化工基础课后习题答案高教社.doc
【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流化工基础课后习题答案高教社.精品文档.流体流动和输送 1、液体高度：, 器底所受的力：压强： 指示液为CCl4,其读数：2、人孔面积： 压力： 槽壁面积：槽壁所受压力： 3、 4、 6、（1）求空气的体积流量 流通截面： 体积流量： （2）求质量流量 表压：绝压： 空气的平均分子量： 当时温度： 空气密度：质量流量： 7*、对容器A 孔口流速： 体积流量： 流出的总体积： 液体降至0.5m处所需时间： 剩余部分为非稳定流动，所需时间： 对于容B 由于B下端有短管，管内流体在流动中有下拉液体的作用，故需时间短。 8、以水平管中心线为基准面，在11，22，间列柏式， 在操作条件下，甲烷的密度： 水柱压差计读数： 9、 10、对孔板流量计： 流量与流速度关系： ，即， (1)当读数为80mmHg时，即误差1.2% (2)读数为20mmHg时，即误差4.9% (3)指示液为四氯化碳时， 流量的相对误差与以上相同。 11、 体积流量： 质量流量： 导管中苯的流速： 12、忽略阻力， 将数据代入，得 体积流量： 13、，, , ， 空气流量： 质量流量： 解得，体积流量： 14、当量直径： 流速： 湍流 15、 相对粗糙度：，查图得 16、 ，查图得 H1=0，H2=10，v1=0，v2=2.2，P2=0 17、 用试差法求流量，f(Re),Re=f(v),难以直接求解。 由Re图可见，对0.001的无缝钢管而言，Re在2×1041×107之间，值在0.020.028之间， 设0.025，H1=5，H2=0，P1=P2=0（表压），v1=0 ，查图得0.0235， 苯的体积流量：qv=1.47×0.785×0.0282=0.91L/S （若设0.024，qv=0.92L/S） 校核： 基本相符。 18、强烈湍流时，可看作常数。 10=1.2764×10-6/d5 d5=1.2764×10-7，d=42mm 19、（1）、 （2）、 （3）、 20、（1）、，增加3倍 （2）、 （3）、，增加1倍 21、（1）、, , （2）、 ， ， 22、， 查图，0.034, P1=P2=0，H1=0，动压头可忽略 有效功率： 轴功率： 23、 H1=0，v1=0，H2=15，v2=0.74，P1=P2=0（表压） 理论功率： 轴功率： 24、 ， 主管中水的流量： 支管中流量： 25、支路管道 26、40mm水柱0.4kPa(表压)，绝对压：101.3+0.4=101.4kPa 50空气密度： 空气在导管中流速： , , 查图0.026 输送功率： 效率： 27、（1）、更换后，输出量为： 扬程： （2）、两台并联 两台并联后输出水量最多能达到20m3/h，但是在6.3m的扬程下，而不是25m。实际并联两台的输出水量总小于20m3/h。 两台串联的水泵扬程最多为12.5m，但是在流量为10m3/h时，实际串联两台的扬程总小于12.5m。 28、30时水的蒸汽压： 当地大气压： 允许安装高度： 现安装在水源上3m处，不能正常运转。 29、允许安装高度允许吸上高度当地大气压低于标准大气压折算的压头水蒸气压高于20水蒸气压折算的压头阻力动压头 50水蒸气压：12.23kPa，20为2.33kPa 蒸汽压之差12.23-2.33=9.9kPa=1.01mH2O 大气压之差101.3100=1.3kPa=0.13mH2O (1)、当流量为20m3/h时 允许安装高度：Hg=7.2-0.13-1.01-2-0.32=3.74m (2)、流量为30m3/h 允许安装高度：Hg=5.7-0.13-1.01-2-0.73=1.83m 30、流动型态由Re决定，要使流动型态相似，则两种情况下Re应相等。设1为设备条件，2为模型条件 31、（1）、 （2）、， （3）、传 热 1、a、散热速率： 交界面温度： b、 2、根据， 炉气温度： 外界温度： 3、各层砖的热阻： 4、设交界面温度为t 5、求散热速率 求界面温度，设管外壁温度仍30不变。 求散热速率, (只包石棉40mm，管外壁温度仍30不变。) 求散热速率, (只包软木40mm，管外壁温度仍30不变)。 6、设饱和蒸汽的，304kPa饱和蒸汽温度134 ， 不保温时： 保温时：7、(1)、， ， （2）、 8、(1)、设绝热层外表面温度为t ，解得t=110 （2）、 用试探法求得0.02m=20mm 9、（1）、并流 （2）、逆流 10、用狄丢斯公式计算 ，符合应用范围（Re>10000，0.7<Pr<120） 流体被加热 11、 ，为湍流 釜壁温度认为蒸汽温度，主要是因为新器壁的导热系数很大，即钢的导热系数大。 12、定性温度：，定性尺寸0.02m 该温度下的物性参数： ， ，. ，为湍流 13、，属于自然对流中的湍流传热。 ，其中，小管下标为1，大管为2，则 因为温度和物系相同，、d、C、t均不变，因小管传热时，则大管， ， ，对单位面积而言， ，即单位面积的热损失不同，比值为10。 14、 初始时，令分母P1 积垢后，令分母P2 传热量为原来的34.8% 15、， 冷流体的质量流量： 16、 600×2×（121t）=10×5（t-20） 解得t=117 17、并流： 逆流： 18、（1）、稳定传热，冷热流体qm、C相等。 t2=140-T2， 热流体出口温度：T2=64.4 冷流体出口温度：t2=140-T2=140-64.4=75.6 （2）、冷、热流体的流量都增大1倍 ， 由第一问知，解得 19、 将代入，设，整理 方程两边相等，说明假设正确，热流体出口温度49.2。 20、 21、下标1表示热，2表示冷。 增长后： 原来的传热温差： 管长增长后： 下标1为原来，2为增长后 ，故增长65.5% (2)、并流时 增长后：，t2=320K 原来： 增长后： 并流时换热器管长应增加85.5 22、 一侧恒温， 把10吨20的盐水加热到60，需饱和蒸汽44.3kg 23、求换热面积： 热量衡算：油释出热量水吸收热量 （未完） 24、 解得t2=35.1 25、冷凝放热量： 冷却放热量： 冷却水用量： 冷却段传热面积A2：， 15的水吸收q2的热量温度变为t2 t2=t1+2.68=15+2.68=17.68 t1=T2-t2=78.5-17.68=60.82 t2=T3-t1=30-15=15 冷凝段传热面积A1: 17.68的水吸收q1的热量温度变为t3=35 A=A1+A2=4.44m2 吸 收 1、30水的饱和蒸气压4.24kPa, (p268, 表五（一）)求湿空气中水蒸气的体积分数；求水蒸气的质量分数：求湿空气的密度：2、亨利定律为相平衡常数；3、根据，, （mol%）质量分数：4、(mol%) 质量分数：5、进入水的最高含氧量水的最高含氧量是空气中氧（21）相平衡的含氧量。脱氧后的最低含氧量：脱氧后水的最低含氧量是与吹扫地氮气中含氧相平衡的含氧量。6、，被吸收到氨量：1000(1-0.12)(0.136-0.0101)=110.8m3出口气体体积：V=1000-110.8=889.2m37、对于稀溶液，8、，（环氧乙烷分子量44）12、稳态下通过气膜的扩散系数（分子扩散的斯蒂芬定律） p1=20水的蒸汽压2330Pa,因为气膜中水蒸气分压小。 单位面积（1m2）盘中的水量：全部蒸干所需时间：13、p2=2330×60% 单位面积（1m2）盘中的水量：全部蒸干所需时间：14、30时的扩散系数（根据富勒公式）： 30水的蒸汽压4240Pa根据斯蒂芬定律： ，15、将平衡数据换算成比摩尔分率以第一组为例 ，然后作出YX图。16、将溶解度换算成Cp关系：以第三组数据为例，换算成XYd的关系，仍以第三组为例，17、，对于完全吸收，Y2=0，吸收剂中不含溶质，X2=0惰气流量：18、Y2=Y1(1-0.99)=0.00099，由题知，则清水吸收，X2=0 吸收SO2量：，吸收所得溶液浓度：19、 ，20、吸收所得溶液浓度：求平均推动力：，将题给平衡关系数据变成（X，Y）作图。以第二组数据为例：作图近似为直线。，以第三组数据求m21、乙炔：26g/mol，乙炔溶液0.3g/1000g水 气体含乙炔20，平衡分压：p*=0.135×106X=0.135×106×2.077×10-4 =28.0kPa当时气相中乙炔分压：p=Py=101.3×20%=20.3kPa p*>p，乙炔由溶液向气相传递（部分解吸）（2）、气相推动力：22、 由于氨的浓度很稀，23、（1）、求KG （2）、，为气膜控制，属于易溶气体 液相阻力只占总阻力的0.4%24、，X2=0，惰气量：对数平均推动力：气相传质单元数：25、上列平衡关系换算得Y 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 X 0.0085 0.0165 0.0240 0.0314 0.0384 0.0452 Y1=0.05，Y2=Y1(1-0.9)=0.005X2=0，（由平衡线上Y1查得）作图，（1）、根据题给Y、X数据作出平衡线。 （2）、根据（X1、Y1）、(X2、Y2)作出操作线。（3）、从平衡线和操作线间在Y1=0.05，Y2=0.005范围内求得各Y及其对应当垂直距离Y-Y*。（4）、Y对作图，曲线下的面积，气相传质单元数为4.526、用解析法，Y2=0.015(1-0.98)=0.0003，X2=0 L=1.5×0.0103=0.0155kmol/S=0.28kg/S溶液出塔浓度：27、 28、（58为丙酮的mol质量）29、(1)、填料层增高3米后，因整理得，（2）、求 ，X2=0平衡关系：Y=2.0X，用试探法求 出口气体含丙酮0.1（3）、求丙酮回收率与原条件相比： 塔增高后回收率增加330、气相传质单元数为，Y1=0.03/(1-0.03)=0.0309 物料衡算关系得，V(Y1-Y2)=L(X1-X2)=Lm(-X2) Y=mX，X=Y/m=Y/18 ，X2=00.0309/18=1.4X1，用试算法求算，求得出塔气体含SO2为0.71%31、Y1=0.03，Y2=Y1(1-0.98)=0.0006，Y1-Y2=0.03-0.0006=0.029432、（1）、平衡数据换算，以第一组数据为例， 作出YX相图（2）、求操作线 ，V(Y1-Y2)=L(X1-X2)，X2=0 式中：78/22.4是将气体体积换算成质量，与X1单位一致。在YX图上，连接Y1、X1点（0.0309，0.0244）和Y2、X2点（0.0002，0）得操作线。(3)、在Y1Y2间，从平衡线和操作线，读出推动力Y-Y*，列于下表。(4)、以Y对作图，曲线下面积为，曲线下Y从0.00020.0015间，值为5000800，从放大图中求出该面积约1.32化学反应器 0、k的单位： ，浓度0级反应： 1级反应：2级反应： 0级反应： 1级反应： 2级反应：对于气相反应，的单位，pA的单位，kp的单位kp与kc的关系：，p=CRT，或1、化学计量式：t=0时，nA0=0.14，nB0=0.2，nZ0=0.08，t=t时，nA=0.08，nB=nB0nA0×xA=0.20.14×0.430.14nZ=nZ0+nA0×xA=0.08+0.14×0.43=0.14反应进度：反应进行完全时的反应进度：2、（1）、速率常数kp=3.66 其单位为，(2)、对于理想气体， 变为 ， 4、 6、对于二级反应，讨论：对于二级反应，若要求CA很低时，虽然初始浓度相差甚大，但所需要的反应时间却相差甚微。这是因为反应时间主要消耗在反应的后期。当时，计算方法同上，停留时间分布 1、2、同第七章6题 3、（分子量：醋酸60，丁醇74，醋酸丁酯116）4、（1）、（2）、（3）、另解： 与（1）相比，CA0增大1倍，VR减小1倍，VR=1.447/2=0.723M35、PFR的长度：6、7、（1）、VR=qVt，VR2=6VR，6VR=6qVt=qVt2另解：（a） (b)(a)/(b)，（2）、对于PFR由于体积相同，其他条件不变，所以t3=t1，kt3CA0=kt2CA0=2因为流动情况不同，根据PFR的特点，有以下关系式，8、 2A+BR， 可写成，A + 1/2B 1/2RxA=0时 CA0 CB0 CR0=0xA=0.6时 CA=CA0(1xA) CB=CB0-1/2CA0xA9、（1）、（2）、，（3）、（4）、（5）、， 总容积：0.268×20.536m310、（1）、（2）、（3）、（4）、反应器的总容积VR=VR1+VR2=0.38+0.38=0.76m3 计算结果说明，VCSTR>VBTR>Vn-CSTR>VPFR11、（1）、（2）、，为保证最终出口浓度0.205kmol/m3，应需7个反应釜串联。12、，13、，VP与VS的关系：若VP=VS，则， 求反应温度， ，kS=1.64kP，
