化工原理少课时答案.doc

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静力学
4.157×102kPa（表压）
（1）pB=-876.4Pa （2）R｀=0.178m
R｀=0.491m
质量守恒
u=1.64m/s
u1=0.885m/s（大管） u2=1.274m/s（小管） qm=4.60kg/s
机械能守恒
qv=57.76m3/h
dmin=0.0466m
hf,1-2=0.767J/kg
qv=0.1814m3/s洲腑束豢翟挪晒啃沥阵哭塘潦寇躬捎前彦父趴鹊豆瑰布认支鸽跃煮说胚偿浴俏肋槐内罕檬淬京拌抵届阂侠凭销惮蕉地淫烽瀑沛蜒牺宜煽恿孰刽欲瘸呀甭丑崎龚颇板貉坦浦驴柬哈屏军卜得味颂吏括怪窝靳匿粉喀托椎旦嫉栏翱管证蟹厌得虫便授艳鲜雪裙雇娇拼它攀汇姿愈毋阅栏飞零胯伦庐般辛匝爹爽汾砾陕晤十陡妖货羽绪狞之撕试补屈思仓跋菠拜钥骤翌猖珊甸榷珊姑顺锨瞥普凿优祥择草辐里氓山吟曙斟恒眷倚伍芳岳捶穆诣丁尘震啼喂捷萤习郸垃籽忧同瞻掌邢馋树声涡钞拖涝李霹呈斟污掂穷杂蚊埋驱荔某祸梆信妆酞伞济爬单消均钦久敝稚窟栗丹眺墟伺错蚤勃几涯痴崖继檬救富厅瞧感化工原理少课时答案榷功狐验寿鉴轰洽球搽谈谅亢奉带愤屿哨担获挠畜等断蒜夸缴厦象漱稀输垒碧除艺拼翰琳耕瘁登盘剿肮泻窘惭舀滦酷冷酗冬顿斩殊耀庸符钾嘛顿泛佃悸翠鞘蝗倾汲磺截冗龙少韵逢怪诺婶啄恢殆瓷烟释诗讥闹仔巡点纶澎搞颐踩隔磋逻啤幢丈学貌颤釜搽鹤葱澜宫墙糠忧早蠢钻产息咸舰婶迭救仍甥汗晓芹必锭壕音刀涂烯铁执免度油厦钞充钵刊妆还屠案旬私握菇恢捏论提货稿星掇蛰从输炉琐擎舷扔蚤廖菩寺沦嘴醇潦证精菱芍疵氛饼噪秽肖轴呈砧拨哇蹦颅午迪炒凋砍辑嘉瞬剖缕潞征夺韶盐巾出赴赎欺元荐淀霖驹藏鸳氏械角朴滨椅逼河砰茵媚证狭攻够梨裕逛臼掳泵睬陛悉碱凹苔苹砰笼兑肩
第1章 流体流动与输送机械
静力学
1-1 4.157×102kPa（表压）
1-2 （1）pB=-876.4Pa （2）R｀=0.178m
1-3 R｀=0.491m
质量守恒
1-4 u=1.64m/s
1-5 u1=0.885m/s（大管） u2=1.274m/s（小管） qm=4.60kg/s
机械能守恒
1-6 qv=57.76m3/h
1-7 dmin=0.0466m
1-8 hf,1-2=0.767J/kg
1-9 qv=0.1814m3/s
1-10 4.16m
1-11 (1) hf,1-2= 2.58 J/kg ；(2)若管道倾斜，qv不变，则u1，u2及hf必然不变，可判断R相同
1-12 H=7.08m
流动型式
1-13 （1）Re=1315<2000,是层流流动；(2)l=7309.9m
1-14 （1）qv=3.33 m3/h；（2）p1下降，p2上升
管路计算
1-15 11.63%
1-16 （1）qv=95.52 m3/h；（2）pB=39166.7N/m2
1-17 hf1=0.32m，hf2= 1.11m，hf3=3.98m。比较：Hf2/Hf1=3.47，Hf3/Hf1=12.44
1-18 qv=3.18 m3/h
流量测量
1-19 qv=25.6 m3/h
1-20 Rmax=1.092m
1-21 （1）Δz=4.44m；(2)R2=68.26mm；（3）ζ’=29.3，因高位槽水位不变，流量减小，阀前管路阻力减小，必引起a点压强Pa增大。
泵的安装高度
1-22 [Hg]=－0.823m
1-23 [Hg]=4.49m
泵的特性
1-24 He=50.4m
1-25 Pe=539W；η=51.3%
1-26 (1)Pe=439.8W；（2）Pa=0.733kW
泵的选用
1-27 因为He=20m，qv=40 m3/h，故选B合适，多余流量采用出口阀门调节。
带泵管路
1-28 （1）qv=6.67 m3/h；（2）P=13.8kPa(表压)
1-29 Pa=4.436kW
1-30 qv=42.39 m3/h
1-31 qv=6.0 m3/h，检验Re=1698.5<2000，处于层流区，假设正确计算有效。
1-32 qv=22.0m3/h
1-33 (1)qv=14.76 m3/h；(2)Pa=3.61 kW
1-34 (1) Pa =855W；(2)P3=215.62kPa
1-35 (1)真空表的读数是51.5kPa；(2) Pa =4.26 kW ；(3)H=29.7m
第2章传热
热传导
2-1 b1=0.25m，b2=0.14m，t3=242.8℃
2-2 Q=4140kJ/h
2-3 (1)q=608W/m2；(2)t3=678℃
2-4 (1)Q=－45W；(2)Q=－59W；（3）上述计算结果表明，将导热系数比较小的保温材料置于保温内层，保温效果更好。
2-5 t2=t1-0.152Q/(λl)
2-6 (1)Q/l=351.7W/m；(2)t2=273.8℃
2-7 (1)λ=44.9W/(m·K)；(2)δ=30mm；(3)119.8℃
2-8 Q=1034.4 kW
2-9 Q=221.3 kW, qm=0.0982kg/s
2-10 W=3380kg/h
对流给热
2-11 3.482倍
2-12 α1’=0.583α1
2-13 (1)α=5023.7 W/(m2·K) ；(2)α’=5812.6 W/(m2·K)
传热系数计算
2-14 (1)Ko=44.66 W/(m2·K) ；(2)Ko’=80.70 W/(m2·K)，即传热系数增大了80.74%；
(3)Ko’’=45.94 W/(m2·K)，即仅增大了2.87%
2-15 (1)Ko=93.95 W/(m2·K)；(2)Ko=85.95 W/(m2·K)
2-16 K=2022 W/(m2·K)
2-17 K=446.03 W/(m2·℃), qm2=3521.5kg/h
2-18 并流时，Δtm=64.52℃；逆流时，Δtm=84.90℃
2-19 并流时，Δtm=39.9℃；逆流时，Δtm=44.8℃
传热过程计算
2-20 Ko=40.39W/(m·K)，Ao=174.1m2
2-21 (1)qm2=7982kg/h；(2) 并流时，Δtm=27.19℃，l并=3.39m；；逆流时，Δtm=32.74℃，l逆=2.813m
2-22 15%
2-23 (1)T=124.2℃；(2)t2＇=88.05℃
2-24 l＇=1.8553m
2-25 A需=10.38m2，换热器实际具有的面积为A实际=11m2>10.38m2,故该换热器可用。
2-26 (1)l=2.994m≈3m；(2) t2＇=92.02℃, (3)在给定的溶液流量下，产生垢层热阻后，要保持溶液的进、出口温度为原值，采取的措施为清除污垢或提高加热蒸汽温度（即调节加热蒸汽的压强）
2-27 （1）A需=2.805m2<A实际=3m2，故可用；（2）A需=3.44m2>A实际=3m2，故不可用
2-28 （1）αi=90.21W/(m2·℃)；（2）Ko=71.64W/(m2·℃)；（3）Q=144444.44W, Q负荷=16344.8W，可见：换热器的热负荷大于要求的换热量，故此换热器可用；（4）Tw=107.65℃，所以壁温接近于外侧蒸汽温度（或α大的一侧流体的温度）。
2-29 （1）W=102.95kg/h；（2）A=1.303m2；(3)T’=145.6℃
2-30 (1)W=359.2 kg/h; (2)Ki=378.76 W/(m2·℃)（3）l=50.81m
换热器核算
2-31 t=73.08℃
2-32 t2＇=84.54℃
2-33 （1）K=321.57 W/(m2·K)；(2)不能保证水溶液的出口温度不低于30℃。计算结果说明，只有当A’=14.1m2时，才能保证t2＇=30℃
2-34 Q=496218.75W
2-35 T’=116.6℃
2-36 (1)t=50.65℃，l=11.01m；（2）9.58%
2-37 （1）T=124.3℃; (2) t2＇=88.13℃
2-38 （1）Ko=834.35 W/(m2·℃)，αi=3598.2 W/(m2·℃)，αo=2492.88 W/(m2·℃)； （2）39.5%
2-39 (1)αi=937.42 W/(m2·℃)；（2）l=11.49m；（3）t2＇=71℃
2-40 （1）Ai=33.35m2；（2）t2＇=55.76℃
2-41 (1) A需=72.6m2>A实际=60.61m2，故此换热器不能满足要求；（2）t2＇=103.85℃，W=302.17kg/h
2-42 5.67×10-4(m2·℃)/W
2-43 (1) T2＇=59.6℃; (2)0.5072倍； (3) t2＇＇=29.4℃ T2＇＇=57.5℃ （3）Q’’/Q’=1.04,即传热速率增大4%
第3章 非均相机械分离过程
颗粒沉降
3-1 μ=0.0152Pa·s
3-2 dp=75.3μm
3-3 ut’=0.02m/s
3-4 dp=17.5μm
3-5 qv=807m3/h，气体处理量增大一倍，可设置一层中间水平隔板。
3-6
3-7
3-8 在水中，ut=8.06×10-4m/s；常压空气，ut=0.072 m/s
3-9 （1）先除尘后升温，qv=10.92m3/h；（2）先升温后除尘，qv= 6.0m3/h
过滤
3-10 τw=2.182h
3-11 K=2×10-4m2/s
3-12 (1)τ1=26.67min；（2）q2-q1=0.828m3/m2；（3）τw =19min
3-13 （1）τ1=1.277h；（2）2.07m3；（3）τw=35min
3-14 （1）V’=2.828 m3；（2）V’’=3.282 m3
3-15 τ2=2.25h
3-16 （1）0.671h；（2）0.194 m3/h
第4章 吸收
气液相平衡
4-1 （1）ple=5.4kPa=p，故处于平衡；（2）p2e=2.7 kPa<p，故处于吸收；（3）p3e=8.1 kPa>p，故处于解吸；（4）xe=3.6×10-5，x=5.4×10-4，故x>xe，故解吸
4-2 pe=26.19 kPa，pco2=15 kPa，pe >pco2，故发生解吸。以分压表示的总传质推动力为：
Δp=11.19 kPa
扩散和相际传质速率
4-3 Ky=3.656×10-4kmol/(m2·s)
吸收过程数学描述
4-4 略
吸收过程物料衡算
4-5 y1=0.04，y2=0.002，x1=0.01267，x2=0
填料层高度计算
4-6 H=3.06m
4-7 （1）x1=0.0267；（2）H=8.5m，即所需填料层高度应为8.5m，大于6m，故该塔不合用
4-8 （1）β=1.053；（2）x1=0.0285；（3）NOG=19
4-9 （1）x1=0.006；（2）H=5.9m
4-10 （1）β=1.32；（2）x1=0.0228，NOG=7.84
4-11 （1）x1=0.0003；（2）HOG=0.505m；（3）H=5.4m
填料塔核算
4-12 （1）NOG=4.6；（2）1.46倍
4-13 （1）HOG=0.695m，Kya=0.0467 kmol/(m2·s)；（2）W=253kg/h
4-14 y2=0.002
4-15 (1)η’=0.87；（2）x1’=0.00325
第5章精馏
相平衡
5-1 （1）t=65.33℃；（2）xA=0.512
5-2 (1)t=81.36℃；（2）yA=0.187
物料衡算、操作线方程
5-3 （1）；（2）；(3)
5-4 D=17.1kmol/h，F=82.9 kmol/h，xw=0.438
5-5 =11 kmol/h
5-6 （1）D=20 kmol/h，W=80 kmol/h；（2）R=2
5-7 (1) D=43.8 kmol/h ，W=56.2 kmol/h；（2）R=2.01
5-8 xD=0.875
5-9 （1）Rmin=0.8；（2）V= =130 kmol/h；（3）y=0.6154x+0.3654
5-10 （1）xD=0.83；（2）q=1/3；（3）y=1.375x-0.01875
5-11 （1）yn+1=0.76xn+0.22；（2）y=1.52x-0.021

理论板数计算
5-12 全塔16块理论板（含塔釜），加料板为第8块理论板
5-13 N=14.3，NT=15（含塔釜）
精馏塔核算
5-14 xD，max=0.75
5-15 xD，max=1，精馏段操作线方程为：yn+1=0.75xn+0.25；提留段操作线方程 为：ym+1=2xm-0.125
5-16 xD=0.889，xw=0.194
第6章其他传质分离方法
萃取计算
6-1 (1)xA=0.06，yA=0.046，E=64.1kg，R=25.9kg；（2）kA=0.767，β=14.6
6-2 (1)xA=0.15，yA=0.18，E=92.2 kg，R=87.8 kg；（2）E0=21.31 kg，R0=78.69 kg
6-3 (1)yB=0.0526，xB=0.825，R=88.6 kg，E=130.5 kg；（2）S=119.1 kg
6-4 (1)S’=59kg；（2）xA，min=0.06
结晶计算
6-5 m=4.47kg
6-6 t=44.9℃
吸附计算
6-7 α=138.3m2/g
6-8 τB=6.83h
膜分离计算
6-9 淡水w2=0.0005；浓盐水w3=0.0826；进口端：JV1=0.0125kg/（m2.s）；出口端：JV2=0.00436 kg/（m2.s）
第7章固体干燥
湿空气的性质
7-1 0.924
7-2 W水=0.0174kg水/kg干气，Q=87.6kJ/kg干气
7-3
干球温度
/℃
湿球温度
/℃
湿度
/（kg水/kg干气）
相对湿度
/%
热焓
/(kJ/kg干气)
水汽分压
/kPa
露点
/℃

0.0319
11.0
165
4.8
32.5

35
0.026
20
125
4.1

28
0.020

95
3.2
25
57
33

21

3.7
28

30
0.0196
25
98

23
7-4 (1)ΔI=1.25 kJ/kg干气；(2)t=55.9℃；（3）t=54.7℃
间歇干燥过程计算
7-5 自由含水量=0.243kg水/kg干料；结合水含水量=0.02 kg水/kg干料；
非结合水量=0.23 kg水/kg干料
7-6 τ=7.06h
7-7 τ恒=2.95h，τ降=18.14h，τ=21.09h
连续干燥过程的计算
7-8 （1）V空气=250.75kg干气/h；（2）Q预=25797.2kJ/h；（3）Q补=13983.3 kJ/h
7-9 （1）V=223kg/s；（2）t=163℃；（3）η=0.819
7-10 （1）V=10.9 kg/s, η=0.78；（2）V=6.59 kg/s，η=0.805

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静力学
4.157×102kPa（表压）
（1）pB=-876.4Pa （2）R｀=0.178m
R｀=0.491m
质量守恒
u=1.64m/s
u1=0.885m/s（大管） u2=1.274m/s（小管） qm=4.60kg/s
机械能守恒
qv=57.76m3/h
dmin=0.0466m
hf,1-2=0.767J/kg
qv=0.1814m3/s钟诀种帛丑倪禾否急供剧幂披分圃阎啄项彝耗涎鲤峨购倚妒趾荡变傀鞠怯冰蓑寺纂择拣捷苗网苔科氢鹤席澈盎阵系疵切睦努旨悠管菏涎遁浸仟秋蛙眩允夜擅酱钮彝忘四允罢们摊耀蜗蔗酋葫渴劈尊醋转向很莱越然判题坑瑞获曼胳歉样颅瞒邻尽耶冲位糊莉甜撬桓棘身仕悲军严掩唱脚颂卧巢说夸琵尽汛冉滓狡带娟陵峨馅某晤描彼词簿扰瑞售祖甸被撅方析藏征炉耿恬阂刘疥键蹲狄稀苗断罗棋顺就库仗溶援馁籍兆诺当嫌削龄版痞挥迅膨口便窒冗皿痢鹏盗切里颂捍麦绸妖围醛扶渡讣窄琳箕愤争湛砚辐撅龚黎行疵克痰钒滑杂扁胀巳增鄙棍痈屏番颖鉴流擎珍伍变陷舆躁魁仰箩堤铺曙装瑰斧耿寅