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丁玉兴主编《化工原理》习题解答

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丁玉兴编《化工原理》习题解答

第一章 流体流动与输送

1. 40%糖液的比重为1.18,试求其密度。 解:由得水ρρ

=

t

d

3kg/m 118018.1==水ρρ

2、将以下压力单位换算为kPa ,且各用表压和绝对压表示。

(1)0.4kgf/cm 解:∵1kgf=9.81N

∴2/4.0cm kgf =

kPa 24.391010

81.94.03

4

=??--

kPa P 24.39=∴

kPa

P P P kPa

P O m m H kPa P P P kPa P m m Hg kPa P P P kPa P m m Hg kPa P P P kPa

P O

m m H kPa P P P 4.989.23.1019.23.10133

.1010300)

(30053.210.803.1010.803.101760

600

60046.1343.1013.333.333.101760

250

)

(250381.1003.10149.049.033

.103.101105050206.623.10124.393232=-=-==??==-=-=∴=?=

=+=+==?=

-=-=-=∴=??=-=-=-=--真大真真大真大表表大表大表真空度)((真空度)

)(表压)(解:)(

3. 某果汁浓缩锅的加热蒸汽绝对压力为1.4kgf/cm 2,锅内的绝对压力为400mmHg ,设当地大气压为1at ,试分别以SI 制表示蒸汽的表压力和锅内的真空度。

解:大绝表p p p -= 10133kPa

1atm p ==大 Pa p p p 453106.3100133.11033.101033

.14

.1?=?-??=-=大绝蒸汽表蒸汽 Pa 108.41033.101760

400

100133.1p p 435?=??-?=-=绝锅内

大真锅内p

4、当地大气压为750mmHg 时,问位于水面下20m 深处的绝对压是多少Pa 和atm? 解:由题意可得:

Pa mmHg 5100.1750?=

Pa g h P P 53501096.28.9100.120100.1?=???+?=+=ρ atm

P Pa

atm 92.210013.1/1096.210013.115

5

5=??=∴?= 又

5. 用U 形管压差计测定管路两点的压差。管路中气体的密度是2kg/m 3。指示液是水,读数为500mm 。计算压力差,用Pa 表示。

解:()()Pa R p 2.489581.92101.00.5g 3

=?-??=-=?气

水ρρ

6、管子的内经是100mm ,当277K 的流速是2m/s 时,求体积流量V 时和质量流量时G 。

解:由题意可得:

h

Kg V G h

m d u s u V m mm d h m s m u /1065.5100.15.56/5.5601.04

14

.3720041.0100/7200/24332?=??=?==??

=?

=?=∴====时时时ρπ

7. 比重为1.2的糖液,在293K 时以1m/s 的流速和18.5t/h 的质量流量流过一不锈钢管。试确定该钢管的直径。

解:由水

ρρ

=

t

d 得3

3kg/m 102.1?=ρ

s m u /1=,h kg G /105.18h

t

5.183?==时

332105.18102.1360014

d 4

?=????=

=

ρπ

ρut V G 时时

得:m d 074.0=

8、相对密度为0.91的椰子油沿内径是156mm 的钢管输送,如果质量流量是50t/h ,求体积流量和流速。

解:由题意可得:

s

m s V u s m G V m Kg d s

Kg h t T /79.0)156.0(4

/

015.0//015.0910/89.13/)

/(910100.191.0/89.133600/1050/5023333======∴=??=?==?=π

ρρρ水

9. 选择一水管,已知质量流量是320t/h ,要求管内流速小于3m/s 。若仓库中库存有内径为150、175、200、250mm 四种规格的铸铁管,试问选用何种管子较为适宜?又问选定管径后管内流速是多大?如出口改用一节内径为175mm 的水管,此时管内流速是多大?

解:h kg h t G /10320/3203?==时

由3600d 42

?=ρπ

u G 时得:s m d G u /33600

14.3101032043600d 42

332 ????=?=ρπ时

得:m d 194.0

则选用直径为200mm 管子为宜。 则s m G u /83.23600

d 42

=?=

ρπ时

如出口改用一节内径为175mm 的水管,由于连续流动,所以流体质量流量相等,

s m G u /70.33600

d 42

/=?=

ρπ时

10、相对密度为0.9的料液从高位槽自动流入精馏塔中,塔内表压为4×10 Pa,为了保持管内流速为2m/s 。试求高位槽内液面距塔进口的垂直距离。(已知损失能量为24.5J/㎏,当地大气压是10×10Pa )

解:由题意可得:

取高位槽液面为截面1-1,精馏塔液面为截面2-2,取截面2-2为基准面,在两截面之间列出

能量衡算方程

m

z z kg

J h m kg P P P Pa P P u s m u z z h P u gz P u gz 23.75

.24109.0104.122081.9109.0102081.9/5.24/109.0104.110104100.10/20?2213

5

23521335

54251122122

221211=+??++?=?++=?=?=+?=+=?==≈===+++=++解之得:将上述数据代入,得

,,,,,,已知损大表大损

ρρ

ρ

11. 一水平放置的锥形管,水入口处的内径为150mm ,流速为8m/s ,绝对压强为1.47×105Pa 。水出口处的内径为250mm 。试求水出口处的流速和绝对压强。

12、浓度为%60的糖液(黏度cp 60、密度为3/1280m Kg ),从加压容器经内径6mm 的短管出。问当液面高于流出口1.8m 时,糖液流出的体积流量为多少?假定无摩擦损失,液面上的压力为2/715.0cm kgf (表压),出口为atm 1 (一个大气压)。

解:取加压容器口为截面1-1,高位槽液面为截面2-2.取截面1-1为基准面,在两截面之间列出能量衡算方程

h m d u V s m u u z m kg Pa P P P Pa P u u m z z E P u gz P u gz /22.13600)006.0(4

14

.303.124

/03.121280

10713.1208.181.9128010013.1281.9/128010713.110

715

.081.9104.110013.110013.1?08.1022322115

252

11354

55251122122

221211=???

=?

=∴=?+

+?=?++=?=?+

?=?=+=?=====+++=++-πρρ

ρ时大表损

解之得:将上述数据代入,得

,,,,,,已知

13. 用泵从河中抽水作为喷洒冷却器用水。泵的吸入管内径为120mm ,压出管内径为80mm 。水的流量是45m 3/h 。水出口处比河面高6m 。大气压为105Pa 。损失能量为98.1J/kg 。求泵有效功率。

14、已知水的流量是每秒15L ,温度为277K ,在mm mm 2104?Φ钢管内流动,试确定水的流动形态。

解:从本书附录中查得水在277K 时

流。

水在管中的流动态为湍则,4000Re 121858105674.1100.191.11.0Re /91.1)1.0(4

/

1015/1.010022104,5674.1,/100.13

3

2

333>=????===??====?-==?=--μρπμρdu s

m s V u m

mm d cp m kg

15. 牛奶以2.25L/s 的流量流过内径为27mm 的不锈钢管。牛奶的黏度为2.12cP ,相对密度为1.03,试问该流动为层流或是湍流?

16、从水塔引水至车间,采用10.16cm 水管,其管路的计算总长度(包括直管和管件阀门的当量长度)为150m ,设水塔内水面维持恒定,且高于排水管口12m ,水温为12℃,试求此管路中水的流量。

解:设水塔截面H ,排水管口截面2-2,并以截面2-2为基准面,列出两截面间伯努利方程

)(0,0,0)(0)(0,12,022*******

2

222111无泵,表压,表压已知损

=======+++=+++H u u P P m z z h

g u g P z H g u g P z ρρ

查得水在12℃时,3/7.999m kg =ρ

h m u d V s

m u s

m u u du s m u s

m u u u g u

d l h u h s Pa u /3.9636003.3)1016.0(4

14

.336004

/3.3015.010

7.2102363.17.9993.31016.0Re /3.3,16.0015.0015.0202.00158.0Re Re 103.210

2326.17

.9998.21016.0Re Re /8.2/8.216.002.002.0)1(16.012

212)(102363.13225

5

25

3

22231=???=

?=

==?=???==∴====-?=???=

=

==∴===∴===??=---π

λλλλλλμ

ρ

λλλ时损损量为则该系统每小时水的流因此与假设值相等查得算得得)再假设(不符,需重新假设与假设此曲线,得值,查根据此为:时,管内的校核假设是否正确,当得假设)(设管内流速为,代入伯努利方程得

17. 某离心清水泵的性能表上标明允许吸上真空高度为5.5。如泵运转地区的大气压力为80kPa ,输送40℃的水。求该泵的安装高度。

18、某车间排出的冷却水温度为65℃,以h m /403

德流量注入一贮水池中,同时用一有水泵连续地将此冷却水送到一凉水池上方的喷头中。冷却水从喷头喷出,然后落到凉水池中,以达到冷却的目的。已知水在进入喷头前要保持50kPa (表压)的压力,喷头入口比贮水池水面高2m ,吸入管路和压出管路的损失压头分别为0.5m 和1m ,试计算下列各项: (1)选择一台合适的离心泵,并计算泵的轴功率。

(2)确定泵的安装高度(以本地区大气压计,管内动压头可忽略不计)

解:已知m h u u Pa P P m z z 5.15.010

10502123

1212=+==-?=-=-损,,,

65查得℃水的kPa P m kg 01.25/2.9833==,ρ

对该系统列伯努利方程,得

m h g u u g P P z z H 7.85.181

.92.983105022)(3

212

21212=+??+=+-+-+-=损ρ

在泵附录中查得20065100--Is 符合要求,其主要性能如下:

流量………………60h m /3

轴功率………………2.61kW

扬程………………11.8m

转速………………1450min /r 效率…………………74% 汽蚀余量………………2.5m 轴功率:kW N 57.21000

2

.98361.2=?= m h h g P g P z v 9.35.15.281

.92.9831001.2510101333=--??-?=-?--=损允许允许ρρ

第二章 流体与粒子间的相对运动过程

1、 计算直径d 为80m μ,密度3/2800m kg s =ρ的固体颗粒,分别在20℃空气和水中的自

由沉降速度。

解:(1)在20℃水中:3

/1000001.0m kg s Pa =?=水水,ρμ

设沉降在层流区进行,由斯托克斯定律得:

s m g d u s /1028.6001

.01881.9)10002800()1080(18)(32620--?=??-??=-=μρρ

核算:

s

m u du /1028.61

502.0001.01000

1028.61080Re 303600---?=<=????==

所以假设成立,μ

ρ

(2)在20℃空气中的黏度为,,3

5

/293.11073.1m kg s Pa =??-ρ 设沉降在层流区进行,由斯托克斯定律算出:

s m g d u s /564.01073.11881

.9)293.12800()1080(18)(5

2620=???-??=-=--μρρ

核算:

137.310

73.1293.1564.01080Re 5

600>=????==

--μ

ρ

du 所以假设不成立,再假设在过渡区,由斯托克斯定律得:

s

m u du s m u u g d u s /484.01089.2Re 189.210

73.1293

.1484.01080Re /484.0)10

73.1293.11080(293.181.9)293.12800(108027.0Re )(27

.00305

60006

.05

0666

.00

0=∴∴<=<=????==

=??????-?=?-=-----假设成立核算:解之得 μ

ρ

ρ

ρρ

2、 一种测定黏度的仪器由一钢球及玻璃筒组成,测试时筒内充满被测液体,记录钢球下落一

定距离的时间。今测得刚球的直径为6mm ,在糖浆下落距离为200mm 所用时间是6.36s 。

已知钢球密度为78003/m kg ,糖浆密度为14003/m kg ,试计算糖浆的黏度。 解:假设在层流区进行,由斯托克斯定律得:

s

Pa du S

Pa g d u s ?=<=???=

=

?=??-?=-=

--99.31066.099

.3140036.62

.0106Re 99.31881

.9)14007800()106(36.62.018)(3002320μμ

ρ

μμ

μ

ρρ所以假设成立,核算:解之得:

3、 粒径为90m μ,密度为35003/m kg 的球形颗粒在20℃的水中作自由沉降,水在容器中的

深度为0.6m ,试求颗粒沉降至容器底部需要多长时间?

解:假设在层流区进行,由题意查表得:在20℃水中3

/1000m kg =ρ,黏度为s Pa ?001.0

由斯托克斯定律得:

)(35.5410104.16

.01

994.0001

.01000

10104.11090Re /10104.1001.01881.9)10003500()1090(18)(2

0260022620s u s t du s

m g d u s =?==

∴<=????==

?=??-??=-=-----所以假设成立核算:μ

ρ

μρρ

4、 某颗粒直径为3.5mm ,密度为15003/m kg ,试求其在常温水中的沉降速度,如果将该物

粒放在同样的水中,测得其沉降速度为3/2.0m kg ,试求其粒径为多少? 解:①常温水s Pa m kg ?==001.0/10003μρ, 假设在层流区进行,由斯托克斯定律得:

s

m u u u g

d u du s

m g d u s s /279.0)001

.01000105.3(100081.9500105.327.0Re )(27

.01

11690001

.01000

34.3105.3Re /34.3001.01881.9)10001500()105.3(18)(06.00

6.03306

.00

03002320=???????=-=>=???==

=??-??=-=----解之得:仑公式可得:设在过渡区进行,由艾所以假设不成立,再假核算:ρ

ρρμ

ρ

μρρ

s

m u du /279.010Re 15

.976001

.01000

279.0105.3Re 03

0300=∴<<=???==

-所以假设成立由于核算:μ

ρ

②由第一问可知0.2m/s 接近0.279m/s ,由艾仑公式得:

m m

m m m d d d g

d u s 6.26.20026.02.0)001

.01000(100081.9)10001500(27

.02.0Re )(27.06.06

.06

.00

0所以粒子的直径为解之得:==????-=-=ρ

ρρ

5、 密度为18003/m kg 的固体颗粒在323K 和293K 水中按斯托克斯定律沉降时,沉降速度相差多少?如果微粒的直径增加一倍,在323K 和293K 水中沉降时,沉降速度又相差多少? 解:查附录得: 323K 时

s Pa m kg ??==-33109.54,/1.988μρ;293K 时

s Pa m kg ??==-33105.100,/2.998μρ

已知3

s /1800m kg =ρ,由斯托克斯公式可得μ

ρρ18)(2g

d u s -=

(1)则:

()()85.1105.1001881

.92.98818001094.541881

.91.9881800u(293K)u(323K)3

252=???-???-=--d d (2)当微粒直径增加1倍时:()()85.1105.1001881

.92.988180021094.541881.91.98818002u(293K)u(323K)3

2

52=???-???-=--)()

(d d 或:(1)根据μ

ρρ18)(2g d u s -=得:5211094.541881.9)1.9881800(-??-=d u ,5

22105.1001881

.9)2.9981800(-??-=d u s m d /103.6u 2

5

?=? (2)当微粒直径增加1倍

()s m d d u /104.1105.1001881.92.9981800d 21094.541881.9)1.9881800(2265

2

52?=???--

??-=?--)

()(

6、对密度为11203/m kg ,含有20%固相的悬浮液进行过滤,在过滤悬浮液153

m 后,能获得湿滤渣的量是多少?已知滤渣内含水分25% 解:由题意得

kg

kg V m 44804480%75%20151120%)251(%20能获得湿滤渣的量是∴=÷??=-÷??=ρ

7、 在实验室中用板框式压滤机对啤酒与硅藻土的混合液进行过滤。滤框空处长与宽均为

810mm ,厚度为45mm ,共有26个框,过滤面积为332

m ,框内总容量为0.7603

m 。过滤压力为2.52/cm kgf (表压),测得过滤常数为:s m K /1052

5

-?=,23/01.0m m q e =,滤渣体积与滤液体积之比

33/08.0m m c =。试计算:

(1)过滤进行到框内全部充满滤渣所需过滤时间;

(2)过滤后用相当于滤液量1/10的清水进行横穿洗涤,求洗涤时间。

解:(1)已知s K /m 1052

5

-?=,23/01.0m m q e =,由公式e e K q θ=2

得s e 2=θ。

当框内全部充满滤渣时滤液体积为35.908

.0760

.0m V ==

,过滤面积233m A =, 23288.03

.35

.9m m A V q ===

又由于()()e e K q q θθ+=+2

,将以上数据代入上述公式,解得:s 1.1774=θ。

(2)333.03301.0m A q V e e =?=?=

342

52109.6)

33.05.9(833105)(8)(41)(m V V KA d dV d dV e E w --?=+???=+== θθ 395.010

1

5.9101m V V w =?=?

= min 9.228.1376109.695.0)(4

==?==

-s d dV V w w w θ

θ

8、 在Pa 5

10013.1?的恒压下过滤某种悬浮于水中的颗粒。已知悬浮液中固相的质量分率为

0.14,固相的密度为22003

/m kg ,滤饼的空隙率为0.51,过滤常数为

s m K /108.225-?=,过滤面积为452m 过滤阻力忽略不计,欲得滤饼体积为0.53m ,

则所需过滤时间为多少?

.

4.1934.19345108.2311.300311.3311.3100.15393850385014

.0539245.02200245.051.0151.02

52

22223

,3

3

300

s s KA V KA V V m V m

m

m V kg m

m kg V m m V V V

V e e 所需过滤时间为,过滤阻力不计滤液体积为则悬浮液中水的体积为则滤渣质量)(得滤饼孔隙体积解:由水

总水总∴=??=====∴==?-=

-===

=?=?==-?=?==

-θθ

θρρεε 9、 某叶滤机的过滤面积为2

4.0m ,在k Pa 2

102?的恒压差下过滤4h 得到滤液3

4m ,滤饼为

不可压缩,且过滤介质阻力可忽略,试求:

(1) 其他条件不变,将过滤面积增大1倍,过滤4h 可得滤液多少? (2) 其他条件不变,过滤压差加倍,过滤4h 可得滤液多少?

(3) 在原条件下过滤4h ,而后用3

4.0m 清水洗涤滤饼,所需洗涤时间是多少?

解:(1)已知θ22

KA V

=

3

2212

122

22845.02525,4,8.04.0225

4

4.04m KA V K h m A A V K =??=====?==?==∴θθθ代入将

(2)过滤常数502522,

1

2=?==??=K P

P K K 3222266.544.050m A K V =??==

θ

(3)洗涤速率h m V V KA d dV d dV e E

w /5.0)

04(24.025)(2()(3

22=+??=+==)θθ 洗涤时间h d dV V w w w 8.05.04

.0)(===

θ

?

11、用直径为600mm 的标准式旋风分离器来收集药物粉尘,粉尘的密度为22003/m kg ,入口空气的温度为473K ,流量为3800h m /3

,求临界直径。 解:由题意可得:

m D B s Pa 15.04/1060.25==??=-,μ

s m D D V B h V A V u i /46.236.03600/38008)4/)(2/(2

=?==?==

代入上式得:m m u N B d i s e e μρπμ58.61058.646

.232200514.315

.01060.29965=?=??????==

-- 12、密度为3/1050m kg 速溶咖啡粉,其直径为m μ60,用温度为250℃,的热空气代入旋风分离器中,进入时切线速度为s m /18,在分离器中旋转半径为0.5m ,求其径向沉降速度。将

同样大小的咖啡粉粒放在同温度的静止空气中,其沉降速度又为多少? 解

1

250

s

Pa u ??=-51074.2,

m r s m u m kg m m d i 5.0/18/1050100.660325===?==-,,,ρμ s m r u d u i s r /97.45

.01074.218181050)100.6(185

2

2522=??????==--μρ

(2)250℃时3

/674.0m kg =ρ

设粒子在层流区沉降,其最大沉降粒径为εd ,层流区,0Re 的上限值

1Re 0==

μ

ρ

t c u d

则p d u u c t =代入斯托克斯得:μ

ρρ18)(2

g d p d u

s c

c -=

m g u d s c 432

5321025.181

.9)674.01050(674.0)1074.2(18)(18--?=?-???=-=ρρρ

m d μ600=

s m g d u s t /075.010

74.21881

.9)674.01050()100.6(18)(5

252=???-??=-=--μρρ

第三章 传热

1、载热体流量为1500kg/h ,试计算以下各过程中载热体放出或得到的热量。

(1)100℃的饱和水蒸气冷凝成100℃的水;(2)比热容为3.77)/(K kg kJ ?的NaOH 溶液从290K 加热到370K ;

(3)常压下20℃的空气加热到150℃;(4)压力为245kPa 的饱和蒸气冷凝成40℃水。

解:(1)经查表已知水的汽化焓kg kJ h /2258

=?,h kJ h W Q c /10387.3225815006?=?=??=∴

(2)h kJ t t c W Q pc c /10524.48077.31500)(512?=??=-=热热 (3)经查表常压下K kg kJ c p ?=/009.1,

h kJ t c W Q p c /1096755.1130009.115005?=??=?=∴

(4)(2719.7-167.5)×1500=3.828×h kJ /106

2.将50 kg100℃的饱和水蒸汽通入温度为20℃的100kg 水中,求混合后的温度。 解:当100kg 的水由20℃变为100℃时需要的热量是 kJ t 3342480178.4100c m Q p =??=???=水

查表得100℃饱和水蒸气冷凝潜热为2258kJ/kg r =,∴只需kg r Q m 8.142258

33424==的水蒸气就可使100kg 的水由20℃变为100℃,水质量变为114.8kg , ∴混合后的温度为100℃。

3、普通砖平壁厚度为460mm ,一侧壁面温度为200℃,另一侧壁面温度为30℃,已知砖的平均导热系数为?m W /([93.0℃)],试求:

(1)通过平壁的热传导通量,2

/m W ;(2)平壁内距离高温侧300mm 处的温度。

解:(1)由导热热通量公式可得:221/7.343)30200(46

.093

.0)(m W t t b

q m

=-=

-=

λ (2)设以x 表示沿壁方向上的距离,若在x 处等温面上温度为t ,则

时,代入上式,得

当得:由m mm x x qx

t t t t b

q m

m

3.030093.07

.343200)(11==-

=-

=-=

λλ

893.093

.07

.343200=?-

=t ℃ 4.在三层平壁的热传导中,测得各层壁面温度t 1、t 2、t 3和t 4分别为500℃、400℃、200℃和100℃,试求各层热阻之比。假设各层壁面间接触良好。 解:在定态热传导中,通过各层的热传导速率必相等,即 321Q Q Q Q ===, ()

()

()

3

432

321

211Q b t t A b t t A b t t A -=

-=

-=

λλλ

∴1211QR t t t =-=?, 2322QR t t t =-=?, 3323QR t t t =-=?

∴321321::::R R R t t t =???,℃t t t 100211=-=?,℃t t t 200322=-=? ℃t t t 100323=-=? ∴1:2:1::321=R R R 5、某燃烧炉的平壁由下列依次砌成: 耐火砖 导热系数

?=m W /(05.11λ℃m b 23.0)1=,壁厚

绝热转 ?=m W /(095

.02λ℃) 普通砖 ?=m (71.03λ℃m b 24.0)3=,

若已知耐火砖内侧面温度为860℃,耐火砖与绝热转接触面温度为800℃,而绝热转与普通

砖接触面温度为135℃,试求:

(1)通过炉墙损失的热量,2

/m W ;(2)绝热砖层厚度,m ;(3)普通砖外壁面温度,℃。

解:(1)由导热热通量公式,得9.273)800860(23

.005

.1)(21=-=

-=

t t b

q m

λ2/m W (2)0=?∴q 由耐火砖通过绝热转

m t t q

b 23.0)135800(9

.273095

.0)(322

=-=

-=

∴λ (3)由可得)(433

t t b

q -=

λ4271

.024

.09.2731353

34=?-

=-

=λqb

t t ℃

6.规格为φ60×3mm 的钢管用30mm 厚的软木包扎,其外又用100mm 厚的保温灰包扎,以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层外表面温度为10℃。已知软木和保温灰的平均导热系数分别为0.043 W/(m·℃)和0.07W/(m·℃) ,试求每米管长的冷量损失量,w/m 。

解:已知m 03.0r 1=,m 06.003.003.0r 21=+=,m 16.01.006.0r 3=+=

℃t 1101-=,℃t 103=,每米管长的冷量损失量为

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

Q /01.2506.016.0ln 07.0103.006.0ln 043.011011014.32ln 1ln 122

3

1231-=+--?=+-=λλπ

7、用mm mm 5170?Φ钢管输送水蒸气,为减少热损失,钢管外包扎两层绝热材料,第一层

厚度为30mm ,第二层厚度为50mm ,管壁及两层绝热材料导热系数分别为45、0.093、0.175W/(m ·℃),钢管内壁面温度为300℃,第二层保温层外表面温度为50℃,试求单位管长的热损失量和各层间接触界面的温度。

解:管壁

?=m W /451λ℃ mm 80r 1=

第一层材料 093.02=λ W/(m ·℃) mm r 852=

第二层材料 175.03=λ W/(m ·℃) mm r 1153=, mm r 1654=

3001=t ℃, 504=t ℃

)/(41.295115

.0165.0ln 175.01085.0115.0ln 093.0108.0085.0ln 451)

50300(14.32ln

1ln 1r r ln 1)(2/34

323212141m W r r r r t t L Q =++-??=++-=

λλλπ根据

管外壁的温度为2t ,则

()1

221ln t L 2Q r r t -=

λπ得:()℃r r L Q t t 9.299063.03002ln /1

2

1

2=-=-

=πλ

同理:()2

3

32ln t L 2Q r r t -=

λπ得:()℃r r L Q t t 9.1471529.2992ln /2

3

23=-=-

=πλ

∴管外壁与第一层绝热材料接触面温度为299.9℃。 设第一层与第二层绝热材料接触面温度为3t =147.9℃

8.在蒸汽管道外包扎有两层厚度相等而导热系数不同的绝热层,外层的平均直径为内层的2倍,其导热系数也为内层的2倍。若将两层材料互换而其他条件不变,试计算热阻的变化。说明在本题情况下,哪一种材料包扎在内层较为合适。 解:由已知得2r 1d =,23r 2d =,2

5r 2d =,212λλ=,导热系数大的1λ材料在内时

2

32121ln 1

ln 121r r r r L

R

λλπ+=, 导热系数小的2λ材料在内时,

2

31122/

ln 1ln 121r r r r L

R

λλπ+=,

128.13ln 3ln 235ln

213ln 1ln

1ln 1ln 1ln

122

222321212

31122/ =++=++=λλλλλλλλr r r r r r r R

R ,即R R /

∴λ小的材料包扎在内层较为合适。

9.在套管换热器中,用冷水将硝基苯从85℃冷却到35℃,硝基苯流量为2000kg/h ,进出口温度分别为20℃和30℃,试求冷却水用量。假设换热器热损失可忽略。

解:查得平均温度下,℃kJ/kg 63.1c p ?=硝基苯,℃kJ/kg 18.4c p ?=水

由热量衡算式得:()()21p 21p c w t c w T T t -=-?水水硝基苯硝基苯,即

()()203018.4w 358563.12000-??=-??水,得kg/h 5.3899w =水

10、在一列管式换热器中,壳程有绝压为180kPa 水蒸气冷凝,某种液体在管内流过,其流量为2000kg/h ,进口温度为20℃,出口温度为70℃,平均温度下比热容为2.5kJ/k g ·℃,试求蒸汽用量。假设换热器热损失可忽略,壳程蒸汽冷凝后排出的为饱和水。

解:180kPa 水蒸气的冷凝潜热kg kJ r /2214=,热损失可忽略

h

kg r Q W h

kJ t t Wc Q pc /92.1122214

105.2/105.2)2070(5.22000)(5

512=?==∴?=-??=-=蒸汽用量为冷冷

11、在一套管换热器中,热流体由300℃降到200℃,冷流体由30℃升到150℃,试分别计算并流和逆流操作时的对数平均温度差。

解:并流时

热流体温度 热t 300℃→200℃ 冷流体温度 冷t 30℃→150℃ 2t ?=270℃ 1t ?=50℃

5.13050270

ln 50

270ln

1

212=-=???-?=

?t t t t t m ℃ 逆流时

热流体温度 热t 300℃→200℃ 冷流体温度 冷t 150℃←30℃ 1t ?=150℃ 2t ?=170℃

8.159150170

ln 150170ln

1

212=-=???-?=

?t t t t t m ℃ 12.在下列的列管式换热器中,冷流体在管内流过,由20℃加热到50℃,热流体在壳程

流动,由100℃冷却到60℃,试求以下两种清况下的平均温度差。 (1)壳方单程,管方四程。 (2)壳方二程,管方四程。

解:先按逆流计算,即()()℃t t t t 81.445010020

60ln 501002060ln

t 1

212/

m

=-----=???-?=?

而33.120

5060

100t -t t -t R 1221=--==

冷冷热热,375.020*******t -t t -t P 1112=--==

冷热冷冷 (1)对于壳方单程、管方四程查图得9.0t =??,

∴℃t t m t m 3.4081.449.0/

=?=??=???

(2)对于壳方双程、管方四程查图得97.0t =??,

∴℃t t m t m 47.4381.4497.0/=?=??=???

13、在一套管换热器中,内管为mm mm 5170?Φ的钢管,热水在内管内流动,热水流量为

2500kg/h ,进出口温度分别为90℃和50℃,冷水在环隙中流动,进出口温度分别为20℃和30℃.逆流操作,若已知基于管外表面积的总传热系数为1500w/?2

m ℃。试求套管换热器的长度。假设换热器的热损失可忽略。

解:逆流时

热流体温度 热t 90℃→50℃ 冷流体温度 冷t 30℃←20℃ 1t ?=30℃ 2t ?=60℃

∴3.433060

ln 30

60ln

1

212=-=???-?=

?t t t t t m ℃ 又kW h kJ t t c W Q ph h 116/10178.45090178.42500)(521=?=-??=-=)(热热

m

t d K Q L dL

A t KA Q 36.33

.4317.014.31500101163

=????=?==?=ππ可得,由

14、在一套管换热器中,苯在管内流动,流量为3000kg/h ,进出口温度分别为80℃和30℃,在平均温度下苯的比热容为1.9kJ/k g ·℃,水在环隙中流动,进出口温度分别为15℃和30℃,逆流操作,若换热器的传热面积为2.5㎡,试求总传热系数。

解:逆流操作

热流体温度 热t 80℃→30℃ 冷流体温度 冷t 30℃←15℃ 1t ?=50℃ 2t ?=15℃

∴1.2915ln 15

50ln

1

212=-=??-?=

?t t t t m ℃ 又kW t t c W Q ph h 2.7930809.13600/3000)(21=-??=-=)(热热

t KA Q ?= 又

?=??=?=

∴23

/([10891

.295.2102.79m W t A Q K ℃)] 15.用压力p=294kPa 的饱和水蒸汽(只放出潜热)将对二甲苯由80℃加热到100℃,对二甲苯的流量为80h m /3

,密度为860,/3m kg 试求蒸汽用量。又当总传热系数

()

K m W K ./8002=时,求所需的传热面积。

解:查表得绝对压力p=294kPa 的饱和水蒸汽的气化潜热为2170kJ/kg ,温度为133℃,二甲苯的平均比热容℃kJ/kg 88.1c p ?=二甲苯,设蒸汽用量为水蒸气m ,则(1)

()

0.33kg/s kg/h 1.11922170

20

88.186080r 90100c m m p ==???=

-??=

水蒸气

二甲苯二甲苯水蒸气

(2)m t KS Q ?= ℃t t t t 2.423353ln 3353ln t 2

1

21m =-=???-?=

?,2m 2.212

.428001000

217033.0t m K Q S =???=?=

16、在一逆流操作的单程列管式换热器中用冷水将1.25kg/s 的某液体(比热容为1.9kJ/k g ·℃),从80℃冷却到30℃,水在管内流动,进出口温度分别为20℃和50℃,换热器的列管直径为mm mm 5.225?Φ,

若已知管内、管外的对流系数分别为0.85、1.70kW/?2

m ℃,试求换热器的传热面积。假设污垢热阻,管壁热阻及换热器的热损失均可忽略。

材料研究方法作业答案

材料研究方法

第二章思考题与习题 一、判断题 √1.紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。 ×2.紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。 ×3.摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。 ×4.分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。 ×5.人眼能感觉到的光称为可见光,其波长围是200~400nm。 ×6.分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。 √7.引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素,当测量样品的浓度极大时,偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。 √8.分光光度法既可用于单组分,也可用于多组分同时测定。 ×9.符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时,其最大吸收波长的波长位置向长波方向移动。 ×10.有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。 ×11.在分光光度法中,根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论,被测定溶液浓度越大,吸光度也越大,测定的结果也越准确。() √12.有机化合物在紫外—可见区的吸收特性,取决于分子可能发生的电子跃迁类型,以及分子结构对这种跃迁的影响。() ×13.不同波长的电磁波,具有不同的能量,其大小顺序为:微波>红外光>可见光>紫外光>X射线。() ×14.在紫外光谱中,生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。() ×15.区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。() ×16.有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。() ×17.由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。() √18.红外光谱不仅包括振动能级的跃迁,也包括转动能级的跃迁,故又称为振转光谱。() √19.由于振动能级受分子中其他振动的影响,因此红外光谱中出现振动偶合谱带。() ×20.确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。() ×21.对称分子结构,如H2O分子,没有红外活性。() √22.分子中必须具有红外活性振动是分子产生红外吸收的必备条件之一。() √23.红外光谱中,不同化合物中相同基团的特征频率总是在特定波长围出现,故可以根据红外光谱中的特征频率峰来确定化合物中该基团的存在。() ×24.不考虑其他因素的影响,下列羰基化合物的大小顺序为:酰卤>酰胺>酸>醛>酯。() √25.傅里叶变换型红外光谱仪与色散型红外光谱仪的主要差别在于它有干涉仪和计算机部件。()√26.当分子受到红外光激发,其振动能级发生跃迁时,化学键越强吸收的光子数目越多。() ×27.游离有机酸C=O伸缩振动v C=O频率一般出现在1760cm-1,但形成多聚体时,吸收频率会向高波数移动。() 二、选择题 1.在一定波长处,用2.0 cm吸收池测得某试液的百分透光度为71%,若改用3.0 cm吸 收池时,该试液的吸光度A为(B) (A)0.10 (B)0.22 (C)0.45 2.某化合物浓度为c1,在波长λ1处,用厚度为1 cm的吸收池测量,求得摩尔吸收系数为ε1,在浓度为3 c1时,在波长λ1处,用厚度为3 cm的吸收池测量,求得摩尔吸收系数为ε2。则它们的关系是(A)(A)ε1=ε2(B)ε2=3ε1(C)ε2>ε1

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

材料研究方法作业答案

材料研究方法作业答案

材料研究方法

第二章思考题与习题 一、判断题 √1.紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。 ×2.紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。 ×3.摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。×4.分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。 ×5.人眼能感觉到的光称为可见光,其波长范围是200~400nm。 ×6.分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。 √7.引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素,当测量样品的浓度极大时,偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。 √8.分光光度法既可用于单组分,也可用于多组分同时测定。 ×9.符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时,其最大吸

收波长的波长位置向长波方向移动。 ×10.有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。 ×11.在分光光度法中,根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论,被测定溶液浓度越大,吸光度也越大,测定的结果也越准确。() √12.有机化合物在紫外—可见区的吸收特性,取决于分子可能发生的电子跃迁类型,以及分子结构对这种跃迁的影响。() ×13.不同波长的电磁波,具有不同的能量,其大小顺序为:微波>红外光>可见光>紫外光>X射线。()×14.在紫外光谱中,生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。() ×15.区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。() ×16.有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。() ×17.由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。() √18.红外光谱不仅包括振动能级的跃迁,也包括转动能级的跃迁,故又称为振转光谱。() √19.由于振动能级受分子中其他振动的影响,因此红

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

化工原理试题库3

化工原理试题库3 试题1 一:填充题(20分) 1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________,与间接蒸汽相比, 相同要求下,所需理论塔板数将____________。 2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的___________________,操作线表示了_______________________________ 3、溶液中各组分之挥发度可用它在___________________和与之平衡的液相___________之比来表示,若是理想溶液,则__________________。 4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于_______________________________。 5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于_______________________________。 6、在板式塔的设计中,为了减少雾沫夹带,我们可以适当地_________塔径 以_______空塔气速,也可以适当地___________板间距。, 7、实验室用水吸收空气中的20C ,基本属于_________控制,其气膜中的浓度梯度________液膜中的浓度梯度,气膜阻力______液膜阻力。 8、在吸收操作时,若解吸因素L mV 增加,而气、液进料组成不变,则 溶质 的回收率将_________。 9、组分A 、B 的分配糸数之比值1 β,能否________萃取分离。 10、理论干燥过程是指 ____________________________________________. 11、 总压为0.1Mpa 的空气温度小于C 0100时,空气中水蒸汽分压的最大值应为_________________________________________. 12、 单级萃取操作中,料液为F ,若溶剂用量愈大,则混合物的点愈_______ S 点,当达到__________,溶液变为均一相。 二:问答题(30分) 1、何谓理论板?为什么说一个三角形梯级代表一块理论块? 2、何谓塔的漏液现象?如何防止? 3、填料可分为哪几类?对填料有何要求? 4、写出任意一种求温度的方法? 5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的? 三:计算题(50分) 1、用一精馏塔分离二元理想混合物,已知3=α,进料浓度为3.0=F x ,进 料量为h Kmol 2000 ,泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9,塔釜浓度为

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

化工原理试题

流体输送 1.离心泵的能量损失不包括() A. 容积损失 B. 水利损失 C. 压头损失 D.机械损失 2. 用离心泵将水池中的水送至水塔中,维持两液面恒定,离心泵在正常范围操作,开大出口阀门后,则:()。 A. 送水量增加,泵的压头下降 B. 送水量增加,泵的压头增加 C. 送水量增加,泵的轴功率不变 D. 送水量增加,泵的轴功率下降 3. 离心泵铭牌上标明的扬程是指()。 A. 流量最大时的扬程 B. 效率最高时的扬程 C. 平均流量下的扬程 D. 泵的最大扬程 4. 由离心泵和某一管路组成的输送系统,其工作点()。 A. 由泵铭牌上的流量和扬程所决定 B. 即泵的最大效率所对应的点 C. 由泵的特性曲线所决定 D. 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 5. 在一输送系统中,改变离心泵出口阀门开度,不会影响( )。 A. 管路特件曲线 B. 管路所需压头 C. 泵的特性曲线 D. 泵的工作点

6. 某同学进行离心泵特性曲线测定实验,启动泵后,出水管不出水,泵进口处真空表指示真空度很高。他对故障原因做出了正确判断,排除了故障。你认为以下可能的原因中,真正的原因是()。 A. 水温太高 B. 真空表坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞 7. 用一台离心泵从低位液槽向常压吸收塔输送吸收液,设泵在高效区工作。若输送管路较长,且输送管路布置不变的情况下,再并联一台同型号的离心泵,则( )。 A. 两泵均在高效区工作 B. 仅新装泵在高效区工作 C. 仅原泵在高效区工作 D. 两泵均不在高效区工作 8. 当管路特性曲线为L= A+BQ2时()说法正确。 A. A只包括流体需增加的位能 B. A包括流体需增加的位能和静压能之和 C. BQ2代表管路系统的局部阻力损失 D. Q2代表流体增加的动能 9. 离心泵启动时应全关出口阀;往复泵启动时应全开出口阀,则( ) 。 A. 两种说法都不对 B. 第一种说法不对 C. 两种说法都对 D. 第二种说法不对 10. 下列不属于正位移泵的是( )。 A. 往复泵 B. 旋涡泵 C. 螺杆泵 D. 齿轮泵 11. 往复泵适用于(),而离心泵适用于()。

化工原理复习题..干燥计算题

干燥 一、填空 1.在101.33kPa的总压下,在间壁式换热器中将温度为293K,相对湿度为80%的是空气加热,则该空气下列状态参数的变化趋势是:湿度:_____________,相对湿度:__________,露点t d_________。 2.在101.33kPa的总压下,将饱和空气的温度从t1降至t2, 则该空气下列状态参数的变化趋势是:湿度:_____________,相对湿度:__________,露点t d_________。 3.在实际的干燥操作中,常用____________来测量空气的湿度。 4.测定空气中水汽分压的实验方法是测量__________。 5.对流干燥操作的必要条件是___________________;干燥过程是__________相结合的过程。 6.在101.33kPa的总压下,已知空气温为40℃,其相对湿度为60%,且40℃下水的饱和蒸汽压为7.38kPa,则该空气的湿度为_____________kg/kg绝干气,其焓为_______kJ/kg 绝干气。 7.在一定的温度和总压强下,以湿空气做干燥介质,当所用空气的湿度减少时,则湿物料的平衡水分相应__________,其自由水分相应___________。 8.恒定的干燥条件是指空气__________,____________,_____________均不变的过程。9.恒速干燥阶段又称__________控制阶段,影响该阶段干燥速度的主要因素是_________; 降速干燥阶段又称_________控制阶段,影响该阶段干燥速度的主要因素是_________。 10.在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于__________。 11. 在常温和40℃下,测的湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系为:当相对湿度=100%时,结合水含量为0.26kg/kg绝干料;当相对湿度=40%时,平衡含水量X*= 0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.43kg/kg绝干料,现让该物料在40℃下与与相对湿度为40%的空气充分接触,非结合水含量为______kg/kg绝干料,自由含水量为__________kg/kg绝干料。 12. 干燥速度的一般表达式为___________。在表面汽化控制阶段,则可将干燥速度表达式为_______________________。 13. 在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_________kg水(m2.h),临界含水量为____________kg/kg绝干料,平衡含水量为____________kg/kg绝水量。 14. 理想干燥器或等焓干燥过程是指________________,干燥介质进入和离开干燥器的含焓值________________。 15. 写出三种对流干燥器的名称_________,_______________, _____________. 固体颗粒在气流干燥器中经历_______和_________两个运动阶段,其中_____是最有效的干燥区域。 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( ) A. H,p B. H,t d C. H, t D. I,t as

材料研究方法思考题答案重点及真题汇编

第1章 1、材料是如何分类的?材料的结构层次有哪些? 答:材料按化学组成和结构分为:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料; 按性能特征分为:结构材料、功能材料; 按用途分为:建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、生物材料、医用材料。 材料的结构层次有:微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。 2、材料研究的主要任务和对象是什么,有哪些相应的研究方法? 答:任务:材料研究应着重于探索制备过程前后和使用过程中的物质变化规律,也就是在此基础上探明材料的组成(结构)、合成(工艺过程)、性能和效能及其之间的相互关系,或者说找出经一定工艺流程获得的材料的组成(结构)对于材料性能与用途的影响规律,以达到对材料优化设计的目的,从而将经验性工艺逐步纳入材料科学与工程的轨道. 研究对象和相应方法见书第三页表格。 3、材料研究方法是如何分类的?如何理解现代研究方法的重要性? 答:按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图像分析法;按工作原理,前者为显微术,后者为衍射法和成分谱分析。 第2章 1、简述现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中有那些主要应用? 答:现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中主要有以下几种应用: (1)X射线物相定性分析:用于确定物质中的物相组成 (2)X射线物相定量分析:用于测定某物相在物质中的含量 (3)X射线晶体结构分析:用于推断测定晶体的结构 2、试推导Bragg方程, 并对方程中的主要参数的范围确定进行讨论. 答:见书第97页。 3、X射线衍射试验主要有那些方法, 他们各有哪些应用,方法及研究对象. 答: 实验方法所用 辐射 样 品 照相法衍射仪法 粉末法劳厄法转晶法单色辐射 连续辐射 单色辐射 多晶或晶 体粉末 单晶体 单晶体 样品转动或固定 样品固定 样品转动或固定 德拜照相 机 劳厄相机 转晶-回 摆照相机 粉末衍射仪 单晶或粉末衍 射仪 单晶衍射仪 最基本的衍射实验方法有:粉末法,劳厄法和转晶法三种。由于粉末法在晶体学研究中应用最广泛,而且实验方法及样品的制备简单,所以,在科学研究和实际生产中的应用不可缺少;而劳厄法和转晶法主要应用于单晶体的研究,特别是在晶体结构的分析中必不可少,在某种场合下是无法替代的。 第3章 1、如何提高显微镜分辨本领,电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制? 答:分辨本领:指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离;以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。光学透镜:d0 =0.061λ/n·sinα= 0.061λ/N·A,式中:λ是照明束波长;α是透镜孔径半角; n是物方介 质折射率;n·sinα或N·A称为数值孔径。 在物方介质为空气的情况下,N·A值小于1。即使采用油浸透镜(n=1.5;α一般为70°~75°), N·A值也不会超过1.35。所以 d0≈1/2λ。因此,要显著地提高显微镜的分辨本领,必须使用波长比可见光短得多的 照明源。

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_____________________。

化工原理试题及答案

中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分,占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ,当地大气压为101kPa,则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4分) 当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为Pa,真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,若系统温度升高,则其在水中的沉降速度将,在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成,则环隙的流通截面积等于,润湿周边等于,当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中,最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一

7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90o C,出口温度为50o C,冷水进口温度为15o C,出口温度为53o 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( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑,颜色较浅; B?表面粗糙,颜色较深; C?表面粗糙,颜色较浅; D?表面光滑,颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃,其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中,蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大,致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) , A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中,某球形颗粒的旋转半径为0.4 m,切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时,其分离因数K c为?

智慧树知到2019材料研究方法章节测试答案

第一章 由于透镜的中心区域和边缘区域对光的折射能力不符合预定规律而造成的图像模糊现象称为() 答案:球差 光学透镜的像差主要有() 答案:像场弯曲#球差#色差 光学显微镜具有()放大功能。 答案:二级 光学透镜要能区分开两个成像物点,则此两物点形成的埃利斑之间的最小距离应 答案:大于埃利斑半径 光学显微镜的极限分辨能力为() 答案:200nm 光学透镜成像的基础是光可以() 答案:折射 光学透镜的像差主要有() 答案:像场弯曲#球差#色差 由于照明光源波长不统一形成的图像模糊称为() 答案:色差 成像物体上能分辨出来的两物点间的最小距离称为() 答案:分辨率 要提高显微镜的分辨率,关键是要() 答案:减小光源波长

干镜的有效放大倍数一般为()倍 答案:500~1000 为获得大景深,可以考虑() 答案:减小数值孔径#降低放大倍数 金相砂纸后标号越大,说明砂纸上的磨削颗粒越() 答案:小 抛光平面样品时,可以选择() 答案:机械抛光#化学抛光#电解抛光#复合抛光 砂纸背面的防水标志是() 答案:WATERPROOF 透镜的像差是由于本身几何光学条件的限制造成的,和光源波长无关()答案:错 逆光拍照时,明暗对比强烈的地方出现的彩色边缘就是色差() 答案:对 最小散焦斑是点光源成像质量最好的情况() 答案:对 衬度是指图像上相邻部分间的黑白对比度或颜色差() 答案:对 油镜的最大数值孔径小于干镜的最大数值孔径() 答案:错 明场照明时光线损失很少() 答案:错

只要聚焦准确,点光源的像可以是一个清晰的亮点() 答案:错 从衍射效应来看,透镜分辨的最小距离和数值孔径成反比()答案:对 有效放大倍数和人眼的分辨能力无关() 答案:错 只要是导电材料,都可以用电火花线切割切取样品() 答案:错 第二章 发现X射线的是 答案:伦琴 进行第一次晶体衍射实验的是 答案:劳厄 X射线衍射时,首先出现的衍射峰必定是()的晶面。 答案:低指数 对衍射强度影响最大的是 答案:结构因数 能影响短波限位置的因素是 答案:管电压 X射线是物理学家伦琴发现的() 答案:对 X射线管的效率极低,一般仅有百分之几() 答案:对

化工原理试题库(含答案)

化工原理试题库 试题一 一:填空题(18分) 1、 某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ,粘度为1cp ,在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动,其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________,水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时,常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时,常用流速范 围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中,处于____________状态的物质,称为分散物质,处于 __________状态的物质,称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________,其物理意义为____________________________. __________________________,提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式,即_____________和________________ 。其中, 由于_________________________________________,其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水 试题一答案: 一、 填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、 层流、过渡流和湍流。 2、 增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、 启动前应灌满液体,关出口阀门、用调节阀调节流量;往复泵启动前不需灌液,开旁路阀、用旁 路阀来调节流量的。 5、 分散、连续。 6、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、 热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K 时,通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 试题二

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 C.降低干燥介质相对湿度 D.提高空气流速 5、湿空气在预热过程中不变化的参数是(B )。 A .焓 B.湿度 C.湿球温度 D.露点 6、物料的平衡水分一定是(A )。A .结合水分 B.非结合水分 C.临界水分 D.自由水分 7、以下关于对流干燥过程的特点,哪种说法不正确(D ) A 对流干燥过程是气固两相热、质同时传递的过程; B 对流干燥过程中气体传热给固体; C 对流干燥过程湿物料的水被汽化进入气相; D 对流干燥过程中湿物料表面温度始终恒定于空气的湿球温度。 8、在总压不变的条件下,将湿空气与不断降温的冷壁相接触,直至空气在光滑的冷壁面上析出水雾,此时的冷壁温度称为(C )A 湿球温度 B 干球温度 C 露点 D 绝对饱和温度 9、在总压,温度20℃下,某空气的湿度为水/ Kg 干空气,现维持总压不变,将空气温度升高到50℃,则相对湿度:( B)A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断 10、在总压,温度20℃下,某空气的湿度为水/ Kg 干空气,现维持温度不变,将总压升高到125kPa ,则相对湿度:(A)A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断 11、将湿空气通过一个冷却器,使其温度由t 1变为t 2(t 2高于空气的露点),则在此冷却过程中,湿空气的哪个参数未发生变化: (A )A 湿度 B 相对湿度 C 焓 D 比体积 12、绝热增湿过程可近似地认为是(A )A 等焓过程 B 等熵过程 C 等温过程 D 等湿过程 13、设有流量为V 1、V 2(Kg 干空气/秒)的两股湿空气相混,其中第一股的湿空气的湿度为H 1,第二股湿空

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