陈敏恒化工原理第4版知识点总结归纳课后答案

绪论

0.1复习笔记

一、化工生产过程

化学工业的定义

化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的工业，核心是化学反应过程和反应器。

2．化工生产的要求

为使反应器内保持适宜的压力、温度和物料的组成等条件，原料需经过前处理。前处理是指原料经过的一系列预处理以除去杂质，达到必要的纯度、温度和压力的过程。反应产物同样需要经过各种后处理过程加以精制。

二、单元操作

单元操作的分类

按操作的目的可分为：

（1）物料的增压、减压和输送；

（2）物料的混合或分散；

（3）物料的加热或冷却；

（4）非均相混合物的分离；

（5）均相混合物的分离。

2．常用单元操作及内容

（1）常见单元操作

单元操作是按物理过程的目的，兼顾过程的原理、相态，将各种前、后处理归纳成的系列操作，如表0-1-1所示。

表0-1-1 化工常见单元操作

（2）单元操作的内容

各单元操作的内容包括：过程和设备。

三、“化工原理”课程的两条主线

传递过程

（1）动量传递过程（单相或多相流动）；（2）热量传递过程——传热；

（3）物质传递过程——传质。

表0-1-1中各单元操作皆属传递过程。

2．研究工程问题的方法论

（1）实验研究方法，即经验的方法；

（2）数学模型方法，即半理论半经验的方法。

0.2课后习题详解

本章无课后习题。

0.3名校考研真题详解

什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。[中山大学2010研]

答：（1）化工原理的三传是指质量传递、热量传递、动量传递。

（2）三传的可比拟性如下：

① 传递本质类比

a.动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递；

b.热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递；

c.质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。

② 基础定律数学模型类比

a.动量传递的牛顿粘性定律；

b.热量传递的傅立叶定律；

c.

质量传递的费克扩散定律。

③ 物性系数类比

a.动量传递的黏度系数；

b.热量传递的导热系数；

c.质量传递的分子扩散系数。

第1章流体流动

1.1复习笔记

一、概述

流体流动的考察方法

（1）运动的描述方法

① 拉格朗日法：选定一个流体质点并跟踪观察，进而描述其运动参数（如位移、速度等）与时间的关系。

② 欧拉法：在固定空间位置上观察流体质点的运动情况，如空间各点的速度、压强、密度等，进而直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况及变化。

流体质点不是真正几何意义上的点，而是具有质点尺寸的点。

（2）定态流动

定态流动是指运动空间各点的状态不随时间变化的流动。

（3）流线与轨线

轨线是指某一流体质点的运动轨迹。它是由拉格朗日法考察流体运动所得。

流线是流体在速度方向上的连线，流线上各点的切线表示同一时刻各点的速度方向。它是采用欧拉法考察的结果。由于同一点在指定的某一时刻只有一个速度，所以流线不会相交。

在定态流动时流线与轨线重合。

2．流体流动中的作用力

（1）体积力

体积力（质量力）作用于流体的每一个质点上，并与流体的质量成正比。

（2）表面力——压力与剪力

表面力与表面积成正比。若取流体中任一微小平面，作用于其上的表面力可分为垂直于表面的力和平行于表面的力。前者称为压力，后者称为剪力（或切力）。

① 压强

压强是指单位面积上所受的压力，其单位为N/m2，也称为帕斯卡（Pa），其106倍称为兆帕（MPa），现工程上常用兆帕做压强的计量单位。

② 剪应力

剪应力是指单位面积上所受的剪力。对大多数流体，剪应力τ服从牛顿黏性定律。

式中du/dy——法向速度梯度，1/s；

μ——流体的黏度，N·s/m2，即Pa·s；

τ——剪应力，Pa。

牛顿黏性定律指出，剪应力与法向速度梯度成正比，与法向压力无关。

（3）黏度

黏度是指流体抵抗剪切变形的能力。通常液体的黏度随温度增加而减小，气体的黏度远小于液体的黏度，随温度上升而增大。

黏度的单位为Pa·s，较早的手册也常用泊（达因·秒/厘米2）或厘泊（0.01泊）表示。

1cP（厘泊）＝10－3Pa·s

黏度μ和密度ρ常以比值的形式出现，定义

称为运动黏度，在SI单位中以m2/s表示，CGS单位为沲（cm2/s），其百分之一为厘沲。μ又称动力黏度。

（4）理想流体

当流体无黏性，即μ＝0时，称为理想流体。

（5）液体的表面张力

表面张力σ为

σ＝

流体流动中的机械能

流体所含的能量包括内能和机械能。

固体质点运动时的机械能有两种形式：位能和动能。而流动流体中除位能、动能外还存在另一种机械能——压强能。

二、流体静力学

静压强在空间的分布

（1）静压强

在静止流体中，作用于某一点不同方向上的压强在数值上是相等的。

（2）流体微元的受力平衡

设从静止流体中取一立方体流体微元，中心点A的坐标为（x，y，z）。立方体各边分别与坐标轴ox、oy、oz平行，边长分别为δx、δy、δz，如图1-1-1所示。

作用于流体微元上的力有表面力与体积力两种。

图1-1-1 流体微元的受力平衡

（3）欧拉平衡方程

等式左方为单位质量流体所受的体积力和压力。

（4）静力学平衡方程

对于静止流体中任意两点1和2，如图1-1-2所示。

上述两式仅适用于在重力场中静止的不可压缩流体，表明静压强仅与垂直位置有关，而与水平位置无关。

图1-1-2 重力场中的静压强分布

2.静力学方程的物理意义

gz项实质上是单位质量流体所具有的位能，p/ρ是单位质量流体所具有的压强能。位能与压强能都是势能。

表明，在同种静止流体中不同位置的微元其位能和压强能各不相同，但其和即总势能保持不变。

3.压强的表示方法

（1）压强的表示方法

可直接以Pa表示，在压强不大时，工程上常间接地以流体柱高度表示，如用米水柱或毫米汞柱等。液柱高度h与压强的关系为

注意：当以液柱高度h表示压强时，必须同时指明为何种流体。

（2）压强的基准

压强的大小常以两种不同的基准来表示：① 绝对真空；② 大气压强。以绝对真空为基准测得的压强称为绝对压强，以大气压强为基准测得的压强称为表压或真空度。

表压＝绝对压－大气压

真空度＝大气压－绝对压

4.压强的静力学测量方法

（1）简单测压管

最简单的测压管如图1-3所示。储液罐的A点为测压口。测压口与一玻璃管连接。玻璃管的另一端与大气相通。由玻璃管中的液面高度获得读数R，用静力学原理得

A点的表压为

图1-1-3 简单测压管

（2）U形测压管

图1-1-4表示用U形测压管测量容器中的A点压强。在U形玻璃管内放有某种液体作为指示液。指示液必须与被测流体不发生化学反应且不互溶，其密度ρi大于被测流体的密度ρ。

图1-1-4 U形测压管

由静力学方程可知，在同一种静止流体内部等高面即是等压面。图1-1-4中1、2两点的压强相等，由此可求得A点的压强为

A点的表压为

若容器内为气体，则由气柱h1造成的静压强可以忽略，得

此时U形测压管的指示液读数R表示A点压强与大气压之差，读数R即为A点的表压。

（3）U形压差计

若U形测压管的两端分别与两个测压口相连，则可以测得两测压点之间的压差，故称为压差计。图1-1-5表示U形压差计测量直管内作定态流动时A、B两点的压差。因U形管内的指示液处于静止状态，故位于同一水平面1、2两点的压强相等，故有

或

上式表明，当压差计两端的流体相同时，U形压差计直接测得的读数R实际上并不是真正的压差，而是A、B两点虚拟压强之差。

当两测压口处于等高面上，z A＝z B（即被测管路水平放置）时

U形压差计才能直接测得两点的压差。

当压差一定时，用U形压差计测量的读数R与密度差（ρi－ρ）有关，有时也可用密度较小的流体（如空气）作指示剂，采用倒U形管测量压差。

图1-1-5 虚拟压强差

三、流体流动中的守恒原理

质量守恒

（1）流量

流量是指单位时间内流过管路某一截面的物质量。流过的量如以体积表示，称为体积流量，以符号q V表示，常用的单位有m3/s或m3/h；如以质量表示，则称为质量流量，以符号q m表示，常用的单位有kg/s或kg/h。

体积流量q V与质量流量q m间存在如下关系

q m＝q Vρ

式中ρ为流体的密度，kg/m3。

注意：流量是一种瞬时的特性，不是某段时间内累计流过的量。当流体作定态流动时，流量不随时间而变。

（2）平均流速

流速是指单位时间内流体质点在流动方向上流经的距离，以符号u表示，单位为m/s。

平均流速与流量的关系为

或

式中，G称为质量流速，亦称为质量通量，其单位为kg/（m2·s）。

（3）质量守恒方程

考察图1-1-6中截面1-1至截面2-2之间的管段控制体，则

式中A1、A2——管段两端的横截面积，m2；

、——管段两端面处的平均流速，m/s；

ρ1、ρ2——管段两端面处的流体密度，kg/m3。

图1-1-6 控制体中的质量守恒

对不可压缩流体，ρ为常数。

上式表明，不可压缩流体的平均流速与管截面成反比，截面增加，流速减小；截面减小，流速增加。流体在均匀直管内作定态流动时，平均流速沿流程保持定值，不因内摩擦而减速。

2．机械能守恒

（1）沿流线的机械能守恒

上式称为伯努利方程，适用于重力场不可压缩的理想流体作定态流动的情况，表示在流动的流体中存在着三种形式的机械能，即位能、压强能、动能。三种机械能可相互转换，但总和保持不变。

（2）理想流体管流的机械能守恒

对于理想流体，伯努利方程可以不加修改地用于管流。

下标1、2分别代表管流中位于均匀流段的截面1-1和2-2。

（3）实际流体管流的机械能守恒

对截面1-1与2-2间作机械能衡算可得

式中——某截面上单位质量流体动能的平均值，J/kg；

h e——截面1-1至截面2-2间外界对单位质量流体加入的机械能，J/kg；

h f——单位质量流体由截面1-1流至截面2-2的机械能损失（即阻力损失，J/kg）。

（4）伯努利方程的几何意义

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?

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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 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。 *

化工原理 陈敏恒 第四版 第10章习题与思考题

第十章习题 板式塔 1．某筛板塔在常压下以苯―甲苯为试验物系，在全回流下操作以测定板效率。今测得由第九、第十两块板（自上向下数）下降的液相组成分别为0.652与0.489（均为苯的摩尔分率）。试求第十块板的默弗里湿板效率。 2．甲醇－水精馏塔在设计时规定原料组成x f=0.40，塔顶产品组成0.90，塔釜残液组成0.05（均为甲醇的摩尔分率），常压操作。试用O’connell关联图估计精馏塔的总塔效率。 3．一板式吸收塔用NaOH水溶液吸收氯气。氯气的浓度为2%(mol)，要求出塔浓度低于0.002%。各块塔板的默弗里板效率均为50%，不计液沫夹带，求此塔应有多少块实际板。 NaOH溶液与氯气发生不可逆化学反应，可设相平衡常数m=0。 4．某厂常压操作下的甲苯－邻二甲苯精馏塔拟采用筛板塔。经工艺计算知某塔板的气相流量为2900m3/h，液相流量为9.2m3/h。有关物性数据如下： 气相密度为3.85kg/m3，液相密度为770kg/m3， 液体的表面张力为17.5mN/m。 根据经验选取板间距为450mm，泛点百分率为80%，单流型塔板，溢流堰长度为75%塔径。 试用弗尔的泛点关联图以估计塔径。 填料塔 5．某填料精馏塔用以分离氯仿-1,1-二氯乙烷，在全回流下测得回流液组成x D = 8.05×10-3，残液组成x W=8.65×10-4（均为1,1-二氯乙烷的摩尔分率）。该塔的填充高度8m，物系的相对挥发度为α=1.10，问该种填料的理论板当量高度（HETP）是多少？ 6．在装填（乱堆）25×25×2mm瓷质拉西环之填料塔内，拟用水吸收空气与丙酮混合气中的丙酮，混合气的体积流量为800m3/h，内含丙酮5%（体积）。如吸收是在101.3kPa、30℃下操作，且知液体质量流量与气体质量流量之比是2.34。试估算填料塔直径为多少米？（每米填料层的压降是多少？） 设计气速可取泛点气速的60%。 思考题 1. 板式塔的设计意图是什么? 对传质过程最有利的理想流动条件是什么? 2. 鼓泡、泡沫、喷射这三种气液接触状态各有什么特点? 3. 何谓转相点? 4. 板式塔内有哪些主要的非理想流动? 5. 夹带液泛与溢流液泛有何区别? 6. 板式塔的不正常操作现象有哪几种? 7. 为什么有时实际塔板的默弗里板效率会大于1? 8. 湿板效率与默弗里板效率的实际意义有何不同? 9. 为什么既使塔内各板效率相等, 全塔效率在数值上也不等于板效率? 10. 筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束? 何谓操作弹性? 11. 评价塔板优劣的标准有哪些? 12. 什么系统喷射状态操作有利? 什么系统泡沫状态操作有利? 13. 填料的主要特性可用哪些特征数字来表示? 有哪些常用填料? 14. 何谓载点、泛点? 15. 何谓等板高度HETP? 16. 填料塔、板式塔各适用于什么场合? 1

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8X 10-3mi，水和容器总重102 （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=p gh=1000X 9.81 x 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R、R a,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R与R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R减小。Ri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厶p=H（p冷-p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&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？ 答9.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

化工原理上册课后习题答案陈敏恒版

化工原理上册课后习题答案 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 10 0133.15 ?=8.53×104 N/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)=8.29×104 N/m2 作用在孔盖上的静压力为 =p Δp × 2 4 d π =8.29× 10 424 1076.376.04 ?=?? π N 每个螺钉能承受的力为 N 321004.6014.04 807.9400?=?? ?π 螺钉的个数=3.76×10 3 4 1004.6?=6.23个 1.4 解：U 管压差计连接管中是气体。若以Hg O H g ρρρ,,2分 别表示气体，水和水银的密度，因为g ρ《Hg ρ，故由气体高度所产生 的压强差可以忽略。由此可认为D B c A p p p p ≈≈及 由静力学基本方程式知 c A p p ≈=222gR gR Hg O H ρρ+ =1000×9.81×0.05+13600×9.81×0.05 =7161N/m2 1 gR p p p Hg A D B ρ+=≈=7161+13600×9.81×0.4=6 .05×104N/m(表压) 1.5 解：1）1，2，3三处压强不相等，因为这三处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。 2）4，5，6三处压强相等，因为这三处是静止的，连通这 的同一种流体内，并在同一水平面上。 3）54p p = 即 112222)(gh h h g p gh p p Hg O H B O H A ρρ+-+=+ 12)(gh p p O H Hg A B ρρ--=∴ =101330―（13600―1000）×9.81×0.1 =88970N/m2 或 B p =12360N/m 2（真空度） 又由于64p p = 即 222gh p gh p Hg C O H A ρρ+=+ 所以 =c p 22)(gh p O H Hg A ρρ-- =101330―（13600―1000）×9.81×0.2 =76610N/m 2 或 =c p 24720N/m 2（真空度） 1.6 解：在串联U 管的界面上选2，3，4为基准面，利用流体静力学基本原理从基准面2开始，写出各基准面压强的计算式，将所得的各式联解，即可求出锅炉上方水蒸气的压强 0p 。 )(2122h h g p p p Hg a -+=' =ρ 或

陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)课后习题(热、质同时传递的过程)【圣才出品】

第13章热、质同时传递的过程 （一）习题 过程的方向和极限 13-1 温度为30℃、水汽分压为2kPa的湿空气吹过如表13-2-1所示三种状态的水的表面时，试用箭头表示传热和传质的方向。 表13-2-1 解：已知：t＝30℃，P＝2kPa，与三种状态水接触。求：传热、传质方向（用箭头表示） 查水的饱和蒸汽压： 以Δt为传热条件，为传质条件，结果如表13-2-2所示。 表13-2-2 13-2 在常压下一无限高的填料塔中，空气与水逆流接触。入塔空气的温度为25℃、

湿球温度为20℃。水的入塔温度为40℃。求气、液相被加工的极限。（1）大量空气，少量水在塔底被加工的极限温度；（2）大量水，少量空气在塔顶被加工的极限温度和湿度。 解：已知： ，逆流接触。 求：（1）大量空气，少量水， ；（2）大量水，少量空气， 。 （1）大量空气处理少量水的极限温度为空气的湿球温度，故 （2）大量水处理少量空气的极限温度为水的温度，故 湿度为H 0，查40℃下，7.38p kPa θ=，则 过程的计算 13-3 总压力为320kPa 的含水湿氢气干球温度t ＝30℃，湿球温度为t W ＝24℃。求湿氢气的湿度H （kg 水/kg 干氢气）。已知氢-水系统的α/k H ≈17.4kJ/（kg·℃）。 解：已知：P ＝320kPa ，t ＝30℃，t W ＝24℃，氢-水系统，α/k H ≈17.4kJ/（kg·℃），求：H （kg 水/kg 干氢气）。 查得24℃下，p w ＝3.0kPa ，r W ＝2436.4kJ/kg ，则

13-4 常压下气温30℃、湿球温度28℃的湿空气在淋水室中与大量冷水充分接触后，被冷却成10℃的饱和空气，试求：（1）每千克干气中的水分减少了多少？（2）若将离开淋水室的气体再加热至30℃，此时空气的湿球温度是多少？ 图13-2-1 解：已知：。 （1）查水的饱和蒸汽压： ，故 （2） 与所设基本相符，所以。