7、传质分离过程
一、填空题
1.依据分离原理的不同,传质分离过程可分为和两大类。
2.分子传质是指,描述分子传质的基本方程为.
3.对流传质是指,描述对流传质的基本方程为.
4.双膜模型的模型参数为和.
5.在板式塔中,气液两相接触,两相组成沿塔高呈变化,在正常操作下, 为连续相, 为分散相.
6.在填料塔中,气液两相接触,两相组成沿塔高呈变化,在正常操作下, 为连续相, 为分散相.
二、选择题
1.气体的吸收属于( );液体的精馏属于( );液体的萃取属于( );固体的干燥属于( ).
A.汽液传质,
B.气液传质,
C.液液传质,
D.气固传质过程.
2.某含乙醇12.5%(质量分数)的乙醇水溶液,其所含乙醇的摩尔比( )
A.0.143;
B.0.0559;
C.0.0502;
D.0.0529.
3.在平衡分离过程中，i 和j 两组分的分离因子αij 越大，则表明该两组分( )分离 .
A.越容易;
B.越不容易;
C.不能够.
4.在分子传质过程中，若漂流因素 p 总/p BM>1，则组分A的传质通量N A 与组分A的扩散通量J A 的关系为（）
-1.0 A. N A =J A ; B. N A
体中的扩散系数 D AB 与温度 T 的关系为( )
A. D AB ∝T 1.0;
B.D AB ∝T 0.5;
C.D AB ∝T 2.0;
D.D AB ∝T 1.75.
6.气体中的扩散系数 D AB 与压力 p 总的关系为( )
A.D AB ∝p 总 1.5;
B.D AB ∝ p 总 1.0;
C. D AB ∝ p 总 0.5;
D.D AB ∝ p 总 .
三、计算题
1、在某一细管底部装有温度为 30?C 的水.总压为 101.3kPa,相同温度 的干空气从细管顶部流过，水向干空气中蒸发. 水蒸气在管内的扩散 距离(由液面至顶部)为 25cm.在 101.3kPa 和 0?C 条件下，水蒸气在空 气中的扩散系数为 0.22?10-4 m 2/s,水在 30?C 时的蒸汽压为 4.24kPa.试 计算定态扩散时水蒸气的传质通量 N A .(参考书中例题 7-3)
解：
2、在直径为 0.015m 长度为 0.52m 的圆管中 CO 2 气体通过 N 2 进行稳 态分子扩散.管内 N 2 的温度为 383K,总压为 158.6kPa,管两端 CO 2 的分 压分别为 95kPa 和 12kPa.试计算 CO 2 的扩散通量.已知 298K 、101.3kPa 下 C O 2 在 N 2 中的扩散系数为 0.167?10-4m 2/s
解：
8、吸收课堂练习
? 一、填空题
1. 若溶质在气相中的组成以分压 p 、液相组成以摩尔分数 x 表示， 则亨利定律的表达式为 ,E 称为 .若 E 值增大,说明
L 该气体为 气体.
2. K Y 和 K G 的关系是
,k x 与 k L 的关系是 . 3. 若 c *-c ≈c i -c, 则该 过程为
控制 , 若 p-p *≈p-p i ,
则该过程为 控制. 4. 气相总阻力方程可表示为
1 = 1 + 1 ,其中 1 表示 ,
K G k G 1 Hk L k G 当H 时 Hk 可忽略，则该吸收过程称为气膜控制
. 5. 增加吸收剂用量，操作线的斜
(增大、减小、不变),吸收 推动力 (增大、减小、不变).
6. 填料塔的流体力学性能常用
曲线表示，该曲线上有两个 折点，他们分别是 和 .
二、选择题 1、对接近常压的低组成溶质的气液平衡系统,当温度升高时,亨利 系数 E 将(
),相平衡常数 m 将( ),溶解度系
数 H 将( )。 A.增大；B.不变;C.减小;D.不确定.
2、氨水的气液平衡关系符合亨利定律,其相平衡常数为 0.75,若氨 水中氨的摩尔分数为 0.025,则与之平衡的气相摩尔比为( )
A.0.0256；
B.0.0188;
C.0.0185;
D.0.0192.
3、在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是( )
A. 水吸收氢 ;
B.水吸收硫化氢 ;
C.水吸收氨 ;
D.水吸收氧.
4、在填 料吸收塔中用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分,已知进 塔混合气中溶质的组成为 6%（体积分数）,吸收尾气中溶质的组成 为 1.2%,则溶质的吸收率为( ).
A. 81.03%；
B.80.0% ;
C.118.97% ;
D.18.97%.
5、填料塔的正常操作区域为( )
A. 载液区；
B.液泛区 ;
C.恒持液量区 ;
D.任何区域.
6、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，其他条件不变，则气相总传质单元高度将( )
A.增大；
B.不变;
C.减小;
D.不确定.
三、计算题
用填料塔在101.3kPa 及20?C 下，以清水吸收混于空气中的甲醇蒸汽.若在操作条件下平衡关系符合亨利定律,甲醇在水中的亨利系数为27.8kPa. 测得塔内某截面处甲醇的气相分压为
6.5kPa,液相组成为 2.615kmol/m3,液膜吸收系数 k L=2.12?10-5m/s,
气相总吸收系数K G=1.125?10-5kmol/(m2?s?kPa).
求该截面处 (1)气膜阻力,液膜阻力和
气相总阻力. (2)分析吸收过程的控制
因素. (3)吸收速率N A.
注: 20?C 水的密度为998.2kg/m3.
解：
9、蒸馏课堂练习
一、填空题
1.蒸馏是依据,通过建立两相体系，组分在两相间分配
关系的而实现混合物分离的操作.
2.一般将易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比称
为.根据α的大小，可用来判断,若α=1，则表示该混合物.
3.某两组分混合物的平均相对挥发度α= 3,在全回流下,从塔顶
往下数对第 n,n+1 层塔板取样测得x n=0.3, 则y n= , y n+1= , x n+1= .
4. 已知精馏段操作线方程为y=0.8x+0.19, 则操作回流比
R= ,馏出液组成x D= .
5.精馏塔进料可能有种不同热状况.对于泡点或露点进
料，其进料热状况参数 q 分别为和.
6.在一定的液相流量下,随着气速由小到大,塔板上气液两相可
能出现四种接触状态.综合考虑,易控制在状态下操作.
?二、选择题
? 1.精馏塔的操作线为直线,是基于（）.
A.理论版假设,
B.恒摩尔流假设
C.泡点回流
D.理想物系. 2.达
到指定分离程度所需理论版层数为 10(包括再沸器)若全塔效率
E T=50%,则塔内实际板层数应为（）.
A.18,
B.16,
C.20,
D.不确定.
3.常压下苯和环己烷的沸点分别是 80.1?C, 80.73?C,欲使该两
组分溶液得到高纯度分离,宜采用的分离法为( ).
A.萃取精馏,
B.普通精馏,
C.水蒸气精馏,
D.恒沸精馏. 4.在精馏
塔中相邻两层塔板(自上往下)上取三个样品 y n, y n+1 和 x n,试判断
如下两种操作方式中哪个分析结果正确: 全回流（），部分回流(A)
A y n>y n+1>x n, B. y n>x n>y n+1, C y n>y n+1=x n, D.y n+1>y n>x n 5.在板
式塔设计中,加大板间距,负荷性能图中有关曲线的变化趋势是:
雾沫夹带线( )液泛线( )漏液线( )
A.上移,
B.下移
C. 不确定.
D.不变
?三、计算题
在精馏塔的精馏段中,操作液气比为q nL/q nV=0.5,进入第 n 层理论板的气相组成为 0.75，离开该板的液相组成为 0.65，物系
的相对挥发度为2.47.试求：
（1）操作回流比R及馏出液组成x D；
（2）离开该板的气相组成y n 及进入该板的液相组成x n-1；
（3）若塔顶第一层塔板为实际板，测得离开该板液相的实际组成
为0.76，再求该板气相和液相默弗里单板效率。
已知q nL/q nV=0.5，y n+1=0.75，x n=0.65， =2.47
解：10、萃
取课堂练习一、填
空题
1.萃取是利用原料液中各组分的差异而实现分离的单元操作.
2.溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为,曲线外
为区，萃取操作只能在进行.
3.物系的温度越高，稀释剂与萃取剂的互溶度, 分层区面积, 越不利于萃取操作
4.当萃取剂的用量为最小时,将会出现,此时所需的.
5.若萃取相与萃余相在脱溶剂后具有相同的组成，并且等于原料液组成，则说明萃取剂的选择性系数.
6.萃取剂与原溶剂的互溶度,分层区面积,可能得到的萃取液溶质组成较高。
二、选择题
1.分配系数与下列哪个因素无关（）.
A.物系种类,
B.温度,
C.组成
D.压力.
2.进行萃取操作时，应使选择性系数（）.
A.>1,
B.=1,
C.<1.
3.用纯溶剂S对A、B混合液进行单级萃取,F,x F 不变,加大萃取剂用量, 通常所得萃取液组成将( ).
A.降低,
B.提高,
C.不变,
D.不确定.
4.对A、B 混合液进行单级萃取，维持原料液组成x F 不变萃取相组成y F 不变，用含有一溶质A的萃取剂代替纯溶剂S，所得萃余相组成将（）
A.降低,
B.提高,
C.不变,
D.不确定. 5.萃取剂的加入量
应使原料与萃取剂的和点M位于( )
A.两相区,
B.溶解度曲线上方区,
C.溶解度曲线上.
D.任何位置均可.
三、计算题
以400kg 纯萃取剂S从4000kg 发酵液B中提取某药物成分A。组分B、S 可视为完全不互溶，操作条件下，以质量比表示相组成的分配系数K=30.试比较如下三种萃取操作的萃取率：
（1）单级平衡萃取；
（2）将400kg 溶剂分作两等分进行两级错流萃取；
（3）两级逆流萃取。
11、固体干燥课堂练习
一、填空题
1.对不饱和空气，干球温度t、绝热饱和湿空气 t as(或湿球温度
t w)及露点t d 三者之间的关系为.
2.在总压 101.33kpa 下，将不饱和湿空气由温度 t1 降至温度 t2，
则该湿空气的湿度H 将,相对湿度 将,露点温度t d 将,湿球温度t w 将.
3.通常恒速干燥阶段除去的水分是.
4.在一定温度、总压 101.33kPa下用空气干燥某湿物料,若所用空
气的相对湿度增大,湿物料的平衡含水量会.
5.在恒定干燥条件下，湿物料的初始含水量为 0.5(干基,下同),
开始以恒定的速度进行干燥,当含水量降至0.2 时干燥速度开始
下降,当含水量达到 0.02 时干燥速率降为零,则物料临界含水量
为,平衡含水量为.
6.在恒速干燥阶段,以相同介质,相同流速吹过不同的物料表面，
两种物料的干燥速率. 7.一定温度下，物料中结合水和
非结合水划分取决于,而平衡水和自由水划分取决于.
二、选择题
1.湿空气在预热器内由温度t1 被加热至温度t2 的过程中,不发生变化的参数是（）.
A.相对湿度φ,
B.露点温度t d,
C.湿球温度t w
D.焓I.
2.在恒定干燥条件下用热空气干燥某物料，当干燥速率降为零时，物料中剩余的水分是（）.
A.自由水分,
B.结合水,
C.非结合水,
D.平衡水分.
3.同一物料,如恒速干燥段的干燥速率提高,则物料临界含水量将（）.
A.不变,
B.增加,
C.减少,
D.不确定. 4.恒定干燥条件下将物料从含水量 0.4kg 水/kg 绝干料干燥至含水量
0.09kg 水/kg 绝干料，已知物料的临界含水量为0.12kg 水/kg 绝干料，则干燥终了时物料表面的温度θ应（）
A.θ=t w,
B. θ>t w,
C. θ=t,
D.θ=t d. 5.在恒定干燥条件下用热空气干燥
某热敏物料,且干燥属于降速阶段, 欲缩短干燥时间,可采取的最有效措施( ) A.提高空气流速,B.提高空气温度,C.降低空气相对湿度 D.增大干燥面积，减薄物料厚度.
三、计算题在恒定干燥条件下干燥某湿物料,已知测定条件下物料临界含水量
X c=0.15,平衡含水量X*=0.01,已测得物料由含水量X1=0.2 干燥至X2=0.05 所需时间2.0h，假设降速段干燥速率与含水量呈线性关系，试求物料含水量由0.3 降至0.03（均为干基含水量）所需时间。
建议：复习阶段除了课堂练习题外，还需复习课后作业题及教材典型例题。看书掌握基本概念，做题掌握重要公式及其应用。
CHAPTER1流体流动 一、概念题 1．某封闭容器内盛有水，水面上方压强为p 0，如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计，其读数分别为R 1、R 2和R 3，试判断： 1）R 1 R 2（＞，＜，＝）； 2）R 3 0（＞，＜，＝）； 3）若水面压强p 0增大，则R 1 R 2 R 3 有何变化（变大、变小，不变） 答：1）小于，根据静力学方程可知。 2）等于 · 3）变大，变大，不变 2．如图所示，水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段，已知122d d =，d 1管段流体流动的速度头为0.8m ，m h 7.01=，忽略流经AB 段的能量损失，则=2h _____m ，=3h m 。 答案：m h 3.12=，m h 5.13= g u h g u h 222 2 2211+ =+
122d d =， 2)2 1 ()( 12122112u u d d u u === 421 22u u =∴，m g u g u 2.024122122== m h 3.12=∴ 、 m g u h h 5.122 2 23=+= 3．如图所示，管中水的流向为A →B ，流经AB 段的能量损失可忽略，则p 1与p 2的关系为 。 21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D < 答：C 据伯努利方程 2 212 2 2 p u gz p u gz B B A A ++ =++ ρρρρ ) (2 )(2221A B A B u u z z g p p -+ -+=ρ ρ , ) (2 5.02 221A B u u g p p -+ -=ρ ρ ,A B u u <,g p p ρ5.021-<∴ 4．圆形直管内，Vs 一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的 倍，高度湍流时，h f 是原值的 倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。
化工原理实验思考题 实验一：柏努利方程实验 1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对 流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化？这一现象说明了什 么？这一高度的物理意义是什么？ 答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。 （2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度？为什么？ 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。这一现象说明各测压管总能量相等。 2． 当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观 察其的液位高度H / 并回答以下问题： （1） 各H / 值的物理意义是什么？ 答：当测压管小孔转到正对流向时H / 值指该测压点的冲压头H / 冲；当测压管小孔转到垂直流向时H / 值指该测压点的静压头H / 静；两者之间的差值为动压头H / 动=H / 冲-H / 静。 （2） 对同一测压点比较H 与H / 各值之差，并分析其原因。
答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H / 值均大于下游相邻测压点H / 值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 （3） 为什么离水槽越远H 与H / 差值越大？ （4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可 以看出2 2 u d l H f ? ?=λ与管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度 H 2222d c u u = 22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和 全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答：注：A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速： 135.00145 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 （m/s ） A 点全开时的流速： 269.00145.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 全 （m/s ） C 点半开时的流速： 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???=ππd Vs u c 半 （m/s ） C 点全开时的流速： 393.0012.036004 16.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 全 （m/s ） 实验二：雷诺实验 1. 根据雷诺实验测定的读数和观察流态现象，列举层流和湍流临界雷诺准数的计算过程，并提供数据完整的原始数据表。 答：根据观察流态，层流临界状态时流量为90（ l/h ）
《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师
目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一．设计题目 (3) 二．操作条件 (3) 三．塔设备型式 (3) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计内容 (3) 设计方案 (4) 一．工艺流程 (4) 二．操作压力 (4) 三．进料热状态 (4) 四．加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一．全塔的物料衡算 (5) 二．理论塔板数的确定 (5) 三．实际塔板数的确定 (7) 四．精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五．塔体工艺尺寸设计 (10) 六．塔板工艺尺寸设计 (12) 七．塔板流体力学检验 (14) 八．塔板负荷性能图 (17) 九．接管尺寸计算 (19) 十．附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)
苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%（以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强自选； 2.进料热状况自选； 3.回流比自选； 4.塔底加热蒸汽压强自选； 5.单板压降不大于0.9kPa； 三．塔板类型 板式塔或填料塔。 四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算； 3.塔板数的确定； 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 5.精馏塔主要工艺尺寸；
下册第一章蒸馏 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。 （2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解： （1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出
t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率？ 解： 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K ＝61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时，算得0 A p ＝68.81mmHg ；0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝0.56， x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无
第一章 1. 密闭容器内盛有密度p为800kg/m3的油与密度p?。为1000kg/m3的水。 已知油层高度h=0.3m,容器下面装有开口水银压差计，用以测量油面上方压强，压差计上的度数R=0.4m，与大气相通的指示剂液面上灌有R' =0.02m 的水层。水银指示剂高侧液面与容器内液面间的垂直距离 H=0.4m。试求容器内油面上压强P A。（4.63 104Pa （表压）） 2. 如图所示，在两个压强不同的密闭容器内，充满了密度为p的液体，两容器的顶部及底部分别与两支规格不同的水银压差计相连，试推导两压差计上的度数R与H的关系。 R B A
A I T H 3. 合成氨工业的碳化工段，在如附图所示的喷射泵中用稀氨水连续吸收氨气 以制备浓氨水。稀氨水进口管直径为 1.5 105Pa 。喷嘴内径为13mm ,每小时处理的稀氨水为10000kg ，其密度 与清水接近，可取为1000kg/m 3。稀氨水进口至喷嘴内侧的流动阻力可以 忽略不计，试求稀氨水在喷嘴内侧的压强 P 2。（6.81 104Pa 真空度） 4. 水在定态条件下以4m/s 的速度进入直径由100mm 逐渐扩大至200mm 的 渐扩管，于管道的1-1'与2-2'截面上各连一段开口玻璃管，水在玻璃 管内分别升高h 1及h 2,若h 1=100mm ，试求h 2为多少，设两测压口间的 流动阻力可以忽略不计。（0.864m ） 5. 用离心泵将密度为1170kg/m 3的水溶液从开口储槽送至密闭高位槽中高位 （|57 3mm ,其上压强表度数为
槽顶部的压强表度数为1.1 105Pa o两槽液面恒定，其间垂直距离为20m 已知流动系统中总摩擦阻力为180J/kg。试求泵应对每kg液体提供的轴功，泵的效率为0.65。（723.4J/kg） 6. 某离心泵安装在高于井内水面5.5m的地面上，吸水量为40 m3/h。吸水管 的尺寸为?114 4mm，包括管路入口阻力的吸水管路上总能量损失为 4.5J/kg。试求泵吸入口处的真空度。当地大气压为 1.0133 105Pa。 (5.92 1 04Pa) 7. 直径D为2.8m的开口储水设备底部与直径d o为栢7 3mm的垂直管相连， 设备内水面高于管子出口10m，若将管路上阀门打开，试求1小时内能放若干m3的水。水在流动过程中不包括管子出口阻力的全部摩擦阻力可用经验公式刀h f = 2 10-5G2计算，G为质量流量，(kg/m2.s)取水的密度为 1000kg/m3。(15.03m3) 8. 每小时有2400m3的空气流入尼73 6.5mm无缝钢管内，气体进入管子的状 态为：温度50 cC、绝对压强1.2 105Pa。空气的平均分子量为29kg/kmol, 试求空气在关内流动时的Re数值及流型。(Re =2.16 105，湍流)
第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力
第八章 化学反应工程基本原理 1、已知某气相反应在450K 温度下进行时，其反应速率方程为： 126A h p ,p 1058.2)p (???×=?d a A d t k P 的单位 为 试求：①反应速率常数132A R A h m kmol ,kc t d n d V 1)r (????=?? =? ②假如反应速率方程可表示，那么k c 为多少？ 解：（1）因（t P d d A ?）的单位为Pa ? h ?1， k p =2.P 58×10?6Pa ?1 ? h ?1 （2）因A 所以：58×10?6 ? Pa ? h ?1/(a)2=2.P =RT c RT n A = V A 所以：（?r A ）=t P d d A ?= ?2A A )(d )(d RT c t RT c p k = 即：?t c RT d d A = k p (RT )2 ? c A 2 故 k c = k = 2.58 8. 4 × 450 2、乙烷脱氢裂解反应方程式为： 4+H 2 物料中A 的浓度为y A =0.0900，求A 的转化率。 pRT ×10?6×31= 9.65 × 10?3m 3 ? mol ?1 ? h ?1 C 2H 6→C 2H A R S 已知反应物A 的初始浓度y A,o =1.0000，出口解：1111=?+=δ 1A )y 1(A A 0,A A 0,A A δy y y x +?==835.0) 0900.01(0000.10900.00000.1=+? = 83.5% 3、氨接触氧化的主、副反应为： （主反应） 入口处（mol%）出口处（mol%） 4NH 3+5O 2 4NO+6H 2O+Q 4NH 3+5O 2 2N 2+6H 2O+Q （副反应） 已知反应器进出口处物料组成为： 组 成 NH 311.52 0.22 O 223.04 8.7 N 2 62.67 H 2O 2.76 NO O 求氨的转化率和一氧化氮的收率和选择性。 表示NO 和N 2的生成量（mol ），根据进料组成和化学计量式，解：以100mol 进料为计算基准，并设x 和y 分别可列下表： 1
第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？ 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得： f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？
目录 目录 (1) 第一章绪论 (3) 1.1 精馏操作 (3) 1.2 精馏塔操作原理 (3) 1.3 精馏设备 (3) 第二章设计方案的确定 (5) 2.1精馏塔塔形介绍 (5) 2.1.1 筛板塔 (5) 2.1.2 浮阀塔 (5) 2.1.3 填料塔 (5) 2.2 精馏塔的选择 (5) 2.3 操作压力的确定 (6) 2.4 进料热状况的确定 (6) 2.5 精馏塔加热和冷却介质的确定 (6) 2.6 自动控制方案的确定 (7) 2.7 工艺流程说明 (8) 2.8 设计任务 (8) 第三章精馏塔工艺设计 (9) 3.1 全塔物料衡算 (9) 3.1.1 料液及塔顶、底产品中环己烷的摩尔分率 (9) 3.1.2 平均摩尔质量 (9) 3.1.2 料液及塔顶底产品的摩尔流率 (9) 3.2 绘制t-x-y图 (9) 3.3 理论塔板数和实际塔板数的确定 (10) 3.3.1理论塔板数的确定 (10) 3.3.2 实际塔板数的确定 (11) 3.4 浮阀塔物性数据计算 (12) 3.4.1 操作压力 (12) 3.4.2 操作温度 (12) 3.4.3 平均摩尔质量 (13)
3.4.4 平均密度 (13) 3.4.5 平均粘度 (14) 3.4.6 平均表面张力 (14) 3.5 浮阀塔的汽液负荷计算 (15) 3.5.1 精馏段的汽液负荷计算 (15) 3.5.2提馏段的汽液负荷计算 (15) 第四章塔的设计计算 (16) 4.1 塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (16) 4.1.1塔径的设计计算 (16) 4.1.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (16)
7、传质分离过程 一、填空题 1.依据分离原理的不同,传质分离过程可分为和两大类。 2.分子传质是指 ,描述分子传质的基本方程为 . 3.对流传质是指 ,描述对流传质的基本方程为 . 4.双膜模型的模型参数为和 . 5.在板式塔中,气液两相接触,两相组成沿塔高呈变化,在正常操作下, 为连续相, 为分散相. 6.在填料塔中,气液两相接触,两相组成沿塔高呈变化,在正常操作下, 为连续相, 为分散相. 二、选择题 1.气体的吸收属于( );液体的精馏属于( );液体的萃取属于( );固体的干燥属于( ). A.汽液传质, B.气液传质, C.液液传质, D.气固传质过程. 2.某含乙醇12.5%(质量分数)的乙醇水溶液,其所含乙醇的摩尔比( ) A.0.143; B.0.0559; C.0.0502; D.0.0529. 3.在平衡分离过程中，i和j两组分的分离因子αij越大，则表明该两组分( )分离. A.越容易; B.越不容易; C.不能够. 4.在分子传质过程中，若漂流因素p总/p BM>1，则组分A的传质通量N A与组分A的扩散通量J A的关系为（）
A. N A=J A; B. N A
化工原理课程设计 ──板式塔的工艺设计 学院 专业班级 姓名 学号 指导老师 成绩 学年第二学期
目录 1.任务书 ····························································· - 3 - 2.任务要求 ····································错误！未定义书签。 3.设计过程 ·························································· - 3 - 3.1塔板工艺尺寸计算········································ - 4 - 3.2塔板流体力学验算········································ - 8 - 3.3塔板负荷性能图··········································- 10 - 3.4数据汇总···················································- 14 - 3.5心得体会与总结··········································- 15 -
1.任务书 拟建一浮阀塔用以分离甲醇——水混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试根据以下条件做出浮阀塔的设计计算。 已知条件： 2.任务要求： 1．进行塔的工艺计算和验算 2．绘制负荷性能图 3．绘制塔板的结构图 4．将结果列成汇总表 5．分析并讨论
3.设计过程 3.1塔板工艺尺寸计算 （1）塔径：欲求塔径，先求出空塔气速u,而 u =安全系数?m ax u ； 最大允许速度m ax u 计算公式为：m ax u =V V L C ρρρ- 式中C 可由史密斯关联图查出，横坐标的数值为： h h V L 5.0??? ? ??V L ρρ=0.09681.018191.8820.00640.5 =???? ??; 取板间距;45.0m H T =取板上液层高度m h L 06.0=； 那么，图中的参数值为：m h H L T 39.006.045.0=-=-； 根据以上的数值，查史密斯关联图可得0.078m/s C 20=; 因为物系的表面张力为m mN /38因此需要按照下式进行校正： 2 .02020??? ??=σC C 所以校正后得到C 为： 0.0887m/s 20380.0780.2 =? ?? ? ???=? ?? ? ??=2 .02020σC C ； 取安全系数为0.6，则空塔气速为： m ax u = 2.524m/s 1.01 1.01 8190.0887=-?=-V V L C ρρρ； 1.51m/s 2.5240.6u 0.6u max =?=?=； 塔径D 为： 1.26m 1.51 3.141.881 4πu 4V D S =??== ； 按照标准塔径圆整为m D 4.1=；则 塔截面积为：
第一章 流体力学基础 课后练习题 一、填空与选择 1）、在流体流动阻力测定实验中用水求得λ～Ｒe 曲线，对其它流体是否适用？ 2）、同样流量，如果把管径放大一倍（物性不变），则雷诺数变为原来的＿＿倍。 3）、用Ｕ型管压力计测反应器内压力。如图，由Ｕ型管液柱高度差直接可测得反应器内压力为＿＿【毫米汞柱】。若当地大气压为1atm ，则反应器内绝对压为＿＿【毫米汞柱】。 4）、设流体在一定水平直管内呈层流状态连续流动。问： Ａ 管径不变，流量增加一倍时，如何变化 Ｂ 流量不变，管径增大一倍时，如何变化 5）、流体流动时，产生阻力的根本原因是＿＿＿＿＿＿＿，而摩擦系数与＿＿＿＿＿＿＿＿＿等因素有关，在层流时则只与＿＿＿＿＿有关。 6)、局部阻力是由于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等原因造成的，计算时应用当量长度法就是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 7)、应用孔板流量计时，对每一个Ａ0／Ａ1 相对应的Re c ，必须使＿＿＿＿＿＿＿＿，因为这时Ｃ0是＿＿＿＿＿＿＿，它只与 ＿＿＿＿＿＿＿有关，而与＿＿＿＿＿＿无关。 二、计算题 1、已知， ，H=15m 的水，判断阀门打开时液体流向。 2、如图，当阀门A 关闭时，水银压力计读数为370mm ，求，当阀A 打开后，压力计读数为多少（忽略管内阻力） 2221/2,/1cm kgf p cm kgf p ==
已知：R=370mm, h=0.5m, d1=50mm, d2=20mm 求：打开A后的R’ 3、黏度为10CP的油，ρ= 800kg /m3，在内径为20mm的管道中以1 m/s 的速度流过，如流量不变，而管径和管长均增大一倍，则阻力损失为原来的多少倍? 4、同一平面两并联管路，l1=l2，d2=2d1两管绝对粗糙度ε相同，且流动均处于阻力平方区，判断两管的流速哪个大？
化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平 衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3
化工原理课后习题答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
第七章 吸收 1,解：（1）008.0=* y 1047.018 100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.010 9.3011074.73 4 ??==P E m (3)0195.010 9.301109.53 3=??=* y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断 3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=，,293k T = 故()( ) s m D G 2 52 17571071.11 .205.2112915.361293102 1212 1 --?=+?+?= HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M 粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积mol cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气 ()24.986.1002.962 1 m kN P BM =+=代入式 x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm. 5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数 下C 80，s cm s cm T T D D 2 5275 .175 .112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=??? ? ??= C 80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P 时间s NA M t 21693 .041025.718224=???==-π 6,解：画图 7,解：塔低：6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-?=y 02=x 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH l g =? 的NaOH 液的比重＝液体的平均分子量： 通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m -=-21 如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过 程。 ∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y 对数平均推动力()()66 105.12231 3151031315--?=?-= -In L y y m 由上式得：()2351093.8m kN s m kmol a K G -?=
化工原理思考题答案集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s，也用cp，1cp=1mPa·s，物理意义为：分子间的引力和分子的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？ 答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型？判断依据是什么？ 答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re ≥4000时，为湍流， 2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流5、雷诺数的物理意义是什么？ 答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么？ 答：层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动，湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域？
答：层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：层流时W f ∝u ，流量增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf ∝u 2 ，流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中，流量一定，设计时若将管径增加一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答： 10、如图所示，水槽液面恒定，管路中ab 及cd 两段的管径、长度及粗糙度均相同，试比较一下各量大小 11、用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将如何变化？若改用转子流量计，转子上下压差值又将如何变化？ 答：孔板前后压力差Δp=p 1-p 2，流量越大，压差越大，转子流量计属于 截面式流量计，恒压差，压差不变。 12、区分留心泵的气缚与气蚀现象、扬程与升扬高度、工作点与设计点等概念 答：气缚：离心泵启动前未充液，泵壳内存有空气，由于空气密度远小于液体的密度，产生离心力很小，因而叶轮叶心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时启动离心泵也不能输送液体。 气蚀：贮槽液面一定，离心泵安装位置离液面越高，贮槽液面与泵入口处的压差越大，当安装高度达到一定值时，泵内最低压力降至输送温度下液体的饱和蒸汽压，液体在该处形成气泡，进入叶轮真空高压区后气
《化工原理课程设计》指导书 一、课程设计的目的与性质 化工原理课程设计是化工原理课程的一个实践性、总结性和综合性的教学环节,是学生进一步学习、掌握化工原理课程的重要组成部分，也是培养学生综和运用课堂所学知识分析、解决实际问题所必不可少的教学过程。 现代工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师,还应当具备按工艺要求进行生产设备和生产线的选型配套及工程设计能力。化工原理课程设计对学生进行初步的工程设计能力的培养和训练,为后续专业课程的学习及进一步培养学生的工程意识、实践意识和创新意识打下基础。 二、课程设计的基本要求 (1)在设计过程中进一步掌握和正确运用所学基本理论和基本知识，了解工程设计的基本内容，掌握设计的程序和方法,培养发现问题、分析问题和解决问题的独立工作能力。 （2）在设计中要体现兼顾技术上的先进性、可行性和经济上的合理性,注意劳动条件和环境保护,树立正确的设计思想，培养严谨、求实和科学的工作作风。 (３）正确查阅文献资料和选用计算公式,准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算。 (4）用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想和计算结果。 三、设计题目 题目Ⅰ：在生产过程中需将3000kg/h的某种油（在90℃时，密度为825kg/m3；定压比容为2.22ｋJ/ｋg·℃；导热系数为0．1４0W/ｍ·℃；粘度为0．０0０７15Pa·ｓ；污垢热阻为0.0００172m2·℃/W)从140℃冷却至40℃,压力为0.３ＭＰa,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.4MPａ，循环水的入口温度为3５℃，出口温度为45℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。 题目Ⅱ：在生产过程中需将500０kg/h的某种油(在９0℃时,密度为825ｋg／m3；定压比容为2.２2ｋJ ／kg·℃；导热系数为０．１4０W／m·℃；粘度为0.0０0715Pa·s;污垢热阻为0．00017２m2·℃/W）从140℃冷却至4０℃,压力为0.３MＰa，冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.４MPａ,循环水的入口温度为３5℃，出口温度为４5℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。 题目Ⅲ：在生产过程中需将７００0kg/h的某种油（在9０℃时，密度为825ｋｇ/ｍ3；定压比容为２．２2kＪ/kg·℃；导热系数为0.１４0W／ｍ·℃;粘度为0．００07１5Pa·s；污垢热阻为0．0001７2m２·℃/W)从140℃冷却至4０℃,压力为0.3MPａ,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为０.4MPa,循环水的入口温度为35℃,出口温度为45℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。
1、 某湿物料原含水量为10%，在干燥器内干燥至含水量为%（以上均为质量%）。试求每吨 湿物料除去的水量。 解： 方法一：设G 1 =1t=1000Kg 。已知w 1=10%、w 2=% 物料衡算：%1.1)1(11?-+=W G W G ω 解：W=90Kg 方法二：)1)(()1(211 1ωω--=-W G G 解：W=90Kg 2、采用两个连续操作的串联蒸发器以浓缩NaOH 水溶液，每小时有10吨12%的NaOH 水溶液送入第一个蒸发器，经浓缩后的NaOH 水溶液再送入第二个蒸发器进一步浓缩至50%的碱液（以上均为质量%）排出。若每个蒸发器蒸发水量相等，试求送入第二个蒸发器的溶液量及其组成（用NaOH 的质量%表示）。 解：不变组份衡算式 h kg W W F F /38005 .0)210(12.010442200=??-=??=ωω h kg W F F /620038001000001=-=-=∴ 以第一蒸发器为衡算范围： % 4.19620012.01011 41100=?=??=ωωωωF F 3、一间壁式换热器用冷却水将间壁另一侧1500kg/h 、800C 的某有机液体冷却到400C ，冷却水的初温为300C ，出口温度为350C ，已知该有机液体的平均定压比热容为（kg ·0C ）。试求冷却水用量。 解：)(86.140 C kg kJ C ?=ρ水 )11()(1500t t C W t t C p o o -'?=-'?ρ水液 h Kg W /3956=? 第一章 1、试求氨在（表压）和160C 下的密度。已知当地大气压强为100kPa 。 解： kPa P 2650100105.523 =+?=绝
第一章：流体流动 二、本章思考题 1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？ 1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？ 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？ 1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？ 1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？ 1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度d/ 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h与流速u的一次方成正比？哪个区域的f h与2 u成正比？光滑管流动时的摩擦损失f h与u的几次方成正比？
1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？ 三、本章例题 例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面 与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出 油品的质量。 解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。 首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。 设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。故当压差计中油面下移h 后，油柱高度没有变化，仍为h1，但因右侧水银面也随之下移h ，而左侧水银面必上升h ，故压差计中指示剂读数变为（R-2h ），槽内液面与左侧水银面间的垂直距离变为（H1-H-h ）。 当压差计中油面下移h 后，选左侧支管油与水银交界面为参考面m ，再在右侧支管上找出等压面n （图中未画出m 及n 面），该两面上的表压强分别为： g h H H p m 01)(ρ--= （ ρ为油品密度） 1-1附图 m