 下的导热系数

)/(10780.321K m W ??=-λ,在2t 下的导热系数

)/(10675.222K m W ??=-λ。

试计算空气隙的存在给导热系数的测定带来的误差。(提示:不考虑空气隙计算得到的导热系数λ'为表观值,考虑空气隙计算得到的导热系数λ为真实值,即要计算

λλλ'

-) 解:由 b

t t S Q 2

1-?

'=λ

b

得 ()()()()

b b

d t t Qb

S

t t Qb

?=??-?=

-=

-=

'3067.3412.0785.0301802.584

2

2

2121πλ

又由 ()2

2112122112

1λλλλλλb b b S t t S b S b S b t t Q ++-=++-=

()Q

S t t b b

b 212

2

1

1

-=

+

+

λλ

λ

所以

()2

2

1

1

21λλλ

b b Q

S t t b

-

--=

()()022765.010675.2101.010780.3101.02

.5812.0785.0301802

3232

=??-??-??-=

---- b ?=9271.43λ

所以 %90.212190.09271.433067

.349271.43==-='-λλλ

13. 外径为50mm 的不锈钢管,外包6mm 厚的玻璃纤维保温层,其外再包20mm 厚的石棉保温层,管外壁温为300?C ,保温层外壁温为35?C ,已知玻璃纤维和石棉的导热系数分别为0.07W/(m ?K)和0.3 W/(m ?K),试求每米管长的热损失及玻璃纤维层和石棉层之间的界面温度。 解:

()()m W r r r r t t L

Q /9.35162102ln 3.015062ln 07.01353002ln

1ln 1223212131=+-=+-=πλλπ

()m W r r t t L

Q /9.351ln 121

2121=-=λπ

所以 C t ?=?-=128207

.39.3513002π

14. 某液体在一直管内(忽略进口段的影响)稳定强制湍流流动,该管内径为20mm ,测得其对流传热系数为α,现将管内径改为27mm ,并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。

(3) 若液体的流速保持不变,试问管内对流传热系数有何变化? (4) 若液体的质量流量保持不变,试问管内对流传热系数有何变化?

知: mm m d 20020.0== mm d 27= 求:

1

2

αα 解:(1) 由 12u u =,n

p c du d ???

? ??????

?

????=λμμρλα8

.0023.0 得 9417

.020*******

.08

.0122

1

1

8.0128

.02

12=??

? ???=???

?

???==d d d d

d d d d αα (2) 由 12W W =,uA V W ρρ==

得 1122A u A u =,2

2112???

? ??=d d u u

所以

()()8

.02

2

18

.0122

1

8

.011222

1

1

8.01128

.02212???

????????

?

?????

? ???=???

? ???==d d

d d d d u d u d d d d u d d u d αα

5826

.027208

.18

.1216

.1218

.01

22

1

=??

? ??=???

? ??=???

? ?????

? ???=d d d d d d d d

15. 饱和温度为100?C 的水蒸汽,在外径为40mm 、长度为2m 的单根竖管 外表面上冷凝。管外壁温为94?C 。试求每小时的蒸汽冷凝量。

100?C 下水的汽化潜热r = 2258?103 J/kg ,97?C 下水的物性数据为: λ = 0.682 W/(m ?K),μ = 2.82?10-4 Pa ?s ,ρ = 958 kg/m 3。

解:由 ()4

1

3

213.1??

??

?-=w s o t t L g r μλρα

得 ()()

K m W o ?=??

????-??????=-2

4

14

3

2

3

/4659.74659410021082.2682.0807.995810225813.1α 又由 ()()W r t t L d t t S Q w s o o w s o =-??=-=παα 得 ()

()3

10225894100204.04659.7465?-????=

-=

ππαr

t t L d W w s o o

h kg s kg /9484.17/109857.43=?=-

16. 在管长为1m 的冷却器中,用水冷却油。已知两流体作并流流动,油由420K 冷却到370K ,冷却水由285K 加热到310K 。欲用加长冷却管的办法,使油出口温度降至350K 。若在两种情况下油、水的流量、物性、进口温度均不变,冷却器除管长外,其他尺寸也不变。试求加长后的管长。 知: m l 11=

K T 4201=

K T 3702=,K T 3502='

K t 2851= K t 3102=

求: 2l

解:由 ()()1221t t c W T T c W pc c ph h -=- 得 ()()285310370420-=-pc c ph h c W c W

()()2853504202-'=-t c W c W pc c ph h 所以

2852853103504203704202-'-=--t ,285

2570502-'=

t K t 32050

70

252852

=?+=' 又由 ()()

2

21

12211ln t T t

T t T t T t m -----=

?

得 K t m 49.9260

135ln 60

1351=-=

? ()K t t t m 81.6930

135ln

30135350135ln 35013522

2=-='-'--=

?

又由 m m t l d n K t KS Q ????=?=π 得

1

2

1212m m t t l l Q Q ???

= 所以

8548.181

.6949.925070211212=?=???=m m t t Q Q l l

17. 在一内钢管为φ180?10mm 的套管换热器中,将流量为 3500kg/h 的某液态烃从100?C 冷却到60?C ,其平均比热为2380J/(kg ?K)。环隙逆流走冷却水,其进出口温度分别为40?C 和50?C ,平均比热为4174 J/(kg ?K)。内管内外侧对流传热系数分别为2000W/(m 2?K)和3000W/(m 2?K),钢的导热系数可取为45 W/(m ?K)。假定热损失和污垢热阻可以忽略。试求: (5) 冷却水用量;

(6) 基于内管外侧面积的总传热系数; (7) 对数平均温差; (8)

内管外侧传热面积。

解:(1) 由 ()()1221t t c W T T c W pc c ph h -=- 得 ()()

()()

h kg t t c T T c W W pc ph h c /79824050417460100238035001221=-?-??=

--=

(2) mm d d d d d i

o i o m 80.169160180

ln 160

180ln

=-=-=

o m o i o i o d d b d d K αλα1

11+

?+?= 3101314.13000

1

8.1691804501.016018020001-?=+?+?=

所以 )/(8571.8832K m W K o ?= (3) C t t t t t m ?=-=???-?=

?75.322050

ln 20

50ln 1

2

12逆 (4)由 ()21T T c W t S K Q ph h m o -=?=逆

得 ()()3211975.375

.32857.88336006010023803500m t K T T c W S m o ph h =??-??=

?-=逆

18. 在列管换热器中,用120?C 的饱和蒸汽将存放在常压贮槽中的温度为20?C 、比热为 2.09)/(C kg kJ ??、质量为2?104kg 的重油进行加热。采用输油能力为6000kg/h 的油泵,将油从贮槽送往换热器,经加热后再返回贮槽中,油循环流动。若要求经4h 后油温升高至80?C ,试计算换热器的传热面积。设加热过程中K 可取为350)/(2C m W ??,且在任何时刻槽内温度总是均匀一致的。

知: C T ?=120

C t ?='201

C t ?=''801

)/(2090C kg J c p ??= kg m 4102?=

s kg h kg W /3600

6000

/6000=

= s 36004?=τ )/(3502C m W K ??=

求:S

解:在τ时刻, ()()2

112122112121212ln ln ln ln t T t T t

t t T t T t t t T t T t T t T t t t t t m ---=---=-----=???-?=

? 又 ()2

11

212ln

t T t T t t KS

t KS t t Wc m p ---=?=- 所以 2

1ln

t T t T KS Wc p --=

,p Wc KS t T t T =--21ln

p Wc

KS

e t T t T =--2

1,p

Wc KS e t T t T 12-=-

2

t 1

t

p

Wc KS e

t T T t 12--

=

在d τ内, ττd t T t T t t KS d t KS dt mc m p ?---?

=??=2

11

21ln

所以 τd Wc KS t e t T T KS dt mc p

Wc KS p p

?---

?

=1

11

τd e

t e

t T T e

KS

Wc KS p

p

p

Wc KS Wc KS Wc KS p ?-+-??

=1

1

τd e

t e T e Wc p

p p Wc KS

Wc KS Wc KS p ????? ??--???? ??-?=1

11 ()τd t T e

e

Wc p p

Wc KS Wc KS

p ?-?-?

=11

所以

ττd e

e m

W t T dt p

p

Wc KS Wc KS t t ?-?=-??

'''1

011

1

1

????

?

??

-?=?-?=''-'-p p p

Wc

KS

Wc KS Wc KS

e m W e e m W t T t T 111ln

2

1

ττ 2

1ln

1

1t T t T W m e

p

Wc KS ''-'-=

2

1ln

11t T t T W m e

p

Wc KS

''-'--=τ 2

1ln

11t T t T W m

e

p

Wc KS

''---=

τ

化工原理习题解答

1 第一章 流体流动与输送机械 1. 某烟道气的组成为CO 2 13%,N 2 76%,H 2O 11%(体积%),试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。 解:混合气体平均摩尔质量 k g /m o l 1098.2810)1811.02876.04413.0(33--?=??+?+?=∑=i i m M y M ∴ 混合密度 33 3kg/m 457.0) 500273(31.81098.28103.101=+????== -RT pM ρm m 2.已知20℃时苯和甲苯的密度分别为879 kg/m 3和867 kg/m 3,试计算含苯40%及甲苯60%(质量%)的混合液密度。 解: 867 6 .08794.01 2 2 1 1 += + = ρρρa a m 混合液密度 3 k g /m 8.871=m ρ 3.某地区大气压力为101.3kPa ,一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作该吸收塔,且保持塔内绝压相同,则此时表压应为多少? 解: ' '表表绝+p p p p p a a =+= ∴kPa 3.15675)1303.101)(' '=-==+( -+真表a a p p p p 4.如附图所示,密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa ,又在液面下装一压力表,表中心线在测压口以上0.55m ,其读数为58 kPa 。试计算液面到下方测压口的距离。 解:液面下测压口处压力 gh p z g p p ρρ+=?+=10 m 36.255.081 .990010)4258(3 0101=+??-=+ρ-=ρ-ρ+=?∴h g p p g p gh p z 5. 如附图所示,敞口容器内盛有不互溶的油和水,油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m 3和1000 kg/m 3。 (1)计算玻璃管内水柱的高度; 题4 附图 B D 题5 附图

化工原理试题库(上册)答案

1.在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的( C )倍。 A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。 2.流体在圆形直管内作强制湍流时,其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比,其中的n 值为( B ) A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 3.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时,速度值应取为( C ) A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 4.阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积,管出口入容器的阻力系数为 ( A ) A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 5.有两种关于粘性的说法: ( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。 A.这两种说法都对; B.这两种说法都不对; C.第一种说法对,第二种说法不对; D.第二种说法对,第一种说法不对。 第二章流体输送机械 1.往复泵在操作中( A ) 。 A.不开旁路阀时,流量与出口阀的开度无关 B.允许的安装高度与流量无关 C.流量与转速无关 D.开启旁路阀后,输入的液体流量与出口阀的开度无关 2.一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出口处的压力表也逐渐降低为零, 此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 3.离心泵吸入管路底阀的作用是( B )。 A.阻拦液体中的固体颗粒 B.防止启动前充入的液体从泵内漏出 C.避免出现气蚀现象 D.维持最低的允许吸上高度 4.为了安全起见,离心泵的实际安装高度应比理论安装高度( B )。 A.高 B.低 C.相等 C.不确定 5.齿轮泵的流量调节采用( C )。 A.出口阀 B.进口阀 C.回流装置 D.以上三种均可 6.离心泵启动时,应把出口阀关闭,以降低起动功率,保护电机,不致超负荷工作,这是因为( A )。 A.Qe=0,Ne≈0 B. Qe>0,Ne>0 C. Qe<0,Ne<0 7.离心泵的调节阀开大时,则( B )。 A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口的压力减小 C.泵吸入口处真空度减小 D.泵工作点的扬程升高

《化工原理》第13章 干燥 复习题

《化工原理》第十三章干燥复习题及参考答案 一、填空题 1.干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽(或其它蒸汽)压力__________________。***答案*** 大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压。 2. 相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小,当φ值大时,表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。表示该空气为_________。***答案*** 小;绝干空气 3. 干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的,其恒定干燥条件是指:_________________均恒定。***答案*** 干燥介质(热空气)的温度、湿度、速度以及与物料接触的方式。 4. 在一定温度下,物料中结合水分和非结合水分的划分是根据___________而定的;平衡水分和自由水分是根据__________而定的。 ***答案*** 物料的性质;物料的性质和接触的空气状态 5. 在一定空气状态下干燥某物料,能用干燥方法除去的水分为__________;首先除去的水分为____________;不能用干燥方法除的水分为__________。 ***答案*** 自由水分;非结合水分;平衡水分 6. 已知某物料含水量X =0.4kg水.kg-1绝干料,从该物料干燥速率曲线可知:临界含水量X =0.25kg水.kg-1绝干料,平衡含水量X*=0.05kg 水.kg-1绝干料,则物料的非结合水分为__________,结合水分为__________,自由水分为___________,可除去的结合水分为________。***答案*** 0.15、0.25、0.35、0.2(单位皆为:kg水.kg-1 绝干料) 7. 作为干燥介质的湿空气,其预热的目的______________________________________。***答案*** 降低相对湿度(增大吸湿的能力)和提高温度(增加其热焓) 8. 固体物料的干燥,一般分为_________________两个阶段。**答案*** 恒速和降速 9. 在对流干燥器中最常用的干燥介质是_______________,它既是__________又是______。***答案*** 不饱和的热空气、载热体、载湿体 10. 对于不饱和空气,表示该空气的三个温度,即:干球温度t,湿球温度t w和露点t d间的关系是______________。***答案*** t>t w>t d 11. 在干燥过程中,当物料中表面水分汽化速率___________内部水分扩散速率时,干燥即进入恒速干燥阶段。***答案*** 小于 12. 1kg绝干空气及_____________________所具有的焓,称为湿空气的焓。 ***答案*** 其所带的H kg水汽 13. 根据水分与物料的结合方式不同,其物料中的水分可分_______________ _________________。***答案*** 吸附水分、毛细管水分、溶胀水分 14. 湿空气通过预热器预热后,其湿度___________,热焓______________,相对湿度__________。(增加、减少、不变) ***答案*** 不变、增加、减少 15. 饱和空气在恒压下冷却,温度由t1降至t2,此时其相对湿度___,湿度_____,湿球温度_____,露点_____。***答案*** 不变,下降,下降,下降。 16. 恒定的干燥条件是指空气的______、______、______以及____________都不变。***答案*** 湿度、温度、速度,与物料接触的状况 17. 测定空气中的水汽分压的实验方法是测量_______. ***答案*** 露点。 18. 对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度t,湿球温度tw,绝热饱和温度tas,露点温度td的关系是t__td _tw __tas 。***答案*** =,=,=,=。 19. 干燥操作的必要条件是_____________________________

化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

下册第一章蒸馏 解: 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A +0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --;y A =p p A 00 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下: t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题,利用各组数据计算 (1)在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α,算出α对i α的最大相对误差。 (2)以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解: (1)对理想物系,有 α=00B A p p 。所以可得出

t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差= %6.0%100)(max =?-α ααi 。 (2)由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据: t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时,A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率? 解: 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K =61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时,算得0 A p =68.81mmHg ;0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A +0 B p (1-x A )=60得 x A =0.56, x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无

化工原理干燥试题及答案

干燥 一、填空题: 1、空气湿度的测定是比较麻烦的,实际工作中常通过(),然后经过计算得到。 2、一定状态的空气容纳水分的极限能力为() 3、物料与一定湿度的空气接触,不能被除去的水分称为()。 4、干燥过程可分为两个阶段:()和(),两个干燥阶段的交点称为(),与其对应的物料含水量称为()。 5、恒速干燥阶段又称为(),其干燥速率的大小取决于()。 6、降速干燥阶段又称为(),其干燥速率的大小取决于(),与外部的干燥条件关系不大。 7、临界含水量X 随()的不同而异。 8、平衡水分X*与()有关。 9、在连续干燥中,常采用湿物料与热空气并流操作的目的在于(),代价是()。 10、干燥过程中采用中间加热方式的优点是(),代价是()。 11、干燥过程中采用废气再循环的目的是(),代价是()。 12、干燥速率是指(),其微分表达式为()。 13、恒速干燥阶段干燥时间T=() 14、若降速干燥阶段的干燥速率与物料的含水量X呈线性变化,干燥时间T=() 15、干燥器按加热的方式可分为(),(),()和介电加热干燥器。 16、干燥器中气体和物料的流动方式可分为()、()和()。 17、结合水分和非结合水分的区别是()。 时,若水的初温不同,对测定结果()影响(有或没有)。 18、测定湿球温度t W 二、判断题: 1、只要知道湿空气的性质参数(如湿度H,相对湿度φ,比容vH,比热CH, ,绝热饱和温度tas,露点td)中的任意两个焓IH,干球温度t,湿球温度t W 就可确定其状态。() 2、温度为t的湿空气,增大湿度其湿球温度升高。() 3、同一房间内不同物体的平衡水汽分压相同,温度相等。() 4、物料的平衡水分与物料的堆放方式有关。() 5、物料的平衡水分是物料与一定状态的空气接触能被干燥的限度。() 6、结合水的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。() 7、平衡水分必定是结合水分。() 8、一定的温度下,物料中结合水分不仅与物料有关,而且与空气的状态有关。() 9、等温干燥过程必定是升焓干燥过程。() 三、选择题

化工原理练习习题及答案

CHAPTER1流体流动 一、概念题 1.某封闭容器内盛有水,水面上方压强为p 0,如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计,其读数分别为R 1、R 2和R 3,试判断: 1)R 1 R 2(>,<,=); 2)R 3 0(>,<,=); 3)若水面压强p 0增大,则R 1 R 2 R 3 有何变化(变大、变小,不变) 答:1)小于,根据静力学方程可知。 2)等于 · 3)变大,变大,不变 2.如图所示,水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段,已知122d d =,d 1管段流体流动的速度头为0.8m ,m h 7.01=,忽略流经AB 段的能量损失,则=2h _____m ,=3h m 。 答案:m h 3.12=,m h 5.13= g u h g u h 222 2 2211+ =+

122d d =, 2)2 1 ()( 12122112u u d d u u === 421 22u u =∴,m g u g u 2.024122122== m h 3.12=∴ 、 m g u h h 5.122 2 23=+= 3.如图所示,管中水的流向为A →B ,流经AB 段的能量损失可忽略,则p 1与p 2的关系为 。 21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D < 答:C 据伯努利方程 2 212 2 2 p u gz p u gz B B A A ++ =++ ρρρρ ) (2 )(2221A B A B u u z z g p p -+ -+=ρ ρ , ) (2 5.02 221A B u u g p p -+ -=ρ ρ ,A B u u <,g p p ρ5.021-<∴ 4.圆形直管内,Vs 一定,设计时若将d 增加一倍,则层流时h f 是原值的 倍,高度湍流时,h f 是原值的 倍(忽略管壁相对粗糙度的影响)。

化工原理例题与习题

化工原理例题与习题标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一章流体流动 【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3,试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水溶液的密度为若干。 解:根据式1-4 =(+)10-4=×10-4 ρ m =1372kg/m3 【例1-2】已知干空气的组成为:O 221%、N 2 78%和Ar1%(均为体积%),试求干空气在 压力为×104Pa及温度为100℃时的密度。 解:首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×+28×+× =m3 根据式1-3a气体的平均密度为: 【例1-3 】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=、密度ρ 1 =800kg/m3,水层高度h2=、密度ρ2=1000kg/m3。 (1)判断下列两关系是否成立,即p A=p'A p B=p'B (2)计算水在玻璃管内的高度h。 解:(1)判断题给两关系式是否成立p A=p'A的关系成立。因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内,并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p' B 的关系不能成立。因B及B'两点虽在静止流体的同一水平面上,但不是连通 着的同一种流体,即截面B-B'不是等压面。 (2)计算玻璃管内水的高度h由上面讨论 知,p A=p'A,而p A=p'A都可以用流体静力学基本方程式计算,即 p A =p a +ρ 1 gh 1 +ρ 2 gh 2 p A '=p a +ρ 2 gh 于是p a+ρ1gh1+ρ2gh2=p a+ρ2gh 简化上式并将已知值代入,得 800×+1000×=1000h 解得h= 【例1-4】如本题附图所示,在异径水平管段两截面(1-1'、2-2’)连一倒置U管压差计,压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。 解:因为倒置U管,所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ,根据流体静力学基本原理,截面a-a'为等压面,则 p a =p a ' 又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1 -ρgM

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003

上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则 (1) 层流时,流动阻力变为原来的 C 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 D 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 解:(1) 由 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??= 得 1624 4 212 212 212212121 2==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ? ??? ? ??=??=ελ 得 322 55 2121421 2211221 2==??? ? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2. 水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩 短25%,而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。 A .1.155倍 B .1.165倍 C .1.175倍 D .1.185倍 解:由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动 得 ?? ? ??=d f ελ

化工原理干燥试题及答案

化工原理干燥试题及答 案 文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

干燥 一、填空题: 1、空气湿度的测定是比较麻烦的,实际工作中常通过(),然后经过计算得到。 2、一定状态的空气容纳水分的极限能力为() 3、物料与一定湿度的空气接触,不能被除去的水分称为()。 4、干燥过程可分为两个阶段:()和(),两个干燥阶段的交点称为(),与其对应的物料含水量称为()。 5、恒速干燥阶段又称为(),其干燥速率的大小取决于()。 6、降速干燥阶段又称为(),其干燥速率的大小取决于(),与外部的干燥条件关系不大。 随()的不同而异。 7、临界含水量X 8、平衡水分X*与()有关。 9、在连续干燥中,常采用湿物料与热空气并流操作的目的在于(),代价是()。 10、干燥过程中采用中间加热方式的优点是(),代价是()。 11、干燥过程中采用废气再循环的目的是(),代价是()。 12、干燥速率是指(),其微分表达式为()。 13、恒速干燥阶段干燥时间T=() 14、若降速干燥阶段的干燥速率与物料的含水量X呈线性变化,干燥时间T=()

15、干燥器按加热的方式可分为(),(),()和介电加热干燥器。 16、干燥器中气体和物料的流动方式可分为()、()和()。 17、结合水分和非结合水分的区别是()。 时,若水的初温不同,对测定结果()影响(有或没18、测定湿球温度t W 有)。 二、判断题: 1、只要知道湿空气的性质参数(如湿度H,相对湿度φ,比容vH,比热CH, ,绝热饱和温度tas,露点td)中的任意两个焓IH,干球温度t,湿球温度t W 就可确定其状态。() 2、温度为t的湿空气,增大湿度其湿球温度升高。() 3、同一房间内不同物体的平衡水汽分压相同,温度相等。() 4、物料的平衡水分与物料的堆放方式有关。() 5、物料的平衡水分是物料与一定状态的空气接触能被干燥的限度。() 6、结合水的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。() 7、平衡水分必定是结合水分。() 8、一定的温度下,物料中结合水分不仅与物料有关,而且与空气的状态有关。() 9、等温干燥过程必定是升焓干燥过程。() 三、选择题 1、一定状态的空气温度不变,增大总压,则湿度(),容纳水分的能力(),所以干燥过程多半在常压或真空条件下进行。

化工原理 干燥练习题

干燥试题 一、填空题 1. 离开干燥器的湿空气温度t2比绝热饱和温度_____.目的是___________. 高20-50K、防止干燥产品反潮 2. 物料中的水分与空气达到平衡时,物料表面所产生的水蒸汽分压与空气 中水蒸汽分压__________________. 相等 3. 非吸水性物料,如黄沙、瓷土等平衡水分接近于_______________. 零 4.未饱和湿空气与同温度水接触,则传质方向为________。若未饱和空气中的水汽分压与水表面的饱和蒸汽压相同,则传热方向为________ 。水向空气传递;热量向空气传递 5.未饱和湿空气与同温度水接触,则传质方向为________。若未饱和空气中的水汽分压与水表面的饱和蒸汽压相同,则传热方向为________ 。水向空气;空气向水 6.固体物料的去湿方法主要有、、和 。机械去湿、吸附去湿、冷冻去湿、供热去湿 7.干燥过程的供热式有、、和 。传导、对流、辐射、介电 8.空气干燥过程的实质为和两个过程。传热、传质 9.湿空气的性质是以为基准来描述的。1kg绝干空气 10. 干燥的必要条件是、 。 11.常见的干燥器类型主要有、、 和。气流干燥器、转筒干燥器、流化干燥器 12.物料中的水分,按能否除去可分为和。自由水、平衡水 13.物料中的水分,按除去的难易程度的不同可分为和。结合水、非结合水 14.干燥速率是指。单位时间单位干燥面积所除去的水分量。 15.干燥曲线一般分为、和三个阶段。升温干燥阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段 16.影响干燥速率的因素主要为、、、、、空气的温度,相对湿度,物料含水量,物料的形状、粒度 二、选择题

化工原理习题及答案

一、名词解释(每题2分) 1. 非均相混合物 物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5?临界直径de 离心分离器分离颗粒最小直径 6. 过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题(每题2分) 1、自由沉降的意思是______ 。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计E颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______ 。 A等速运动段的颗粒降落的速度 E加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度 D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B 3、对于恒压过滤______ 。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的?2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量 __ 。 A增大至原来的2倍E增大至原来的4倍 C增大至原来的2倍D增大至原来的倍

化工原理习题

一流体流动 流体密度计算 1.1在讨论流体物性时,工程制中常使用重度这个物理量,而在SI制中却常用密度这个物理量,如水的重度为1000[kgf/m3],则其密度为多少[kg/m3]? 1.2燃烧重油所得的燃烧气,经分析测知,其中含8.5%CO2,7.5%O2,76%N2,8%水蒸气(体积%),试求温度为500℃,压强为1atm时该混合气的密度。 1.3已知汽油、轻油、柴油的密度分别为700[kg/m3]、760[kg/m3]和900[kg/m3] 。试根据以下条件分别计算此三种油类混合物的密度(假设在混合过程中,总体积等于各组分体积之和)。 (1)汽油、轻油、柴油的质量百分数分别是20%、30%和50%; (2)汽油、轻油、柴油的体积百分数分别是20%、30%和50%。 绝压、表压、真空度的计算 1.4在大气压力为760[mmHg]的地区,某设备真空度为738[mmHg],若在大气压为655[mmHg]的地区使塔内绝对压力维持相同的数值, 则真空表读数应为多少? 静力学方程的应用 1.5如图为垂直相距1.5m的两个容器,两容器中所盛液体为水,连接两容器的U型压差计读数R为500[mmHg],试求两容器的压差为多少?ρ水银=13.6×103[kg/m3] 1.6容器A.B分别盛有水和密度为900[kg/m3]的酒精,水银压差计读数R为15mm,若将指示液换成四氯化碳(体积与水银相同),压差计读数为若干? ρ水银=13.6×103[kg/m3] 四氯化碳密度ρccl4=1.594×103 [kg/m3] 习题 5 附图习题 6 附图 1.7用复式U管压差计测定容器中的压强,U管指示液为水银,两U管间的连接管内充满水。已知图中h1= 2.3m,h2=1.2m,h3=2.5m,h4=1.4m,h5=3m。大气压强P0=745[mmHg],试求容器中液面上方压强P C=? 1.8如图所示,水从倾斜管中流过,在断面A和B间接一空气压差计,其读数R=10mm,两测压点垂直距离 a=0.3m,试求A,B两点的压差等于多少? 流量、流速计算 1.9密度ρ=892Kg/m3的原油流过图示的管线,进入管段1的流量为V=1.4×10-3 [m3/s]。计算: (1)管段1和3中的质量流量; (2)管段1和3中的平均流速; (3)管段1中的质量流速。 1.10某厂用Φ125×4mm的钢管输送压强P=20at(绝压)、温度t=20℃的空气,已知流量为6300[Nm3/h] (标准状况下体积流量)。试求此空气在管道中的流速、质量流量和质量流速。 (注:at为工程大气压,atm为物理大气压)。 1.11压强为1atm的某气体在Φ76×3mm的管内流动,当气体压强变为5atm时,若要求气体以同样的温度、流速、质量流量在管内流动,问此时管内径应为若干?

化工原理干燥典型习题

干燥 1、干燥实验中,哪些干燥条件应恒定不变?在此条件下进行长时间干燥,最终能否得到绝干物料? 2、结合水与平分有何区别和联系? 答:平分是空气状态和物料特性的函数,对一定的物料,平分随空气状态而变化。平分是在一定空气状态下不能被干燥除去的水分,是干燥的极限。 结合水只与物料的特性有关,而与空气的状态无关。结合水是能与饱和湿空气平衡的湿物料所含水分的最低值,湿物料的含水量低于此值便会从饱和湿空气中吸收水分。 一般地,结合水的一部分是自由水分,其能被干燥除去;另一部分是平分,其不能被一定状态的空气干燥除去。 3、如何区别平分和自由水分?(5分) 4、请示意性的画出湿空气的湿焓图,对于任意空气状态指出它的状态点:水气分压p,湿度H;焓I;露点t d;湿球温度t W;相对湿度φ。 水气分压p, 湿度H; 焓I; 露点t d; 湿球温度t W; 相对湿度φ 画出图(2分) 并指出上述六个参数。(4分) 5、湿球温度 6、绝热饱和温度 下册干燥 湿度、相对湿度、焓 带循环的干燥器物料衡算(求循环量) 热量衡算(求温度) 预热器热量【例5-5】 三、请回答下列问题(10分) 3、(20分)某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥,湿物料的流量为1kg/s,初始湿基含水量为3.5%,干燥产品的湿基含水量为0.5%。空气的状况为:初始温度为25℃,湿度为0.005kg水分/kg干空气,经预热后进干燥器的温度为140℃,若离开干燥器的温度选定为60℃,试计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。假设空气在干燥器经历等焓过程,I=(1.01+1.88H)t+2490H。

一、(20分)采用常压干燥器干燥物料,每小时处理2000kg ,干燥操作使物料的湿基含量 由40%减至5%,干燥介质是湿空气,初温为20?C ,湿度H 0=0.009kg 水/kg 绝干空气,经预热器加热至120?C 后进入干燥器中,离开干燥器时废气温度为40?C ,若在干燥器中空气状态沿等焓线变化。已知湿空气焓的计算式为I=(1.01+1.88H)t+2490H ,试求: (1) 水分蒸发量W(kg/s); (2) 绝干空气消耗量L(kg 绝干空气/s); (3) 干燥收率为95% 时的产品量; (4) 如鼓风机装在新鲜空气入口处,风机的风量应为多少m 3 /s 。 六、(共20分) 解:(1)水分蒸发量 s /205Kg .005 .0105 .04.036002000w 1w w G w 2211 =--?=--= (4分) (2)绝干空气消耗量 1 2H H w L -= 其中 H 1=H 0=0.009 kg 水/kg 绝干气 求H 2: 因 I 1 = I 2 2221112490H t )88H .101.1(2490H t )88H .101.1(++=++ 222490H 40)88H .101.1(009.02490120)009.088.101.1(+?+=?+??+ 解得 H 2 = 0.041 kg 水/kg 绝干空气 则 s kg /406.6009.0041.0205 .0L 绝干空气=-= (6分) (3)s /351kg .0205.03600 2000 W G G 12=-=-= 或 s /351kg .005 .04 .0136002000w -1w 1G G 211 2=-?=-= 又 干燥收率的定义为 %100%1002 2?'=?= G G 理论产品量实际产品量 η 所以 s kg G G /333.0%95351.022 =?=='η (6分) (4)C 20t 0?=,绝干空气水kg /009kg .0H 0= 时空气的湿比容为

化工原理干燥习题与题解

干燥习题与题解 一、填空题: 1. 在湿度一定时,不饱和空气的温度越低,其相对湿度越___. ***答案*** 大 2. 等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。 ***答案*** 干燥介质一热空气的湿球温度 3. 在实际的干燥操作中, 常用___________来测量空气的湿度。 ***答案*** 干、湿球温度计 4. 1kg 绝干空气及_____________________所具有的焓,称为湿空气的焓。 ***答案*** 其所带的H kg 水汽 5. 某物料含水量为0.5 kg 水.kg 1-绝干料,当与一定状态的空气接触时,测出平衡水分为0.1kg 水.kg 1-绝干料,则此物料的自由水分为_____________。 ***答案*** 0.4 kg 水.kg 1- 绝干料 6. 已知在t=50℃、P =1atm 时空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg ,则该空气的湿含量H =________;相对湿度φ=_______;(50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg ) ***答案*** 0.0488, 0.598 7. 恒速干燥与降速干燥阶段的分界点,称为______________;其对应的物料含水量称为_____________________。 ***答案*** 临界点 、 临界含水量 8. 干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽(或其它蒸汽)压力__________________。 ***答案*** 大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压。 9. 等焓干燥过程的条件是________________________________________________。 ***答案*** 干燥器内无补充热,无热损失,且被干燥的物料带进,带出干燥器的热量之差可以忽略不计。 10. 作为干燥介质的湿空气,其预热的目的_______________________________________。 ***答案*** 降低相对湿度(增大吸湿的能力)和提高温度(增加其热焓) 11. 当湿空气的总压一定时, 相对湿度φ仅与________及________有关。 ***答案*** H , t 12. 已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为:相对湿度φ=100% 时, 平衡含水量X * %100=?=0.02kg 水.kg 1- 绝干料;相对湿度φ=40%时, 平衡含水量 X *=0.007。现该物料含水量为0.23kg 水. kg 1- 绝干料,令其与25℃,φ=40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为______kg 水.kg 1-绝干料, 结合水含量为______kg 水.kg 1-绝干料,非结合水的含量为______kg 水.kg 1- 绝干料。 ***答案*** 自由含水量 X-X *=0.23-0.007=0.223; 结合水量为 X * %100=?=0.02 非结合水量 X-X *%100=?=0.23-0.02=0.21 13. 影响恒速干燥速率的因素主要是____________________; 影响降速干燥速率的因素主要是_____________________。

化工原理计算题例题

三 计算题 1 (15分)在如图所示的输水系统中,已知 管路总长度(包括所有当量长度,下同)为 100m ,其中压力表之后的管路长度为80m , 管路摩擦系数为0.03,管路内径为0.05m , 水的密度为1000Kg/m 3,泵的效率为0.85, 输水量为15m 3/h 。求: (1)整个管路的阻力损失,J/Kg ; (2)泵轴功率,Kw ; (3)压力表的读数,Pa 。 解:(1)整个管路的阻力损失,J/kg ; 由题意知, s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ (2)泵轴功率,kw ; 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面,有: ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中, ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0, p 1= p 0=0(表压), H 0=0, H=20m 代入方程得: kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=, η=80%, kw w N N e 727.11727===η 2 (15分)如图所示,用泵将水从贮槽送至敞口高位槽,两槽液面均恒定 不变,输送管路尺寸为φ83×3.5mm ,泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ,压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时,进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ,出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ,压力表读数为2.452×

化工原理干燥练习题答案

一、填空题 1、对流干燥操作的必要条件是(湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压);干燥过程是(热量传递和质量传递)相结合的过程。 2、在实际的干燥操作中,常用(干湿球温度计)来测量空气的温度。 3、恒定得干燥条件是指(温度)、(湿度)、(流速)均不变的干燥过程。 4、在一定得温度和总压强下,以湿空气作干燥介质,当所用湿空气的相对湿度 较大时,则湿物料得平衡水分相应(增大),自由水分相应(减少)。 5、恒速干燥阶段又称(表面汽化)控制阶段,影响该阶段干燥速率的主要因素是(干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式);降速干燥阶段又称(内部迁移)控制阶段,影响该阶段干燥速率的主要因素是(物料结构、尺寸及其与干燥介质的接触方式、物料本身的温度等)。 6、在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于(热空气的湿球温度)。 7、可用来判断湿空气的干燥能力的大小的性质是相对湿度。

8、湿空气在预热过程中,湿度 不变 温度 增加 。 9、干燥进行的必要条件是 干燥介质是不饱和的热空气 。 10、干燥过程所消耗的热量用于 加热空气 , 加热湿物料 、 气化水分 、 补偿热损失 。 二、选择题 1、已知湿空气的如下两个参数,便可确定其他参数(C )。 A .p H , B.d t H , C.t H , D.as t I , 2、在恒定条件下将含水量为(干基,下同)的湿物料进行干燥。当干燥至含水量为时干燥速率下降,再继续干燥至恒重,测得此时含水量为,则物料的临界含水量为(A ),平衡水分为(C )。 3、已知物料的临界含水量为(干基,下同),先将该物料从初始含水量干燥降至,则干燥终了时物料表面温度θ为(A )。 A. w t ?θ B. w t =θ C. d t =θ D. t =θ 4、利用空气作干燥介质干燥热敏性物料,且干燥处于降速阶段,欲缩短干燥时间,则可采取的最有效措施是( B )。 A.提高干燥介质的温度 B.增大干燥面积、减薄物料厚度

化工原理习题解答

第6章 蒸馏 6-1.苯(A )和甲苯(B )的饱和蒸气压数据为 根据上表数据作kPa 33.101下苯和甲苯溶液的x y t --图及x y -图。此溶液服从拉乌尔定律。

解:000B A B A P P P P x --=;A A A x P P y 0 =

x (y ) t/0 C 0.00.20.40.60.8 1.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 y x 6-2.利用习题6-1的数据 (1)计算相对挥发度α。(2)写出平衡方程式。 (3)算出x y -的一系列平衡数据与习题1作比较。

(答:(1) 44.2=α, (2)x x y 44.1144.2+=) 解:⑴00B A P P =α, 44.22 .2==α ⑵()x x x x y 44.1144.211+=-+=αα

⑶由α计算所得的一系列y 、x 值与习题6-1之值很接近。 6-3.将含%24(摩尔分数,下同)易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含%95易挥发组分,釜液含%3易挥发组分。送至冷凝器的蒸气量为1h kmol 850-?,流入精馏塔的回流液量为1h kmol 670-?。试求: (1)每小时能获得多少kmol 的馏出液?多少kmol 的釜液? (2)回流比D L R = 为多少? (答:1h kmol 180-?=D , 1h kmol 6.608-?=W ;72.3=R ) 解:D L V +=, 1h kmol 180670850-?=-=-=L V D , 72.3180 670===D L R , W W D F +=+=180, W D F Wx Dx Fx +=即()03.018018095.024.0?-+?=F F , 解得:1h kmol 6.788-?=F , 1h kmol 6.6081806.788-?=-=-=D F W 。 6-4.有1h kg 10000-?含物质A (摩尔质量为1kmol 8kg 7-? )3.0(质量分数,下同)和含物质B (摩尔质量为1kmol 0kg 9-? )7.0的混合蒸气自一连续精馏塔底送入。若要求塔顶

(完整版)化工原理练习题

化工原理练习题 0 绪论 1. 化工原理中的“三传”是指④ ①动能传递、势能传递、化学能传递,②动能传递、内能传递、物质传递 ③动量传递、能量传递、热量传递,④动量传递、热量传递、质量传递 2. 下列单元操作中属于动量传递的有① ①流体输送,②蒸发,③气体吸收,④结晶 3. 下列单元操作中属于质量传递的有② ①搅拌,②液体精馏,③流体加热,④沉降 4. 下列单元操作中属于热量传递的有② ①固体流态化,②加热冷却,③搅拌,④膜分离 5、 l kgf/cm2=________mmHg=_______N/m2 6. 在 26 ℃和1大气压下 ,CO2在空气中的分子扩散系数 D 等于 0.164cm2/s, 将此数据换算成m2/h 单位 , 正确的答案为___④___ ① 0.164m2/h ② 0.0164 m2/h ③ 0.005904 m2/h, ④ 0.05904 m2/h 7. 己知通用气体常数 R=82.06atm.cm3/mol.K, 将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量 , 正确的答案应为__③_____ ① 8.02 ② 82.06 ③ 8.314 ④ 83.14 第3 章机械分离

一、选择题 1. 下面过滤速率方程式中属于恒压过滤方程的是 ② ①dq/d θ=K/2(q+q e );②q 2+2q.q e =K.θ; ③q 2+q.q e =2K.θ;④q 2+q.q e =K.θ/2 2. 过滤速率基本方程为 ① ① dq/d θ=K/2(q+q e );② dq/d θ=K/(q+q e ); ③dq/d θ=KA 2/2(V+V e );④dV/d θ=K/2(V+V e ) 3 恒压过滤中单位面积累积滤液量q 与时间θ的关系可表示为下图中的 ① 4 对静止流体中颗粒的自由沉降而言,在沉降过程中颗粒所不会受到的力有:① ①牛顿力;②浮力;③曳力 (阻力);④场力(重力或离心力) 。 5叶滤机洗涤速率与终了过滤速率之比为:④ ①1/2; ②1/3; ③1/4; ④1。 6恒压过滤中,当过滤时间增加1倍, ; /2; ③2; ④0.5。 7关于离心沉降速度和重力沉降速度,下述说法正确的是 ③ 。 ① ② ④

相关文档