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完整版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

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完整版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

p H (冷-热)g ,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?

322U

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。

d 2

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,入与Re 无关的区域,称为完全湍流粗糙管。

2

4A

。不能按该式

U d

@ 计算流量。

4

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速度而言,

16、非圆形管的水力当量直径是如何定义的

能否按 u d 2

—-计算流量

4

当量直径定义为d e

4管道截面积 浸润周边

是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度

因为质量守恒,直管内不同轴向位子的速度是一样的, 不会因为重力而加快, 重力只体

现在压强的变化上。

20、是否在任何管路中,流量增大阻力损失就增大;流量减小阻力损失就减小 ?为什么? 不一定,具体要

看管路状况是否变化。

1系统与控制体

系统或物系是包含众多流体质点的集合。 系统与辩解之间的分界面为系统的边界。 系统 与外界可以有力的作用与能量的交换, 但没有质量交换,系统的边界随着流体一起运动, 因 而其形状和大小都可随时间而变化。 (拉格朗日)

当划定一固定的空间体积来考察问题, 该空间体积称为控制体。构成控制体空间界面称 为控制面。控制面是封闭的固定界面, 流体可以自由进出控制体, 控制面上可以有力的作用 与能量的交换(欧拉)

2、 什么是流体流动的边界层?边界层分离的条件是什么?

答案:流速降为未受边壁影响流速(来流速度)的 99%以内的区域为边界层,即边界影

响未及的区域。

流道扩大造成逆压强梯度, 逆压强梯度容易造成边界层的分离, 边界层分离造成大量漩

涡,大大增加机械能消耗。

3、 动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时,二者关系如何?

当机械能守恒定律应用于实际流体时,

由于流体的粘性导致机械能的耗损,

在机械能恒

算式中将出现Hf 项,但动量守恒只是将力和动量变化率联系起来,

未涉及能量和消耗问题。

4、 塑性流体

只有当施加的剪应力大于某一临界值(屈服应力)后才开始流动

5、 涨塑性

在某一剪切范围内表现出剪切增稠现象,即粘度随剪切率增大而升高

6、 假塑性

在某一剪切率范围内,粘度随剪切率增高而下降的剪切稀化现象

7、 触变性,震凝性

随T 作用时间延续,du/dy 增大,粘度变小。当一定剪应力T 所作用的时间足够长后, 粘度达到定态的平衡值, 称触变性;反之,粘度随剪切力作用时间延长而增大的行为称震凝 性。

8、 粘弹性

爬捍效应,挤出胀大,无管虹吸

9、 定态流动

运动空间个点的状态不随时间而变化

10、 何谓轨线?何谓流线?为什么流线互不相交?

轨线是某一流体质点的运动轨迹,描述的是同一质点在不同时刻的位置(拉格朗日) 流线上各点的切线表示同一时刻各点的速度方向, 描述的是同一瞬间不同质点的速度方

向(欧拉)

同一点在指定某一时刻只有一个速度

11、 动能校正系数a 为什么总是大于,等于

1 ?

是均匀的,代入上式,得a 接近于

1

12、 流体流动过程中,稳定性是指什么?定态性是指什么? 稳定性是指系统对外界扰动的反应 定态性是指

根据

u 3

dA ,可知流体界面速度分布越均匀,

A

a 越小。可认为湍流速度分布

有关运动参数随时间的变化情况

13、因次分析法规化试验的主要步骤

(1)析因实验——寻找影响过程的主要因素

(2)规划试验——减少实验工作量

(3)数据处理——实验结果的正确表达

14、平均流速

单位时间内流体在流动方向上流经的距离称为流速,在流体流动中通常按流量相等的原则来确定平均流速

15、伯努利方程的物理意义在流体流动中,位能,压强能,动能可相互转换,但其和保持不变

16、理想流体与非理想流体前者粘度为零,后者为粘性流体

17、局部阻力当量长度近似地认为局部阻力损失可以相当于某个长度的直管

18、可压缩流体有较大的压缩性,密度随压强变化

19、转子流量计的特点

恒流速,恒压差

第二章流体输送机械

1、什么是液体输送机械的压头或扬程?

流体输送机械向单位重量流体所提供的能量

2、离心泵的压头受哪些因素影响?

与流量,转速,叶片形状及直径大小有关

3、后弯叶片有什么优点?有什么缺点?

优点:后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高,动能在蜗壳中转换成势能时损失小,泵的效率高

缺点:产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大

4、何谓“气缚”现象?产生此现象的原因是什么?如何防止气缚?

因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象原因是:离心泵产生的压差与密度成正比,密度小,压差小,吸不上液体。措施:灌泵,排气

5、影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?

离心泵的特性曲线指He~qv,n ~qv, Pa~qv。影响这些曲线的主要因素有液体密度,粘度,转速,叶轮形状及直径大小

6、离心泵的工作点是如何确定的?有哪些调节流量的方法?

离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的调节出口阀,改变泵的转速

9、何谓泵的汽蚀?如何避免汽蚀?泵的气蚀是指液体在泵的最低压强处(叶轮入口)气化形成气泡,又在

叶轮中因压强升高而溃灭,造成液体对泵设备的冲击,引起振动和腐蚀的现象

规定泵的实际汽蚀余量必须大于允许汽蚀余量;通过计算,确定泵的实际安装高度低于

允许安装高度

10、什么是正位移特性?

流量由泵决定,与管路特性无关

11、往复泵有无汽蚀现象?

有,这是由液体气化压强所决定的

12、为什么离心泵启动前应关闭出口阀,而漩涡泵启动前应打开出口阀?

这与功率曲线的走向有关,离心泵在零流量时功率符合最小,所以在启动时关闭出口阀,

使电机负荷最小;而漩涡泵在大流量时功率负荷最小,所以启动时要开启出口阀,使电机负

荷最小

13、通风机的全压,动风压各有什么含义?为什么离心泵的H与p无关,而风机的全压P T 与p有关?

通风机给每立方米气体加入的能量为全压,其中动能部分为动风压。

因单位不同,压头为m,全风压为N/m2,按△ P=p gh可知h与p无关时,△ P与p成正比

14、某离心通风机用于锅炉通风,通风机放在炉子前与放在炉子后比较,在实际通风的质量流量,电机所需功率上有何不同?为什么?

风机在前,气体密度大,质量流量大,电机功率负荷也大

风机在后,气体密度小,质量流量小,电机功率负荷也小

1、离心泵的主要构件

叶轮和蜗壳

极限真空(残余压强),抽气速率(抽率)

4、简述往复泵的水锤现象。往复泵的流量调节方法有几种?

流量的不均匀时往复泵的严重缺点,它不仅是往复泵不能用于某些对流量均匀性要求较高的场所,而且使整个管路内的液体处于变速运动状态,不但增加了能量损失,且易产生冲

击,造成水锤现象,并降低泵的吸入能力。

提高管路流量均运行有如下方法:(1)采用多缸往复泵(2)装置空气室

流量调节方法:(1)旁路调节(2)改变曲柄转速和活塞行程

第三章液体的搅拌

1、搅拌的目的是什么?

①. 加快互溶液体的混合

②. 使一种液体以液滴形式均匀分布于另一种不互溶的液体中

③. 使气体以气泡的形式分散于液体中

④. 使固体颗粒在液体中悬浮

⑤. 加强冷热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热

2、为什么要提出混合尺度的概念?

因调匀度与取样尺度有关,引入混合尺度反映更全面

3、搅拌器的两个功能是什么?改善搅拌效果的工程措施有哪些(?(1)产生强大的总体流动(2)产生强

烈的湍动或强剪切力场

4、旋桨式,涡轮式,大叶片低转速搅拌器,各有什么特长和缺陷?旋桨式适用于宏观调匀,不适用于固体颗粒悬浮液;涡轮式适用于小尺度均匀,不适用于固体颗粒悬浮液;大叶片低速搅拌器适用于高粘度液体或固体颗粒悬浮液,不适用于低粘度液体混合

5、提高液流的湍动程度可采取哪些措施?

(1)提高转速(2)阻止液体圆周运动,加挡板,破坏对称性(3)装导流筒,消除短路,清除死区

6、大小不一的搅拌器能否适用同一条功率曲线?为什么?只要几何相似就可以使用同一根功率曲线,因为无

因次化之后,使用了这一条件

7、选择搅拌器放大准则的基本要求是什么?混合效果与小式相符

1、宏观混合与微观混合宏观混合是从设备尺度到微团尺度或最小漩涡尺度考察物系的均匀性;微观混合是从分子尺度上考察物系的均匀性

2、常用搅拌器的性能旋桨式:直径比容器小,转速较高,适用于低粘度液体。主要形成大循环量的总体流动,但湍流程度不高。主要适用于大尺寸的调匀,尤其适用于要求容器上下均匀的场所。

涡轮式:直径为容器直径的0、3~0、5倍,转速较高,适用于低粘度或中等粘度(卩

<50Pa - s)的液体。对于要求小尺度均匀的搅拌过程更为适用,对易于分层的物料(如含有较重固体颗粒的悬浮液)不甚合适。

大叶片低转速:桨叶尺寸大,转速低,旋转直径约为0、5~0、8 倍的搅拌釜直径,可用

于较高粘度液体的搅拌。

3、影响搅拌功率的因素

几何因素:搅拌器的直径d;搅拌器叶片数、形状以及叶片长度I和宽度B;容器直径

D;容器中所装液体的高度h;搅拌器距离容器底部的距离h i;挡板的数目及宽度b 物理因素:液体的密度、粘度□、搅拌器转速n

4、搅拌功率的分配

等功率条件下,加大直径降低转速,更多的功率消耗于总体流动,有利于大尺度上的调匀;反之,减小直径提高转速,则更多的功率消耗于湍动,有利于微观混合。

5、简述搅拌釜中加挡板或导流筒的主要作用分别是什么

加挡板:有效地阻止容器内的圆周运动

导流筒:严格地控制流动方向,既消除了短路现象又有助于消除死区; 抑制了圆周运动

的扩展,对增加湍动程度,提高混合效果也有好处

6、 搅拌器案工作原理可分为哪几类?各类搅拌器的特点是什么?

两大类:一类以旋桨式为代表,

其工作原理与轴流泵叶轮相同,具有流量大,压头低的

特点,液体在搅拌釜内主要作轴向和切向运动; 一类以涡轮式为代表, 其工作原理与离心泵

叶轮相似,液体在搅拌釜内主要作径向和切向运动, 与旋桨式相比具有流量较小,

压头较高

的特点。

7、 搅拌器的放大准则

(1) 保持搅拌雷诺数 nd 2不变,n i d i 2

=rhd 22

(2) 保持单位体积能耗 P/V 0不变,n i 3

d i 2

=n 23

d 23

(3) 保持叶片端部切向速度n nd 不变,n i d i = n 2d 2 (4)

保持搅拌器的流量和压头之比值 q V / H 不变,d ,/n , d 2

/n 2

第四章流体通过颗粒层的流动(过滤)

i 颗粒群的平均直径以何为基准?为什么? 颗粒群的平均直径以比表面积相等为基准 因为颗粒层内流体为爬流

流动,流动阻力主要与颗粒表面积的大小有关

2、 数学模型法的主要步骤有哪些?

(1) 简化物理模型 (2) 建立数学模型

(3) 模型检验,试验定模型参数

3、 过滤速率与哪些因素有关?

过滤速率u 虫

中,u 与 ,r, , ,q,q e 均有关

d r (q q

e )

4、过滤常数有哪两个?各与哪些因素有关?什么条件下才为常数?

K 、q e 。K 与压差,悬浮液浓度,滤饼比阻,滤液粘度有关;

q

e

与过滤介质阻力有关。

恒压下才为常数

5

、 opt 对什么而言?

对生产能力(Q=V/ )最大而言。Q 在V ? 图上体现为斜率,切线处可获最大斜率,

6、过滤面积为什么用转鼓面积 A 而不用A ?该机的滤饼厚度是否与生产能力成正比? 考察方法是跟踪

法,所以过滤面积为

A ,而 体现在过滤时间里

不,滤饼厚度 与q=“. q e 2 K- — q e 成正比,例如,转速越快,生产能力越大,滤饼

¥ n

越薄

即为

opt

7、加快过滤速率的途径有哪些?

改变滤饼结构,改变悬浮液中的颗粒聚集状态,动态过滤

1在表面过滤方式中,何谓架桥现象?

在过滤操作开始阶段,会有部分颗粒浸入过滤介质网孔中,称为架桥现象

2、 当量直径

通过试图将非球形颗粒以某种当量的球形颗粒代表, 以使所考察的领域内非球形颗粒的

特型与球形颗粒等效,这一球的直径成为当量直径

d ev =3 6V /

3、 形状系数

d ev 2

d ev 2与非球形颗粒体积相等的球的表面积 d^S 2

d es 2

非球形颗粒的表面积

任何非球形颗粒的形状系数均小于 1

4、 分布函数

另某号筛子(尺寸为

d,)的筛过量(该筛号以下的颗粒质量的总合)占试样总量的分 率为Fi ,不同筛号的Fi 与其筛孔尺寸da 汇成的曲线,为分布函数

特性:对应于某一尺寸

d pi 的Fi 值表示直径小于 d pi 的颗粒占全部试样的质量分率;在

该批颗粒的最大直径 d p ,max 处,其分布函数为1

5、 频率函数的特性

(1) 在一定粒度范围内的颗粒占全部颗粒的质量分率等于该粒度范围内频率函数曲线

下的面积;原则上讲,粒度为某一定值的颗粒的质量分率为零。

(2) 频率函数曲线下的全部面积等于

1

6、 床层空隙率

度分布都影响床层空隙的大小

7、 床层比表面

单位床层体积(不是颗粒体积)具有的颗粒表面及为床层的比表面a

B

=a ( 1-)

8、 叶滤机、板框压滤机

叶滤机的主要构件是矩形或圆形滤液。

操作密封,过滤面积较大(一般为20?100 m 2),

劳动条件较好,在需要洗涤时,洗涤液与滤液通过的途径相同,洗涤比较均匀。滤布不用装 卸,一旦破损,更换较困难。密闭加压的叶滤机,结构比较复杂,造价较高。

板框压滤机优点是结构紧凑,

过滤面积大,主要用于过滤含固量多的悬浮液,

缺点是装

卸、清洗大部分藉手工操作,劳动强度较大。

第五章颗粒的沉降和流态化

1 ?曳力系数是如何定义的?它与哪些因素有关?

F D /(A p u / 2)。与 Rep=d p U /

、 有关

2、斯托克斯定律区的沉降速度与各物理量的关系如何?应用的前提是什么?颗粒的加速段 在什么条件下可忽

略不计?

描述床层中颗粒堆积的疏密程度

床层体积 颗粒所占的体积

床层体积

,颗粒的形状,粒

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

[全]陈敏恒《化工原理》考研真题详解[下载全]

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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