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(完整版)化工原理下册习题及章节总结(陈敏恒版).doc

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第八章课堂练习:

1、吸收操作的基本依据是什么?答:混合气体各组分溶解度不同

2、吸收溶剂的选择性指的是什么:对被分离组分溶解度高,对其它组分溶解度低

3、若某气体在水中的亨利系数 E 值很大,说明该气体为难溶气体。

4、易溶气体溶液上方的分压低,难溶气体溶液上方的分压高。

5、解吸时溶质由液相向气相传递;压力低,温度高,将有利于解吸的进行。

6、接近常压的低浓度气液平衡系统,当总压增加时,亨利常数 E 不变, H 不变,相平衡常数 m 减小

1、①实验室用水吸收空气中的O2 ,过程属于( B )

A 、气膜控制B、液膜控制C、两相扩散控制

② 其气膜阻力(C)液膜阻力 A 、大于B、等于C、小于

2、溶解度很大的气体,属于气膜控制

3、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m 的直线时,则 1/Ky=1/ky+ m /kx

4、若某气体在水中的亨利常数 E 值很大,则说明该气体为难溶气体

5 、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG ,当(气膜阻力 1/HkG) 项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。

1、低含量气体吸收的特点是L 、 G 、Ky 、 Kx 、T 可按常量处理

2、传质单元高度HOG 分离任表征设备效能高低特性,传质单元数NOG 表征了(分离任务的难易)特性。

3、吸收因子 A 的定义式为 L/ ( Gm ),它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比

4、当 A<1 时,塔高 H= ∞,则气液两相将于塔底达到平衡

5、增加吸收剂用量,操作线的斜率增大,吸收推动力增大,则操作线向(远离)平衡线的方向偏移。

6、液气比低于(L/G ) min 时,吸收操作能否进行?能

此时将会出现吸收效果达不到要求现象。

7、在逆流操作的吸收塔中,若其他操作条件不变而系统温度增加,则塔的气相总传质单元

高度 HOG 将↑,总传质单元数NOG将↓,操作线斜率(L/G )将不变。

8、若吸收剂入塔浓度 x2 降低,其它操作条件不变,吸收结果将使吸收率↑,出口气体浓度↓。

x2 增大,其它条件不变,则

9、在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组

成气相总传质单元高度将( A )。

A. 不变

B.不确定

C.减小

D. 增大

吸收小结:

1、亨利定律、费克定律表达式

及温度而异,单位与压强的

2、亨利系数与温度、压力的关系; E 值随物系的特性单

位一致; m 与物系特性、温度、压力有关(无因次)

3、 E 、 H 、 m 之间的换算关系

4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。

5、操作线方程(并、逆流时)及在y~x 图上的画法

6、出塔气体有一最小值,出塔液体有一最大值,及各自的计算式

7、气膜控制、液膜控制的特点

8、最小液气比(L/G)min 、适宜液气比的计算

9、加压和降温溶解度高,有利于吸收

减压和升温溶解度低,有利于解吸

10、溶剂用量的计算

11、低浓度气体吸收的HOG 、 NOG 、ym 及塔高度H 的计算

12、回收率η的计算

13、出塔气体浓度y2、出塔液体浓度x1 的计算

14、吸收塔操作与调节

第九章:

1.两组份的相对挥发度越小,则表示分离该物系越

B。 A 容易; B 困难; C 完全; D 不完全。

2.α> 1 则表示组分 A 和 B 1,α=1则表示组分A

和B 2 。①能用普通蒸馏方法分离;②不

能用普通蒸馏方法分离。

3.一定组成的二元蒸馏操作,压强越大,则α越

小,泡点温度越高,对分离越不利。

1.简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐减少,其沸点则逐渐升高。2.平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于。平衡:连续,定态;简单:间歇,非定态3.在馏出液量相同的条件下,二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏(闪蒸)的结果比较:得到的馏出物浓度(平均)B。

A. y 简= y 平

B. y 简> y 平

C.y 简< y 平

1.精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理而进行的。

2.精馏过程的回流比是指液相回流量与塔顶产品量之比。

3.什么是理论板?离开的气液两相达平衡,温度相等

4.精馏塔中的恒摩尔流假设,其主要依据是各组分的摩尔气化热相等,但精馏段与

提馏段的摩尔流量由于进料热状态不同的影响而不一定相等

5.分离要求一定,R 一定时,在五种进料状况中,

冷液体进料的q值最大,其温度小于泡点,

此时,提馏段操作线与平衡线之间的距离最远,

分离所需的总理论板数最少。

6.当进料为气液混合物,且气液摩尔比为 2 比3 时,

则进料热状况参数q值为7.试述五种不同进料状态下的

③气液混合物进料0

0.6。?

q值:①冷液体进料

;④饱和蒸气进料

q>1;②泡点液体进料

q=0 ;⑤过热蒸气q<0

q=1

1.最小回流比是指塔板数趋近无穷大时的回流比;

通常适宜的回流比为最小回流比的 1.2~2.0 倍。

2.与全回流相对应的理论塔板数最少,R=无穷大。

3.在全回流时,精馏段操作线斜率为1,若塔顶第2块理论板下降液体组成为

则第 3 块理论板上升的气相组成y3 = 0.8。

4.二元溶液连续精馏计算中,进料热状态的变化引起D的变化。

x2 = 0.8 ,

A 平衡线;

C 平衡线与操作线;B 平衡线与q线;

D 操作线与q线。

5.精馏塔设计时,若将进料热状态从q=1 变为q > 1,其他均为定值,设计所需理论板数B 。 A 增加; B 减少;C不变; D 判断依据不足

6.精馏塔设计时,当回流比加大时,所需要的理论板数↓,同时蒸馏釜中所需要的加

热蒸汽消耗量↑,塔顶冷凝器中冷却剂消耗量↑

7.某精馏塔设计时,若将塔釜由原来的间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,而保持xF,D ,F ,q,R,xD 不变,则W/F 增大,xW 减小,提馏段操作线斜率不变,理论板数增大。(增加,减小,不变,不确定)

1.精馏塔操作时,增大回流比,若维持 F , xF, q,

D 不变,则精馏段液气比L/V增大,提馏段液气比

L/V 减小,塔顶xD增大,塔底xW减小。

2.精馏塔操作时,加料热状态由原来的饱和液体进

料改为冷液进料,且保持 F , xF , V, D 不变,则

此时 R不变,L/V不变,L/V减少,xD增大xW减少,。(增加,不变,减少)

3.精馏塔操作时,保持F, q, xW , xD, V 不变,增

大 xF,则: D增大,R减小,L/V减小。

4、操作中的精馏塔,保持 F , xF , q, R 不变,增

加 W ,则: L/V不变,V减小。

5、精馏操作时,若 F , xF, q,R 均不变,而将 D 增大,则:L增大6.精馏塔操作时,保持F, xF, q, V 不变,增加回

流比,则此时D减小,L/V增大,塔顶xD增大。精馏章小结:,

,V 增大。

1、 t-x-y 和 y-x 图及其应用。

2、相对挥发度定义、计算式。

3、平衡蒸馏与简单蒸馏

4、全塔物料衡算

5、五种加料热状态的q 值及各段流率变化

6、精操线、提操线、q 线方程、平衡线方程求法及画法。

7、 NT 求法(二种),加料板位置的确定。

8、 Rmin 与 Nmin 求法、计算、作图。

9、直接蒸汽加热操作线方程及画法。

10、分凝器相当于一块理论板

11、全塔效率和单板效率

N T E

mv

y n y n 1

E0 y n y n

N p 1

12、精馏塔操作条件的变化对xW , xD 的影响

13、多组分精馏塔数目的确定。

第十四章 :

1.已知湿空气的下列哪两个参数,利用I-H 图可以查得其他未知参数 ( D )。

A ( I , tW)

B (td , H )

C (pW, H )

D ( tW , t )

2.饱和湿空气在恒压下冷却,温度由 t 降至 t ’,此时其相对湿度不变,湿度变小,湿球温度变小,露点变小。

3.不饱和湿空气,干球温度> 湿球温度,露点温度< 湿球温度。

4.对不饱和湿空气进行加热,使温度由t1 升至 t2,此时其湿球温度增加,相对湿度

减小,露点不变,湿度不变,水汽分压不变

5.在 100kPa 下,湿空气的温度为295K ,相对湿度为60% ,当加热到373K 时,下列状

态参数将如何变化?湿度不变,相对湿度减小,湿球温度增加露点不变

焓增加。

6.以空气作为湿物料的干燥介质,当所用空气的相对湿度较大时,湿物料的平衡水分相

应较大,自由水分相应较小。

7.对于被水蒸汽所饱和的空气,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 = tW = tas = td。

8.指出相对湿度、绝热饱和温度、露点温度、湿球

温度中,哪一个参量与空气的温度无关。( D)

A 相对湿度B湿球温度

C 绝热饱和温度D露点温度

9.①如空气温度降低,其湿度肯定不变;②如空气

温度升高,其湿度肯定不变。则正确的判断是:

A 两种提法都对B两种提法都不对

C ①对②不对D②对①不对

D

10.若维持不饱和空气的湿度露点不变,相对湿度

H

变小

不变,提高空气的干球温度,则空气的湿球温度

。 (变大,变小,不变,不确定)

变大,

11.物料中的平衡水分随空气温度升高而增

大; B 减小; C 不变; A

( B )。

D不一定,还与其它因素有关。

12.实际干燥操作中,测定空气中的水汽分压的实验方法是测量

湿球温度计来测量空气的湿度。

1.恒定的干燥条件是指空气的温度、湿度、速度以及与物料接触的状况都不变。

2.在恒速干燥阶段中,当空气条件一定,对干燥速率正确的判断是:露点

(

;用

C )

干、

A干燥速率随物料种类不同而有极大的差异;B干燥速率随物料种类不同而有较大的差异;C各种不同物料的干燥速率实质上是相同的;D不一定。

3.湿空气在预热过程中不变化的参数是

A 焓

B 相对湿度

C 露点温度( C)

D 湿球温度

4.对于一定的干球温度的空气,当其相对湿度愈低时,则其湿球温度(愈低)。5.同一物料,在一定的干燥速率下,物料愈厚,则临界含水量( B)。

A 愈低B愈高C不变D不一定

6.在理想干燥器内,空气从干燥器入口至出口,露点(升高),湿球温度(不变7.若干燥器出口废气的温度变低而湿度变高可以提高热效率,但同时会降低干燥

速率,这是因为传质推动力降低。

8.温度为t0,湿度为H0 ,相对湿度为φ0的湿空

气,经预热器后,空气的温度为t1,湿度为H1 ,

相对湿度为φ 1,则( B )

A. H1 > H0

B. φ0>φ 1

C. H1 < H0

D. φ0<φ1

9.降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率,但废气出口温度不能过低,否则可能会

出现返潮的现象。

10.空气预热温度提高,单位质量干空气携带的热量增加,干燥过程所需要的空气用

量减少,废气带走的热量减少,故干燥过程热效率增大。

小结:

1、概念:

空气:相对湿度、湿度、干球温度、湿球温度、露点温度、绝热饱和温度、湿热焓、湿比容

物料:平衡水分、自由水分、

结合水、非结合水

干基含水量Xkg 水 /kg 干料、湿基含水量

绝干物料量 GC

2、空气的湿度图(I — H 图)及应用:

已知空气的任意两独立参数查出其它参数。

空气单纯升温、降温和刚降到露点时,H 值不变;过露点后继续降温,有水析出, H 值降低。

3、等焓干燥过程的计算及图解计算:

I 1 I 2

(1.01 1.88H 1 ) t1 2500H 1

(1.01 1.88H 2 )t2 2500H 2

4、公式:

H 0.622 p w 0.622 p s

p p w p s

p

p w

X w

p s 1 w

1.013 105

I (1.01 1.88H ) t 2500H H (0.772 1.244H )

273 t

5、除去水分:273 p

W G1 G2 G1 w1 G2 w2

G1 w1 w2 G2 w1 w2

1 w

2 1 w1

G C ( X 1 X 2 )

V (H 2 H 1 )

6、空气用量:

V

W

H 1 H 0 H 2 H 1

7、预热器加入的热量:

Q p V ( I 1 I 0 )

V [(1.01 1.88H 1 )t1 2500H 1 ]

[( 1.01 1.88H 0 )t 0 2500H 0 ] V (1.01 1.88H 1 )( t1 t0 )

Vc

pH 1( t

1 t0 )

8、干燥速率曲线

9、恒速干燥过程的特点及影响因素 第七章 小结: 1、关系式:

W

F 1 w 0

w

Dr 0 F (i

i 0 ) W ( I i ) Q l

Dr 0 Fc 0 (t t 0 ) Wr

Q l

2、热负荷: Q=Dr0=KA ( T-t )

3、蒸发器的种类:

中央循环管式、外加热式、强制循环式、升膜式、降膜式

4、多效蒸发的流程及适用性: 平流加料:适用于易结晶的物料

并流加料:适用于料液的粘度随浓度增加变化不大的 物料

逆流加料:适用于料液的粘度随浓度增加而明显增加 的物料;各效传热系数大致相

等。

以上各种情况下的压力

P 、沸点 T 和浓度的变化情况如下表: (以三效为例进行比

较)

项目 平流加料 并流加料 逆流加料 压力

P1>P2>P3 P1>P2>P3 P1>P2>P3

浓度

各效相近

w1

w1>w2>w3

温度

t1>t2>t3

t1>t2>t3

t1>t2>t3

5、加热蒸汽的经济性:

(每 1kg 加热蒸汽所能蒸发的水量)

W/D

理论值:单效 =1,多效 =n ( 1kg 蒸汽可蒸发出 nkg 水) 实际值:单效 0.91,双效 1.75,三效 2.5 6、蒸发设备的生产强度:

(单位时间、单位面积蒸发的水量)

单效:

W Q K t U 1

A Ar r

n 效:

U n

1

U 1

n

7、温度差损失计算:

溶质存在使沸点升高

液柱高度使沸点升高

化工原理第四版陈敏恒答案

化工原理陈敏恒第三版上册答案 【篇一:化工原理答案第三版思考题陈敏恒】 lass=txt>传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理 论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和 气膜中,增加气液两相主体的湍流程度,传质速率将增大。 8、操作中精馏塔,保持f,q,xf,d不变,(1)若采用回流比r小于最小回流比rmin,则xd减小,xw增大(2)若r增大,则xd增大, xw减小 ,l/v增大。 9、连续精馏塔操作时,增大塔釜蒸汽用量,而回流量及进料状态 f,xf,q不变,则l/v变小,xd变小,xw变小。 10、精馏塔设计时采用的参数f,q,xf,d,xd,r均为定值,若降低塔顶回流液的温度,则塔内 实际下降液体量增大,塔内实际上升蒸汽量增大,精馏段液汽比增 大,所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务:原料为f,xf,要求塔顶为xd,塔底为xw,设计时若已定的塔釜上升蒸汽量v’不变,加料热状况由原来的 饱和蒸汽改为饱和液体加料,则所需理论板数nt 增加,精馏段上升蒸汽量v 减少,精馏段下降液体量l 减少,提馏段下降液体量l’  不变。(增加、不变、减少) 不变,增大xf,,则:d 12、操作中的精馏塔,保持f,q,xd,xw,v’, 变大,r变小,l/v变小(变大、变小、不变、不确定) 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离? 萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同,用一种溶剂(溶解度大的)不同,用一种溶剂(溶解度大的)把溶质从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来,从另一种溶剂(溶解度小的) 中提取出来,再用分液将它们分离开来。分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理:利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的 某一组分变成蒸气再给液体混合物加热,冷凝成液体,从而达到分 离提纯的目的。冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般

(完整版)化工原理下册习题及章节总结(陈敏恒版)

第八章课堂练习: 1、吸收操作的基本依据是什么?答:混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么:对被分离组分溶解度高,对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低,难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递;压力低,温度高,将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统,当总压增加时,亨利常数E不变,H 不变,相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2,过程属于(B ) A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力(C)液膜阻力A、大于B、等于C、小于 2、溶解度很大的气体,属于气膜控制 3、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时,则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大,则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG,当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性,传质单元数NOG表征了(分离任务的难易)特性。 3、吸收因子A的定义式为L/(Gm),它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时,塔高H=∞,则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量,操作线的斜率增大,吸收推动力增大,则操作线向(远离)平衡线的方向偏移。 6、液气比低于(L/G)min时,吸收操作能否进行?能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中,若其他操作条件不变而系统温度增加,则塔的气相总传质单元高度HOG将↑,总传质单元数NOG 将↓,操作线斜率(L/G)将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低,其它操作条件不变,吸收结果将使吸收率↑,出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成x2增大,其它条件不变,则气相总传质单元高度将( A )。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大 吸收小结: 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系;E值随物系的特性及温度而异,单位与压强的单位一致;m与物系特性、温度、压力有关(无因次) 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程(并、逆流时)及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值,出塔液体有一最大值,及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高,有利于吸收 减压和升温溶解度低,有利于解吸

《化工原理》第四版习题答案解析

《化工原理》第四版习题答案解析

绪 论 【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2,试求溶液中CO 2的摩尔分数,水的密度为100kg/m 3。 解 水33kg/m kmol/m 1000 100018 = CO 2的摩尔分数 (4005) 89910100000518 -= =?+ x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。试求:(1)甲醇的饱和蒸气压A p ;(2)空气中甲醇的组 成,以摩尔分数 A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。 解 (1)甲醇的饱和蒸气压 o A p .lg ..1574997197362523886 =- +o A p .169=o A p kPa (2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169) 0167101325 = =A y 质量分数 ...(.)016732 01810167321016729 ω?= =?+-?A 浓度 3..kmol/m .A A p c RT -= ==??316968210 8314298 质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=??=3368210320218 = 【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结 晶分离后的浓缩液中含 NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离 后的浓缩液量。在全过程中,溶液中的 NaOH 量保持一定。 解 电解液1000kg 浓缩液中 NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5(质量分数) NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02(质量分数) 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω =0.48(质量分数) 在全过程中,溶液中 NaOH 量保持一定,为100kg 浓缩液量为/.10005 200=kg 200kg 浓缩液中,水的含量为200×0.48=96kg ,故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ,故分离的 NaCl 量为100-4=96kg

化工原理(陈敏恒)思考题

第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1.假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。 问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2.前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答3.分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;温度上升,热运动加剧,粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。 问题4. 静压强有什么特性? 答4.静压强的特性:①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。 问题5. 图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为8×10-3m2,水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向); (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少?哪一侧的压力大?为什么? 题5附图题6附图 答5.1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2)内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa; 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。 因为容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强。 问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体,各接一U形压差计,读数分别为R1、R2,两压差计间用一橡皮管相连接,现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离,试问读数R1与R2有何变化?(说明理由) 答6.容器A的液体势能下降,使它与容器B的液体势能差减小,从而R2减小。R1不变,因为该U形管两边同时降低,势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7.由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g,所以H增加,压差增加,拔风量大。 问题8.什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8.前者指速度分布大小均匀;后者指速度方向平行、无迁移加速度。 问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些?

陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(传热 复习笔记)

6.1 复习笔记 一、概述 1.传热目的 (1)加热或冷却,使物料达到指定的温度; (2)换热,以回收利用热量或冷量; (3)保温,以减少热量或冷量的损失。 生产上最常遇到的是冷、热两种流体之间的热量交换。若加热和冷却同属一个生产过程,则可采用图6-1所示的换热流程以同时达到加热和冷却的目的。 图6-1 典型的换热流程 1-换热器;2-反应器 2.工业上的传热过程 (1)直接接触式传热 对某些传热过程,可使冷、热流体直接接触进行传热。这种接触方式,传热面积大,设备亦简单。由于冷、热流体直接接触,这种传热方式必伴有传质过程同时发生。因此,直接接触式传热在原理上与单纯传热过程有所不同。 (2)间壁式传热

工业上应用最多的是间壁式传热过程。间壁式换热器类型很多,其中最简单而又最典型的结构是套管式换热器。在套管式换热器中,冷、热流体分别通过环隙和内管,热量自热流体传给冷流体。这种热量传递过程包括三个步骤: ①热流体给热于管壁内侧; ②热量自管壁内侧传导至管壁外侧; ③管壁外侧给热于冷流体。 在冷、热流体之间进行的热量传递总过程通常称为传热(或换热)过程,而将流体与壁面之间的热量传递过程称为热过程,以示区别。 (3)蓄热式传热 这种传热方式是首先使热流体流过蓄热器中固体壁面,用热流体将固体填充物加热;然后停止热流体,使冷流体流过固体表面,用固体填充物所积蓄之热量加热冷流体。如此周而复始,冷、热流体交替流过壁面,达到冷热流体之间传热的目的。 蓄热式换热器又称蓄热器,是由热容量较大的蓄热室构成,室内可填充耐火砖等各种填料。 3.传热过程 (1)传热速率 ①热流量Q:即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面传递给冷流体的热量,单位为W; ②热流密度(或热通量)q:单位时间、通过单位传热面积所传递的热量,单位为W/m2。即 与热流量Q不同,热流密度q与传热面积A大小无关,完全取决于冷、热流体之间的

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陈敏恒《化工原理》考研真题详解 1流体在圆形直管中流动时,若流动已进入完全湍流区,则随着流速的增大,下列四种论述中正确的是()。[华南理工大学2017年研] A.摩擦系数减少,阻力损失增大 B.摩擦系数是雷诺数和相对粗糙度的函数,阻力损失与流速的平方成正比C.摩擦系数减少,阻力损失不变 D.摩擦系数与流速无关,阻力损失与流速的平方成正比 【答案】D查看答案 【解析】当流体进入完全湍流区时,摩擦系数和粗糙程度有关,而随着流速的增大,摩擦系数不变,由阻力损失公式可知,阻力损失只与流速的平方成正比。2层流与湍流的本质区别是()。[中南大学2012年研] A.湍流流速>层流流速 B.流道截面大地为湍流,截面小的为层流 C.层流的雷诺数<湍流的雷诺数 D.层流无径向脉动,而湍流有径向脉动

【答案】D查看答案 【解析】流体做层流流动时,其质点做有规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合。流体做湍流流动时,其质点做不规则的杂乱运动并相互碰撞,产生大大小小的漩涡,即湍流向前运动的同时,还有径向脉动。 3一台正在工作的往复泵,关于其流量表述正确的是()。[浙江大学2014年研] A.实际流量与出口阀的开度有关 B.实际流量与活塞的行程(移动距离)无关 C.实际流量与电机转速无关 D.实际流量与泵的扬程在一定范围内有关 【答案】C查看答案 【解析】往复泵的流量(排液能力)只与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关,而与泵的压头及管路情况无关,即无论在什么压头下工作,只要往复一次,泵就排出一定体积的液体,所以往复泵是一种典型的容积式泵。 编辑 搜图

请点击输入图片描述 4离心泵的调节阀关小时,()。[华南理工大学2017年研] A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口压力减少 C.泵入口处真空度减小 D.泵工作点的扬程减小 【答案】C查看答案 【解析】离心泵的调节阀一般位于出口管路,调节阀关小时管路流量减小,入口阻力减小,出口阻力损失增大,由伯努利方程可知流量减小,则泵入口真空度减小、泵出口的压力增大,由泵的特性曲线可知,泵的工作点的扬程增大。 5推导液体流过滤饼(固定床)的过滤基本方程式的基本假设是:液体在多孔介质中流型属(),依据的公式是()公式。[南京理工大学2010年研] A.层流,欧根 B.湍流,欧根 C.层流,柯士尼 D.湍流,柯士尼 【答案】C查看答案

化工原理答案第三版思考题陈敏恒

4.什么是传质?简要说明传质有哪些方式? 传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中,增加气液两相主体的湍流程度,传质速率将增大。 8、操作中精馏塔,保持F,q,xF,D不变,(1)若采用回流比R小于最小回流比Rmin,则x D减小,xW增大(2)若R增大,则xD增大, xW减小,L/V增大。 9、连续精馏塔操作时,增大塔釜蒸汽用量,而回流量及进料状态F,xF,q不变,则L/V变小,xD变小,xW变小。10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值,若降低塔顶回流液的温度,则塔内实际下降液体量增大,塔内实际上升蒸汽量增大,精馏段液汽比增大,所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务:原料为F,xF,要求塔顶为xD,塔底为xW,设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变,加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料,则所需理论板数NT 增加,精馏段上升蒸汽量V 减少,精馏段下降液体量L 减少,提馏段下降液体量L’不变。(增加、不变、减少) 12、操作中的精馏塔,保持F,q,xD,xW,V’,不变,增大xF,,则:D变大,R变小,L/V变小(变大、变小、不变、不确定) 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离? 萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂 中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同,用一种溶剂(溶解度大的)不同,用一种溶剂(溶解度大的)把溶质从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来,从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来,再用分液将它们分离开来。分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理:利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再给液体混合物加热,冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。也可用于除去水中或其他液体中的难挥发或物。2.蒸馏和蒸发有什么区别? 蒸馏:指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。 蒸发:是液体在任何温度下发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象。 即:前者分离液体混合物,后者则没这方面要求。 蒸馏与蒸发的原理相同,都是使液体加热挥发二者的目的不同,操作也有不同之处蒸馏是用于分离沸点差异显著的两种液体组成的混合物或提取溶液中的溶剂,蒸发是用于提取溶液中的溶质 第八章气体吸收 问题1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪? 答1.吸收的目的是分离气体混合物。 基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 操作费用主要花费在溶剂再生,溶剂损失。

化工原理第四版课后答案(化学工业出版社)

绪论 【0-1】1m3水中溶解0.05kmol CO2,试求溶液中CO2的摩尔分数,水的密度为100kg/m3。 解水 CO2的摩尔分数 【0-2】在压力为101325、温度为25℃条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。试求: (1)甲醇的饱和蒸气压;(2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数、质量分数、浓度、质量浓度表示。 解(1)甲醇的饱和蒸气压 (2)空气中甲醇的组成 摩尔分数 质量分数 浓度 质量浓度 【0-3】1000kg的电解液中含质量分数10%、的质量分数10%、的质量 分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含50%、2%、 48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩 液量。在全过程中,溶液中的量保持一定。 解电解液1000kg浓缩液中 1000×0.l=100kg=0.5(质量分数) 1000×0.l=100kg=0.02(质量分数) 1000×0.8=800kg=0.48(质量分数) 在全过程中,溶液中量保持一定,为100kg 浓缩液量为 200kg浓缩液中,水的含量为200×0.48=96kg,故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中的含量为200×0.02=4kg,故分离的量为100-4=96kg

第一章流体流动 流体的压力 【1-1】容器A中的气体表压为60kPa,容器B中的气体真空度为Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。 解标准大气压力为101.325kPa 容器A的绝对压力 容器B的绝对压力 【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa,当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解进口绝对压力 出口绝对压力 进、出口的压力差 流体的密度 【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在20℃下的密度。 解正庚烷的摩尔质量为,正辛烷的摩尔质量为。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 正辛烷的质量分数 从附录四查得20℃下正庚烷的密度,正辛烷的密度为 混合液的密度 【1-4】温度20℃,苯与甲苯按4:6的体积比进行混合,求其混合液的密度。 解20℃时,苯的密度为,甲苯的密度为。 混合液密度 【1-5】有一气柜,满装时可装混合气体,已知混合气体各组分的体积分数为

化工原理陈敏恒(少学时)第三版前半部分期中复习 概念部分

化工原理课程期中复习 概念部分 绪论 1.合成氨223+32N H NH ←??????→高温、高压、催化剂 (1) 原料气制备:将煤、天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气; (2) 净化:对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质; (3) 氨合成:将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。 ※ 2.对物料进行大规模的物理或化学加工的过程称为化学工业生产过程, 简称化工过程。 3.尽管用不同原料生产不同的产品的化工过程相差很大,但它们都是由若干个简单过程(单元操作)按一定 的顺序和方式组合而成的。 单元操作:指在各种化工过程中,遵守同一基本原理,所用设备相似,作用相同,仅发生物理变化过程的那些操作,称为单元操作。包括两个方面:过程与设备。 化工原理的目的:满足工艺要求。 4.单元操作特点: (1) 都是物理加工过程。 (2) 都是化工生产过程中的共有操作。 (3) 用于不同化工生产过程的同一单元操作,其原理相同,设备通用。 5.单元操作主要分类 动能传递:流体输送、沉降、过滤、离心分离、搅拌、固体流化态等 热量传递:加热、冷却、蒸发 质量传递蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离 6.重要基本概念

(1)物料衡算——质量守恒定律 稳定过程中:进入的物料量=排出的物料量 (2)能量衡水——能量守恒定律 稳定过程中;进入的能力=排出的能量 (3)平衡关系——说明过程进行的方向和所能达到的极限在一定的T、P下,相平衡的两浓度有着确定的关系 反应能否进行以及方向和极限 (4)过程速率——快慢程度,关系到生产过程设备的大小过程速率=过程推动力/过程阻力 推动力:压差、温差、浓差 (5)经济核算

化工原理答案第三版思考题陈敏恒

4.什么是传质简要说明传质有哪些方式 传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中,增加气液两相主体的湍流程度,传质速率将增大。 8、操作中精馏塔,保持F,q,xF,D不变,(1)若采用回流比R小于最小回流比Rmin,则x D减小,xW增大(2)若R增大,则xD增大, xW减小 ,L/V增大。 9、连续精馏塔操作时,增大塔釜蒸汽用量,而回流量及进料状态F,xF,q不变,则L/V变小,xD变小,xW变小。 10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值,若降低塔顶回流液的温度,则塔内实际下降液体量增大,塔内实际上升蒸汽量增大,精馏段液汽比增大,所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务:原料为F,xF,要求塔顶为xD,塔底为xW,设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变,加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料,则所需理论板数N T 增加,精馏段上升蒸汽量V 减少,精馏段下降液体量L 减少,提馏段下降液体量L’不变。(增加、不变、减少) 12、操作中的精馏塔,保持F,q,xD,xW,V’,不变,增大xF,,则:D变大,R变小,L/V变小(变大、变小、不变、不确定) 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离 萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同,用一种溶剂(溶解度大的)不同,用一种溶剂(溶解度大的)把溶质从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来,从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来,再用分液将它们分离开来。分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理:利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再给液体混合物加热,冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。也可用于除去水中或其他液体中的难挥发或物。2.蒸馏和蒸发有什么区别 蒸馏:指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。 蒸发:是液体在任何温度下发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象。 即:前者分离液体混合物,后者则没这方面要求。 蒸馏与蒸发的原理相同,都是使液体加热挥发二者的目的不同,操作也有不同之处蒸馏是用于分离沸点差异显著的两种液体组成的混合物或提取溶液中的溶剂,蒸发是用于提取溶液中的溶质 第八章气体吸收 问题1. 吸收的目的和基本依据是什么吸收的主要操作费用花费在哪 答1.吸收的目的是分离气体混合物。 基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 操作费用主要花费在溶剂再生,溶剂损失。

化工原理第四版陈敏恒答案

第一章习题 静压强及其应用 1. 用图示的U形压差计测量管道A点的压强,U形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞,读数R=120mm,当地大气压p a=760mmHg,试求: (1) A点的绝对压强,Pa; (2) A点的表压,mH2O。 2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量,采用图示的装置。测量时通入压缩空气,控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm,通气管距贮槽底面h=20cm,贮槽直径为2m,液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨?

3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯,苯的密度为880kg/m3。液面距槽底9m,槽底侧面有一直径为500mm的人孔,其中心距槽底600mm,人孔覆以孔盖,试求: (1) 人孔盖共受多少液柱静压力,以kg(f)表示; (2) 槽底面所受的压强是多少Pa? 4. 附图为一油水分离器。油与水的混合物连续进入该器,利用密度不同使油和水分层。油由上部溢出,水由底部经一倒U形管连续排出。该管顶部用一管道与分离器上方相通,使两处压强相等。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s=500mm,油的密度为780kg/m3,水的密度为1000kg/m3。今欲使油水分界面维持在观察镜中心处,问倒U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少? 因液体在器内及管内的流动缓慢,本题可作静力学处理。 5. 用一复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。指示液为汞,其间充满水。今测得h1 =1.20m,h2 =0.3m,h3 =1.30m,h4 =0.25m,试以N/m2为单位表示A、B两点的压差Δp。

化工原理第四版陈敏恒答案

综合型计算 4-13.拟用一板框压滤机在恒压下过滤某悬浮液,已知过滤常数K =7.5×10-5m 2/s 。现要求每一操作周期得到10m 3滤液,过滤时间为0.5h 。悬浮液含固量φ=0.015(m 3固体/m 3悬浮液),滤饼空隙率ε=0.5,过滤介质阻力可忽略不计。试求:(1)需要多大的过滤面积?(2)现有一板框压滤机,框的尺寸为0.65m×0.65m×0.02m ,若要求仍为每过滤周期得到滤液量10m 3,分别按过滤时间和滤饼体积计算需要多少框?(3)安装所需板框数量后,过滤时间为0.5h 的实际获得滤液量为多少? 解:(1)τK q =235/3.0180010.7m m 675=??=- 2m 7.20.367 10q V A 2=== (2)按过滤面积需要框 个330.65227.2a 2A n 22=?== 3饼m 0.3090.015 0.510.01510φε1V φV =--?=--= 按滤饼体积需要框 个饼 370.650.020.309ba V n 22=?== 取37个 (3) 安装37个框 A=37×2×0.652=31.3m 2 τK q =235/3.0180010.7m m 675=??=-不变 V=qA=0.367×31.1=11.4 m 3

传热综合型计算 6-31. 质量流量为7200kg/h 的某一常压气体在250根Ф25×2.5mm 的钢管内流动,由25℃加热到85℃,气体走管程,采用198kPa 的饱和蒸汽于壳程加热气体。若蒸汽冷凝给热系数1α= 1×104 W/(m 2.K),管内壁的污垢热阻为0.0004W K m /2?,忽略管壁、管外热阻及热损失。已知气体在平均温度下的物性数据为:c p =1kJ/(kg ·K),λ= 2.85×10-2W/(m.K),μ=1.98×10-2mPa s ?。试求:(1)饱和水蒸汽的消耗量(kg/h);(2)换热器的总传热系数K (以管束外表面为基准)和管长;(3)若有15根管子堵塞,又由于某种原因,蒸汽压力减至143kPa ,假定气体的物性和蒸汽的冷凝给热系数不变,求总传热系数K'和气体出口温度t 2'。 已知198kPa 时饱和蒸汽温度为120℃,汽化潜热2204kJ/kg ;143kPa 时饱和蒸汽温度为110℃。 解:(1)kW t t C q Q p m 120)2585(13600 7200)(1222=-??=-= h kg s kg Q q m /00.196/05445.02204 1201====γ (2) s).kg/(m 25.48(0.02)2500.7853600/7200A q G 22m =??== 450.0225.48Re 25737101.9810du dG ρμ μ-?====>? 7.0695.010 85.21098.1101Pr 253≈=????==--λμp C 气体被加热 b=0.4 4.08.02Pr Re 023.0d λα= 4.08.02Pr Re 023.0d λα==K m W ./95.957.02573702.01085.2023.024.08.02 =????- K m W K d d R K ?==++=++=2421221/38.7301363.020 2595.9510004.0101111)()(αα m t ?==---=-----8512025120ln 2585ln )()(2 121t T t T t T t T 60.09℃ m m t l d Kn t KA Q ?=?=外π m t d Kn Q l m 39.109 .60025.014.325038.73101203 =?????=?=外π

化工原理第三版(陈敏恒)(下册)课后思考题答案

第八章气体吸收 问题1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪? 答1.吸收的目的是分离气体混合物。 基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 操作费用主要花费在溶剂再生,溶剂损失。 问题2. 选择吸收溶剂的主要依据是什么? 什么是溶剂的选择性? 答2.溶解度大,选择性高,再生方便,蒸汽压低损失小。 溶剂对溶质溶解度大,对其他组份溶解度小。 问题3. E, m, H 三者各自与温度、总压有何关系? 答3.m=E/P=HC M/P,m、E、H均随温度上升而增大,E、H基本上与总压无关,m反比于总压。 问题4. 工业吸收过程气液接触的方式有哪两种? 答4.级式接触和微分接触。 问题5. 扩散流J A , 净物流N, 主体流动N M , 传递速率N A 相互之间有什么联系和区别? 答5.N=N M+J A+J B, N A=J A+N M C A/C M。 J A、J B浓度梯度引起;N M微压力差引起;N A溶质传递,考察所需。 问题6. 漂流因子有什么含义? 等分子反向扩散时有无漂流因子? 为什么? 答6.P/P Bm 表示了主体流动对传质的贡献。 无漂流因子。因为没有主体流动。 问题7. 气体分子扩散系数与温度、压力有何关系? 液体分子扩散系数与温度、粘度有何关系? 答7.D气∝T1.81/P,D液∝T/μ。 问题8. 修伍德数、施密特数的物理含义是什么? 答8.Sh=kd/D表征对流传质速率与扩散传质速率之比。 Sc=μ/ρD表征动量扩散系数与分子扩散系数之比。 问题9. 传质理论中,有效膜理论与表面更新理论有何主要区别? 答9.表面更新理论考虑到微元传质的非定态性,从k∝D推进到k∝D0.5。 问题10. 传质过程中,什么时侯气相阻力控制? 什么时侯液相阻力控制? 答10.mky<>kx时,液相阻力控制。 问题11. 低浓度气体吸收有哪些特点? 数学描述中为什么没有总物料的衡算式? 答11.①G、L为常量,②等温过程,③传质系数沿塔高不变。 问题12. 吸收塔高度计算中,将N OG与H OG分开, 有什么优点? 答12.分离任务难易与设备效能高低相对分开,便于分析。 问题13. 建立操作线方程的依据是什么? 答13.塔段的物料衡算。 问题14. 什么是返混? 答14.返混是少量流体自身由下游返回至上游的现象。 问题15. 何谓最小液气比? 操作型计算中有无此类问题? 答15.完成指定分离任务所需塔高为无穷大时的液气比。无。 问题16. x2max与(L/G)min是如何受到技术上的限制的? 技术上的限制主要是指哪两个制约条件? 答16.通常,x2max=y2/m,(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)。相平衡和物料衡算。 问题17. 有哪几种N OG的计算方法? 用对数平均推动力法和吸收因数法求N OG的条件各是

化工原理上册课后习题答案陈敏恒版.doc

化工原理习题及解答(华南理工大学化工原理教研组编) 2004年6月

流体力学与传热 第一章 流体流动 1.1 解:混合气体的平均分子量Mn 为 Mn=M 2co y 2co + M 2o y 2o + M 2N y 2N + M O H 2y O H 2 =44×0.085+32×0.075+28×0.76+18×0.08 =28.86kg/kmol 该混合气体在500℃,1atm 时的密度为 ρ= po T p To Mm **4.22**=4.2286.28×273 273 =0.455kg/m 3 1.2 解:设备上真空表的绝对压强为 绝对压强=大气压―真空度 =740―100 =640mmHg =640×760 100133.15 ?=8.53×104N/m2 设备内的表压强为 表压强=―真空度 =―100mmHg =―(100×760 100133.15?)=―1.33×104 N/m2 或表压强=―(100×1.33×102 )=―1.33×104 N/m2 1.3 解:设通过孔盖中心的0—0水平面上液体的静压强为p ,则p 便是罐内液体作用于孔盖上的平均压强。 根据流体静力学基本方程知 p=p a +ρg h 作用在孔盖外侧的是大气压强p a ,故孔盖内外两侧所受压强差为 Δp =p ―p a = p a +ρgh ―=a p ρgh Δp=960×9.81(9.6―0.8)=8.29×104N/m2 作用在孔盖上的静压力为 =p Δp × 24 d π =8.29×104241076.376.04 ?=?? π N 每个螺钉能承受的力为 N 321004.6014.04 807.9400?=?? ?π

化工原理下册(第三版-陈敏恒)习题解答

第八章气体吸收 1.解:查引忙水的P£=4_24K:pa p=P-P3=lC1.3~4J4=97.0l5KPa 用十警=筮=歳riS 笫xg?込 解:査25兀,COa-HaO系统£ = 1,661x1"樹加i设当地大气压为I atm SP 1.033at,且不计S剂分压n 巧=10+ 1.033= 11.033^2 =1.08^10^(绝) = 0.2+1.033= 1.23S3fi = 1.21xl0Wf^^ (绝) 对稀濬痕其比质量分率代九.金 1 0气址10今 .'.X] = 44x ---------- =47弘訂艇禺。 18 7 >Cyin7 & = 44K --------- = 1.73x10T辰Cq /炫禺0 18 爪解1邓忙时,总二4.06x1^朋玖二406x1(/脸勺 =1.38x10-^x32x10^ =4』27蛾£ 4> 解;筋0—Cb系统,2邙C时,^1 = 0.537xW^A?Pa = 0.537xl0W(2

皆竺=竺沁竺曲"2仆计P 101.3 (q - jf) = 1.09x10'^ (y-儿)二0,00576 4UC, ^2 = 0 80x10^= 0.8x10^ % _空-更迪込"如计P lOlJ 兀-A =0.47x10"^ y-” = 0.00368 5、解:= fn^x= 50x2x10 "^= 0,01 ^-y^)j = 0.025-0.01 = 0.015 (兀7)1 = (5-2)x10 Y= 3x10^ 丁 =坷乜=50 X— = 25 P Q 2 儿=??j2;c = 25x2x10 "=50x10**

化工原理第三版(陈敏恒)上、下册课后思考题答案(精心整理版)

第一章流体流动 1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件? 连续性假设:假定流体是由大量质点组成的,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质。 质点指的是一个含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比分子自由程却要大得多。 2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态;欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。 3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降? 粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。 通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主,温度上升,热运动加剧,粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。 4、静压强有什么特性? ①静止流体中,任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力; ②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的; ③压强各向传递。 7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 由静力学方程可以导出,所以H增加,压差增加,拔风量大。 8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段? 均匀分布指速度分布大小均匀;均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。 9、伯努利方程的应用条件有哪些? 重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动,流体微元与其它微元或环境没有能量交换时,同一流线上的流体间能量的关系。 12、层流与湍流的本质区别是什么? 区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性。 13、雷诺数的物理意义是什么? 物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。 14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些? 应用条件:不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失 计算。 15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管? 当壁面凸出物低于层流内层厚度,体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时,称为水力光滑管。在Re很大,λ与Re无关的区域,称为完全湍流粗糙管。 16、非圆形管的水力当量直径是如何定义的?能否按计算流量? 当量直径定义为。不能按该式计算流量。 17、在满流的条件下,水在垂直直管中向下流动,对同一瞬时沿管长不同位子的

化工原理 陈敏恒 第四版 第4章习题与思考题

第 四 章 习 题 固定床压降 1.某种圆柱形颗粒催化剂其直径为d p ,高为h ,试求等体积的当量直径d e 及球形度ψ。 现有h= d p =4mm 的颗粒,填充在内径为1m 的圆筒形容器内,填充高度为1.5m ,床层空隙率为0.43。若在20℃、1atm 下使360m 3/h 的空气通过床层,试估算床层压降为多少? *2.用20℃、1atm 空气通过某固定床脱硫器,测得如下数据: 空塔气速 0.3m/s, 单位床层高度的压降 220 Pa/m ; 0.8m/s, 1270 Pa/m 。 试利用欧根公式估计甲烷在30℃、0.7MPa 下以空塔气速0.4m/s 通过床层时,单位床层高度的压降为多少?已知在操作条件下甲烷物性:μ=0.012mPa ?s ;ρ=4.50kg/m 3。 过滤物料衡算 3.某板框压滤机共有20只滤框,框的尺寸为0.45×0.45×0.025m, 用以过滤某种水悬浮液。每m 3悬浮液中带有固体0.016 m 3, 滤饼中含水50%(质量)。试求滤框被滤饼完全充满时,过滤所得的滤液量(m 3)。 已知固体颗粒的密度ρp =1500kg/ m 3, ρ水=1000kg/ m 3。 过滤设计计算 4.在恒压下对某种滤浆进行过滤实验,测得如下数据: 滤液量(m 3) 0.1 0.20 0.30 0.40 过滤时间(s ) 38 115 228 380 过滤面积为1 m 2,求过滤常数K 及q e 。 5.某生产过程每年欲得滤液3800 m 3,年工作时间5000hr ,采用间歇式过滤机,在恒压下每一操作周期为2.5hr ,其中过滤时间为1.5hr, 将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为 K=4×10-6 m 2/s ; q e =2.5×10-2m 。 滤饼不洗涤,试求: (1) 所需过滤面积,m 2; (2) 今有过滤面积为8 m 2的过滤机,需要几台? *6.叶滤机在恒定压差下操作,过滤时间为τ,卸渣等辅助时间τD 。滤饼不洗涤。试证当过滤时间τ满足下式时,叶滤机的生产能力达最大值。 K q D e D τττ2+= 过滤操作型计算 7.在恒压下对某种悬浮液进行过滤,过滤10分钟得滤液4升。再过滤10分钟又得滤液2升。如果继续过滤10分钟,可再得滤液多少升? 8.某压滤机先在恒速下过滤10分钟,得滤液5升。此后即维持此最高压强不变,作恒压过滤。恒压过滤时间为60分钟,又可得滤液多少升? 设过滤介质阻力可略去不计。 9.有一叶滤机,自始至终在恒压下过滤某种水悬浮液时,得如下的过滤方程: q 2+20q=250τ 式中q—l/ m 2; τ—min 。 在实际操作中,先在5min 时间内作恒速过滤,此时过滤压强自零升至上述试验压强,此后即维持此压强不变作恒压过滤,全部过滤时间为20min 。 试求: (1) 每一循环中每m 2过滤面积可得的滤液量(l ); 152

陈敏恒化工原理课后思考题答案

/ 第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定质点的含义是什么有什么条件 答1.假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。 问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点 答2.前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降 答3.分子间的引力和分子的热运动。 \ 通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;温度上升,热运动加剧,粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。 问题4. 静压强有什么特性 答4.静压强的特性:①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。 问题5. 图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为8×10-3m2,水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向); (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少哪一侧的压力大为什么 题5附图题6附图 % 答5.1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2)内部压强p=ρgh=1000××=; 外部压强p=F/A=10/=<内部压强。 因为容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强。 问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体,各接一U形压差计,读数分别为R1、R2,两压差计间用一橡皮管相连接,现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离,试问读数R1与R2有何变化(说明理由) 答6.容器A的液体势能下降,使它与容器B的液体势能差减小,从而R2减小。R1不变,因为该U形管两边同时降低,势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好 答7.由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g,所以H增加,压差增加,拔风量大。 *

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