化工原理第四版思考题答案

化工原理第四版思考题答案
化工原理第四版思考题答案

3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降,经历哪两个阶段?何谓固体颗粒在流体中的沉降速度?沉降速度受那些因素的影响?

答:1、加速阶段和匀速阶段;2、颗粒手里平衡时,匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度t μ3、影响因素由沉降公式确定ξρρ以及、、p p d 。(93页3-11式)

3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用?其沉降速度受哪 些因素影响?

答:重力,浮力,阻力;沉降速度受 颗粒密度、流体密度 、颗粒直径及阻力系数有关 3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒,其分离条件是什么?

答:停留时间>=沉降时间(t

u u H L ≥) 3-8 何谓临界粒径?何谓临界沉降速度?

答:能 100%除去的最小粒径;临界颗粒的沉降速度。

3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒,当临界粒径与临界沉降速度为一定值时,含尘气 体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系?

答:成正比 W L V ·u q t s ≤

3-10 当含尘气体的体积流量一定时,临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积 WL 有什么 关系。 答:成反比

3-12 何谓离心分离因数?提高离心分离因数的途径有哪些?

答:离心分离因数:同一颗粒所受到离心力与重力之比;提高角速度,半径(增大转速) 3-13 离心沉降与重力沉降有何不同?

答:在一定的条件下,重力沉降速度是一定的,而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。

3-15 要提高过滤速率,可以采取哪些措施?

答:过滤速率方程 ()

e d d V V P A V +?=γμυτ 3-16 恒压过滤方程式中,操作方式的影响表现在哪里? 答:

3-17 恒压过滤的过滤常数 K 与哪些因素有关? 答:μγυP K ?=2表明K 与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。

第四章 传热

4-1 根据传热机理的不同,有哪三种基本传热方式?他们的传热机理有何不同?

答:三种基本方式:热传导、对流传热和辐射传热。 ①热传导(简称导热):热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。 在固体、液体和气体中都可以发生。 ②对流传热:由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程,只能发生在有流体流动的场合。③热辐射:因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。

4-2 傅立叶定律中的负号表示什么意思?

答:热量传递的方向沿着温度梯度下降的方向。

4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较,哪个大,哪个小?

答:一般固体>液体>气体

4-4 纯金属与其合计比较,热导率哪个大?

答:纯金属大于合金

4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关?

答:密度小,则所含的空气越多,气体的导热系数低于固体。

4-6 在厚度相同的两层平壁中的热传导,有一层的温度差较大,另一层较小。哪一层热阻大。 答:温差大的热阻大,热导率低。

4-9 对流传热速率方程 中的对流传热系数α 与哪些因素有关

答:流动状态(气、液、蒸汽)、流体的性质(热导率、热容、粘度、密度)、壁面形状 等 [流体有无相变化、流体流动的原因、流动状态、流动物性和壁面情况(换热器结构)等都影 响对流传热系数。]

4-15 同一液体,为什么沸腾时的对流传热系数比无相变化时的对流传热系数大?

答:因为相变热比液体的热容大很多,所以沸腾时的对流传热系数比无相变化时的对流传热 系数大。

4-16 换热器中冷热流体在变温条件下操作时,为什么多采用逆流操作?在什么情况下可以采 用并流操作?

答:逆流时的平均温度差最大,并流时的平均温度差最小,其它流向的平均温度差介于逆流 和并流两者之间,因此就传热推动力而言,逆流优于并流和其它流动型式。当换热器的传热 量 Q 即总传热系数 K 一定时,采用逆流操作,所需的换热器传热面积较小。 在某些生产工艺要求下,若对流体的温度有所限制,如冷流体被加热时不得超过某一温 度,或热流体被冷却时不得低于某一温度,则宜采用并流操作。

4-18 换热器的总传热系数的大小,受哪些因素影响?怎样才能有效地提高总传热系数? 答:取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型等; K 值总是接近于α 小的流体的对流传热系数值,关键在于提高α 小一侧的对流传热系数; 减慢污垢形成速率或及时清除污垢。

4-20 何谓透热体、白体、黑体、灰体?

答:能透过全部辐射能的物体,称为透热体;能全部反射辐射能的物体,称为白体;能全部 吸收辐射能的物体,称为黑体或绝对黑体;能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体, 称为灰体。

4-21 何谓黑度?影响固体表面黑度的主要因素有哪些?

答:在同一温度下,实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比,定义为灰体的黑度。影响固体表面黑度的主要因素有:物体的性质、温度及表面情况(如表面粗糙度及氧化 程度)。 4-26 两物体的温度分别是 200℃及 100℃,若将温度各提高 300℃,维持其温差不变,其辐射传热的热流量是否变化? 答:增大

4-29 换热器的强化传热中,最有效的途径是增大总传热系数 K ,如何增大 K 值?

答:根据公式可以采取如下措施: 提过对流换热系数,尤其是提高较小一层的对流换热系数 降低污垢热阻,及时清洗换热器, 降低热传导热阻,选择导热率大的材料,降低换热壁的厚度。

第五章 吸收

5-2 对于物理吸附,在一定温度下,如何判断气体在水中的溶解的难与易?

答:溶液浓度相同时,难溶气体在溶液上方的平衡分压大。

5-3 亨利定律中的 E 、H 、m 三者与温度、压力有什么关系? 答:由p

m E ;; 可得

5-4 气液相平衡关系中,(1)若温度升高,亨利常数将如何变化?(2)在一定温度下, 气相总压升高,相平衡常数 m 如何变化?若气相组成 y 为一定值,总压升高,液相 x 将如何 变化?

答:(1)温度升高,亨利常数增加 (2)总压增加,m 减小;x 增加

5-5 若溶质分压为 p 的气体混合物与溶质浓度为 c 的溶液接触,如何判断溶质是从气相 向液向传递还是从液向向气相传递?

答:根据公式与的关系来判断,如果*y y >,从气相向液相传递

5-6 气体分子扩散系数与温度、压力有何关系?液体分子扩散系数与温度、粘度有何关 系? 答:气体分子扩散系数与温度的 1.5 次方成正比,总压力成反比;液体的扩散系数与温度成正比,与粘度成反比。

5-8 何谓两相间传质的双膜理论?其基本论点是什么?

答:(1)气液两相存在一个稳定的相界面,界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层 流,

A 以分子扩散方式通过气膜和液膜。(2)相界面处两相达平衡,无扩散阻力。(3)有效 膜以外主体中,充分湍动,溶质主要以涡流扩散的形式传质。

5-10 在气液两相传质过程,什么情况下属于气膜阻力控制,什么情况下属于液膜阻力控 制?

答:传质阻力集中于气模中属于气膜阻力控制;传质阻力集中于液膜中属于液膜阻力控制 5-12 传质单元数与传质推动力有何关系?传质单元高度与传质阻力有何关系?

答:传质推动力越小,则意味着过程的难度越大,此时所需的传质单元数也就越大。传质阻力越大,填料层有效比表面越小,则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。

5-13 气相传质单元高度与气相总压力 p 有何关系?液相传质单元高度与液相总浓度 c 有 何关系? 答:Ω=a K G H G OG p 反比;Ω

=a cK L H L OL 反比 第六章 蒸馏

6-1 何谓拉乌尔定律?

答:溶液中溶剂 A 的蒸汽分压等于纯溶剂的蒸气压与其液相组成的乘积。

6-2 何谓理想溶液?

答:在全部范围内符合拉乌尔定律的溶液

6-6 双组分理想溶液的相对挥发度如何计算?与什么因素有关?相对挥发度的大小对两组分的分离有何影响? 答:。。

B

A p p =α,与组分种类、系统总压有关;数值越大,两组分就越容易分离。 6-7 如何应用平均相对挥发度表示平衡条件下的液相组成 x 与气相组成 y 之间的关系? 答:x 1-1x y )(αα+= ,y

1--y x )(αα= 6-9 相对挥发度=1 时,用普通精馏是否能分离混合物?

答:不能

6-12 精馏塔的塔顶液相回流及塔底的气相回流对溶液的精馏起什么作用?

答:提供系统所需的热量和冷量;改变产品的组分浓度。

6-14 何谓理论板?实际塔板上汽液两相传质情况与理论板有何不同?

答:使气液两相达到平衡状态的塔板称为一块理论板。实际塔板的分离程度要比理论板小。 6-15 精馏塔一般有精馏段与提馏段,他们的作用有什么不同?

答:精馏段得到含轻组分较多的产品,提馏段得到含重组分较多的产品。

6-17 精馏塔中气相组成、液相组成及温度沿塔高是如何变化的?

答:精馏塔中气相组成、液相组成下降;温度升高。

6-21 何谓恒摩尔流量的假设?其成立的条件是什么?在精馏塔计算中有何意义?

答:假设如下:①精馏段 每层塔板上升蒸汽的摩尔流量皆相等以V 表示;每层塔板下降液体的摩尔流量相等,以L 表示。②提馏段 每层塔板上升蒸汽的摩尔流量皆相等,以,

V 表示;每层塔板下降液体的摩尔流量皆相等。条件:溶液中两组分的摩尔汽化热相等;因气液两相温度不同而传递的热量可以忽略;精馏塔保温良好,其热量损失可以忽略。意义:使得操作线成一条直线。

6-22 精馏塔的进料状态有几种?他们对精馏段及提馏段的下降液体流量及上升蒸汽流量有什么影响?

答:有五种:冷液进料;饱和液体(泡点)进料;汽液混合物进料;饱和蒸汽(露点) 进料;过热蒸汽进料。影响书上250页图6-18

6-23 何谓进料状态参数?不同的进料热状态的 q 值有何不同?如何计算?

答:单位进料流量所引起的提馏段与精馏段下降液体流量之差值。

冷液进料 q>1

饱和液体(泡点)进料 q=1

汽液混合物进料 0

饱和蒸汽(露点)进料 q =0

过热蒸汽进料 q <0

6-26 何谓塔顶液相回流比?何谓塔釜气相回流比?他们的大小有什么联系?用什么关 系式相互换算? 答:D L R =,W

V R ,

`= 6-27 精馏段操作线与提馏段操作线的斜率分别是用什么表示的,是大于1 还是小于 1, 为什么?

6-30 何谓q 线方程?5 种进料热状态下,q 线在y-x 图上的方位如何表示?

答:

6-31 如何在y-x 图上绘制精馏段操作线及提馏段操作线?需要已知哪些必要的数据? 答:将精馏段操作线方程与对角线方程 联解,可得出精馏段操作线与对角线的交点 a ( 、 );再根据已知的 和 ,求出精馏段操作线在 轴的截距 ,依此值在 轴上标出点 ,直

线 即为精馏段操作线。

6-32 如何用图解法计算理论板数,如何确定进料板位置?

答:用图解法求理论板层数时,需先在x –y 图上作出精馏段和提馏段的操作线。自对角 线上的点开始,在精馏段操作线与平衡线之间作由水平线和铅垂线构成的阶梯。当阶梯跨过 两操作线的交点 d 时,改在提馏段操作线与平衡线之间绘阶梯,直至阶梯的垂线达到或跨过

点为止。

最优进料位置:塔内汽相或液相组成与进料组成相等或相近的塔板。跨越两操作线交点 的梯级,NT 最少。

6-33 如何用逐板法计算理论板数,如何确定进料板位置?

答:精馏段:y1=xD

6-40 何谓全回流?在什么情况下应用全回流操作?

答:若上升至塔顶的蒸汽经全凝器冷凝后,冷凝液全部回流到塔内,该回流方式称为全 回流;开工、实验研究、设备异常或调试时,便于控制。

6-41 何谓最小理论板数?如何计算?有何应用? 答:回流比愈大,完成一定的分离任务所需的理论板层数愈少。当回流比为无限大,两

操作线与对角线重合,此时,操作线距平衡线最远,汽液两相间的传质推动力最大,因此所 需的理论板层数最少,以N min 表示。

6-42 什么是最小回流比?如何计算?

答:对于某一物系,在一定的分离任务下,所需理论板为无穷多时所对应的回流比。

6-43 适宜回流比的选取,应考虑哪些因素?适宜回流比R 通常为最小回流比Rmin 的多 少倍?

答:对操作费用的影响,对设备费用的影响 1.1-2 倍

7-1 湿物料的对流干燥过程中,热空气与湿物料之间是怎样传热与传质的?传热与传质的推动力是什么?

答:传热推动力是温度差,传质推动力是分压差

7-2 湿空气中湿含量的表示方法有哪几种?他们之间有什么关系? 答:两种;相对湿度,湿度;s

s p -p p 622.0??=H 7-3 表示湿空气性质的特征温度有哪几种?各自含义是什么?对于水-空气系统,他们的大小有何关系?何时相等?

答:四种;干球温度t ,露点d t ,湿球温度w t ,绝热饱和温度as t ;不饱和空气中d as w t t t t >=>;在饱和湿空气中四者相等

7-15 干燥试验曲线实在很定干燥下测定的。何谓恒定干燥条件?

答:空气温度,湿度,流速及其与物料接触状况等保持恒定

7-17 何谓物料的平衡含水量?一定的物料,在一定的空气温度下,物料的平衡含水量与空气的相对湿度有何关系?

答:

7-18 湿物料所含水分是结合水与非结合水之和,二者有什么区别?

答:水分与物料的结合状况不同,结合水结合能力强,其蒸汽低于同温度下纯水的饱和蒸汽压,干燥困难;而非结合水附着于固体表面发的润湿水分和较大孔隙,易干燥

(完整版)化工原理复习题及习题答案

化工原理(上)复习题及答案 一、填空题 1.在阻力平方区内,摩擦系数λ与(相对粗糙度)有关。 2.转子流量计的主要特点是(恒流速、恒压差)。 3.正常情况下,离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而(减少)。 4.气体在等径圆管内作定态流动时,管内各截面上的(质量流速相等)相等。 5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是(在同一种水平面上、同一种连续的流 体) 6.离心泵的效率η和流量Q的关系为(Q增大,η先增大后减小) 7.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差与(指示液密度、液面高 度)有关。 8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生(气缚)现象。 9.离心泵在一定的管路系统工作,如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变),则 扬程(不变)。 10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数, 关键是(增大αo)。 11.现场真空表的读数为8×104 Pa,该处绝对压力为(2×104 Pa )(当时当地大气压为 1×105 Pa)。 12.为防止泵发生汽蚀,则要求装置的汽蚀余量(大于)泵的必需汽蚀余量。(大于、 小于、等于) 13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。其管中心处流速为3m/s,则 该流体的流量为(10.60 )m3/h,管壁处的流速为(0 )m/s。 14.在稳态流动系统中,水连续地从粗管流入细管。粗管内径为细管的两倍,则细管内水的 流速是粗管内的(4 )倍。 15.离心泵的工作点是指(泵)特性曲线和(管路)特性曲线的交点。 16.离心泵的泵壳做成蜗壳状,其作用是(汇集液体)和(转换能量)。 17.除阻力平方区外,摩擦系数随流体流速的增加而(减小);阻力损失随流体流速的 增加而(增大)。 18.两流体通过间壁换热,冷流体从20℃被加热到50℃,热流体从100℃被冷却到70℃, 则并流时的Δt m= (43.5 )℃。 19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热,A为腐蚀性介质,而B无腐蚀性。(A腐 蚀性介质)流体应走管内。

化工原理实验思考题答案

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》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

化工原理思考题汇总

实验五,填料塔 1.风机为什么要用旁通阀调节流量? 答:因为如果不用旁通阀,在启动风机后,风机一开动将使系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计。所以要在风机启动后再通过关小旁通阀的方法调节空气流量。 2. 根据实验数据分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制? 答:实验数据表明,相平衡常数m很小,液相阻力m/kx也很小,导致总阻力1/k y 基本上为气相阻力1/k y 所决定,或说为1/k y 所控制,称为气膜控制。 3. 在填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置?液封装置是如何设计的? 答:塔底的液封主要为了避免塔内气体介质的逸出,稳定塔内操作压力,保持液面高度。 填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封装置。 液封装置是采用液封罐液面高度通过插入管维持设备系统内一定压力,从而防止空气进入系统内或介质外泄。 U形管型液封装置是利用U形管内充满液体,依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体,并维持系统内一定压力。 4. 要提高氨水浓度(不改变进气浓度)有什么方法?又会带来什么问题? 答:要提高氨水浓度,可以提高流量L,降低温度T a 吸收液浓度提高,气-液平衡关系不服从亨利定律,只能用公式 进行计算。 5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响?Y2如何变化(从推动力和阻力两方面分析其原因)? 答:气体量增大,操作线AB的斜率LS/GB随之减小,传质推动力亦随之减小,出口气体组成上升,吸收率减小。

实验六精馏塔 (a)在精馏操作过程中,回流温度发生波动,对操作会产生什么影响? 答:馏出物的纯度可能不高,降低塔的分离效率。 (b)在板式塔中,气体、液体在塔内流动中,可能会出现几种操作现象? 答:4种:液泛,液沫夹带,漏液 网上答案:5种 a、沸点气相Δ=0 b、沸点液相Δ=1 c、气-液相 0<Δ<1 d、冷液Δ>1 e、过热蒸汽Δ<0 (c)如何判断精馏塔内的操作是否正常合理?如何判断塔内的操作是否处于稳定状态?答:1)看显示的温度是否正常 2)塔顶温度上升至设定的80摄氏度后,在一个较小的范围内波动,即处于稳定状态(d) 是否精馏塔越高,产量越大? 答:否 (e)精馏塔加高能否得到无水酒精? 答:`不能, (f)结合本实验说明影响精馏操作稳定的因素有哪些? 答:主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能,设备散热情况等 第二种答案:1.进料组份是否稳定2、塔釜加热器热源是否稳定键; 3、塔压控制是否稳定 (g)操作中加大回流比应如何进行?有何利弊? 答:加大回流比的措施,一是减少馏出液量,二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率. 加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD,但能耗也随之增加。 (h)精馏塔在操作过程中,由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时,要恢复正常的最快最有效的方法是什么?降低采出率,即减小采出量 答:降低采出率,即减少采出率. 降低回流比 (1)什么是全回流?特点? 在精馏操作中,若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内,则这种操作方法称为全回流。全回流时的回流比R等于无穷大。此时塔顶产品为零,通常进料和塔底产品也为零,即既不进料也不从塔内取出产品。显然全回流操作对实际生产是无意义的。但是全回流便于控制,因此在精馏塔的开工调试阶段及实验精馏塔中,常采用全回流操作。 (3)在精馏实验中如何判断塔的操作已达到稳定? 当出现回流现象的时候,就表示塔的操作已稳定。就可以测样液的折射率了。 (4)什么叫灵敏板?受哪些因素影响? 一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰(如回流比、进料组成发生波动等),全塔各板的组成发生变动,全塔的温度分布也将发生相应的变化。因此,有可能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液的变化。 在一定总压下,塔顶温度是馏出液组成的直接反映。但在高纯度分离时,在塔顶(或塔底)相当高的一个塔段中温度变化极小,典型的温度分布曲线如图所示。这样,当塔顶温度有了可觉察的变化,馏出液组成的波动早已超出允许的范围。以乙苯-苯乙烯在8KPa下减压

化工原理课后答案

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

化工原理第四版思考题标准答案

化工原理第四版思考题答案

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3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降,经历哪两个阶段?何谓固体颗粒在流体中的沉降速度?沉降速度受那些因素的影响? 答:1、加速阶段和匀速阶段;2、颗粒手里平衡时,匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度t μ3、影响因素由沉降公式确定ξρρ以及、、p p d 。(93页3-11式) 3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用?其沉降速度受哪 些因素影响? 答:重力,浮力,阻力;沉降速度受 颗粒密度、流体密度 、颗粒直径及阻力系数有关 3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒,其分离条件是什么? 答:停留时间>=沉降时间(t u u H L ≥) 3-8 何谓临界粒径?何谓临界沉降速度? 答:能 100%除去的最小粒径;临界颗粒的沉降速度。 3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒,当临界粒径与临界沉降速度为一定值时,含尘气 体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系? 答:成正比 WL V · u q t s ≤ 3-10 当含尘气体的体积流量一定时,临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积 WL 有什么 关系。 答:成反比 3-12 何谓离心分离因数?提高离心分离因数的途径有哪些? 答:离心分离因数:同一颗粒所受到离心力与重力之比;提高角速度,半径(增大转速) 3-13 离心沉降与重力沉降有何不同? 答:在一定的条件下,重力沉降速度是一定的,而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。 3-15 要提高过滤速率,可以采取哪些措施? 答:过滤速率方程 () e d d V V P A V +?=γμυτ 3-16 恒压过滤方程式中,操作方式的影响表现在哪里? 答: 3-17 恒压过滤的过滤常数 K 与哪些因素有关? 答:μγυP K ?=2表明K 与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。 第四章 传热 4-1 根据传热机理的不同,有哪三种基本传热方式?他们的传热机理有何不同? 答:三种基本方式:热传导、对流传热和辐射传热。 ①热传导(简称导热):热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。 在固体、液体和气体中都可以发生。 ②对流传热:由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程,只能发生在有流体流动的场合。③热辐射:因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。 4-2 傅立叶定律中的负号表示什么意思? 答:热量传递的方向沿着温度梯度下降的方向。 4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较,哪个大,哪个小? 答:一般固体>液体>气体

化工原理思考题答案

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∝u2 ,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:

化工原理复习题及答案

1.某精馏塔的设计任务为:原料为F, X f ,要求塔顶为X D,塔底为X w 。 设计时若选定的回流比R不变,加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料,则所需理论板数N T减小,提馏段上升蒸汽量V 增加,提馏段下降液体量L' 增加,精馏段上升蒸汽量V 不变,精馏段下降 液体量L不变。(增加,不变,减少) 2.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为X A=0.96(摩尔分率).精馏段操 作线方程为y=0.75x+0.24?该物系平均相对挥发度a =2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y 2= ______________ . 3.某精馏塔操作时,F,X f ,q,V保持不变,增加回流比R,贝吐匕时X D增 加_,X w减小,D减小,L/V 增加。(增加,不变,减少) 6.静止、连续、—同种_的流体中,处在—同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为? 105m M 2.5mm的直管内流动,已知水的黏度为1.005mPa?s, 密度为1000kg ? m流速为1m/s,贝U忌= _________________ ,流动类型为_______ 湍流________ 。 8.流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来 的_4_倍;如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的 __1/4_倍。 9.两个系统的流体力学相似时,雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10.求取对流传热系数常常用_____ 量纲_________ 析法,将众多影响因素组合 成若干_____ 无因次数群_____ 数群,再通过实验确定各—无因次数群 ________ 间的关系,即得到各种条件下的 _______ ■关联____ 。 11.化工生产中加热和冷却的换热方法有______ 传导____ 、—对流_________ 和 ____ 辐射—。 12.在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近—饱和蒸 汽一侧_____ 体的温度,总传热系数K接近—空气侧—流体的对流给热系 数.

王志魁《化工原理》课后思考题参考答案

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?

化工原理第四版答案

第二章 流体输送机械 【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验,水的体积流量为540m 3/h ,泵出口压力表读数为350kPa ,泵入口真空表读数为30kPa 。若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ,吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ,试求泵的扬程。 解 水在15℃时./39957kg m ρ=,流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =,真空表30V p kPa =-(表压) 压力表与真空表测压点垂直距离00.35 h m = 管径..12035031d m d m ==, 流速 / ./(.) 122 1 540360015603544V q u m s d ππ == =? . ../.2 2 1212035156199031d u u m s d ???? ==?= ? ????? 扬程 2 2 2102M V p p u u Ηh ρg g --=++ ()(.)(.)....?--?-=++ ??3322 35010301019915603599579812981 ....m =++=0353890078393 水柱 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液,其他性质可视为与水相同。若管路状况不变,泵前后两个开口容器的液面间的高度不变,试说明:(1)泵的压头(扬程)有无变化;(2)若在泵出口装一压力表,其读数有无变化;(3)泵的轴功率有无变化。 解 (1)液体密度增大,离心泵的压头(扬程)不变。(见教材) (2)液体密度增大,则出口压力表读数将增大。 (3)液体密度ρ增大,则轴功率V q gH P ρη = 将增大。 【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时,水的流量为18m 3/h ,扬程为20m(H 2O)。试求:(1)泵的有效功率,水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时,泵的流量与扬程将变为多少? 解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===33 1820 1000水柱, 有效功率 .e V P q gH W ρ== ???=18 1000981209813600 (2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =/,扬程1220m H O H =柱

化工原理实验—超全思考题答案

实验6 填料吸收塔流体力学特性实验 ⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同? 答:当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。当填料层上有液体喷淋时, 填料层内的部分空隙为液体所充满,减少了气流通道截面,在相同的条件下,随液体喷淋量的增加,填料层所持有的液量亦增加,气流通道随液量的增加而减少,通过填料层的压降将随之增加。 ⑵ 填料塔的液泛和哪些因素有关? 答:填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。 ⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么? 答:填料塔操作时。气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙,液体则沿填料表面 流下,形成相际接触界面并进行传质。 ⑷ 填料的作用是什么? 答:填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积,保证两相充分接触。 ⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响? 答:改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法,当气体流率G 不变时,增加吸收剂流率,吸收速率A N 增加,溶质吸收量增加,则出口气体的组成2y 减小,回收率增大。当液相阻力较小时,增加液体的流量,传质总系数变化较小或基本不变,溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力m y ?的增大引起,此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时,增加液体的流量,传质系数大幅度增加,而平均推动力可能减小,但总的结果使传质速率增大,溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸收过程,降低操作温度,吸收过程的阻力a k m a K y y = 1将随之减小,结果使吸收效果变好,2y 降低,而平均推动力m y ?或许会减小。对于气膜控制的过程,降低操作温度,过程阻力a k m a K y y = 1不变,但平均推动力增大,吸收效果同样将变好 ⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之? 答:水吸收氨气是气膜控制。 ⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置? 答:液封的目的是保证塔内的操作压强。 ⑻ 在实验过程中,什么情况下认为是积液现象,能观察到何现象? 答:当气相流量增大,使下降液体在塔内累积,液面高度持续上升,称之为积液。 ⑼ 取样分析塔底吸收液浓度时,应该注意的事项是什么? 答:取样时,注意瓶口要密封,避免由于氨的挥发带来的误差。 ⑽ 为什么在进行数据处理时,要校正流量计的读数(氨和空气转子流量计)? 答:流量计的刻度是以20℃,1atm 的空气为标准来标定。只要介质不是20℃,

2015化工原理复习题

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10003m 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。 二:问答题(36分) 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量损 失变为原来的多少倍? 2、何谓气缚现象?如何防止? 3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度? 4、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问: (1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度? (2)传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数? (3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么?

化工原理答案 第四章 传热

第四章 传 热 热传导 【4-1】有一加热器,为了减少热损失,在加热器的平壁外表面,包一层热导率为(m·℃)、厚度为300mm 的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为30℃,另测得距加热器平壁外表面250mm 处的温度为75℃,如习题4-1附图所示。试求加热器平壁外表面温度。 解 2375℃, 30℃t t == 计算加热器平壁外表面温度1t ,./()W m λ=?016℃ (1757530025005016016) t --= ..145 025********t =?+=℃ 【4-2】有一冷藏室,其保冷壁是由30mm 厚的软木做成的。软木的热导率λ= W/(m·℃)。若外表面温度为28℃,内表面温 度为3℃,试计算单位表面积的冷量损失。 解 已 知 .(),.123℃, 28℃, =0043/℃ 003t t W m b m λ==?=, 则单位表面积的冷量损失为 【4-3】用平板法测定材料的热导率,平板状材料的一侧用电热器加热,另一侧用冷水冷却,同时在板的两侧均用热电偶测量其表面温度。若所测固体的表面积为0.02m 2 ,材料的厚度为0.02m 。现测得电流表的读数为2.8A ,伏特计的读数为140V ,两侧温度分别为280℃和100℃,试计算该材料的热导率。 解 根据已知做图 热传导的热量 .28140392Q I V W =?=?= .().() 12392002 002280100Qb A t t λ?= = -- 【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成:耐火砖层,热导率λ=(m·℃),厚度230b mm =;绝热砖层,热导率λ=(m·℃);普通砖层,热导率λ=(m·℃)。 耐火砖层内侧壁面温度为1000℃,绝热砖的耐热温度为940℃,普通砖的耐热温度为130℃。 (1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度,然后计算绝热砖层厚度。若每块绝热砖厚度为230mm ,试确定绝热砖层的厚度。 (2) 若普通砖层厚度为240mm ,试计算普通砖层外表面温度。 解 (1)确定绝热层的厚度2b 温度分布如习题4-4附图所示。通过耐火砖层的热传导计算热流密度q 。 习题4-1附图 习题4-3附图

(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

化工原理课后题答案部分

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

化工原理实验思考题答案汇总

流体流动阻力的测定 1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽?怎样才能迅速地排尽?为什么?如何检验管路中的空气已经被排除干净? 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开U 形管顶部的阀门,利用空气压强使U 形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 2.以水为介质所测得的?~Re关系能否适用于其他流体? 答:能用,因为雷诺准数是一个无因次数群,它允许d、u、、变化 3?在不同的设备上(包括不同管径),不同水温下测定的?~Re数据能否关联在同一条曲线上? 答:不能,因为Re二du p仏与管的直径有关 离心泵特性曲线的测定 1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?本实验中,为了得到较好的实验效果,实验流量范围下限应小到零,上限应到最大,为什么? 答:关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机 (2)启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么? 答:离心泵不灌水很难排掉泵内的空气,导致泵空转而不能排水;泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏,即使电机的三相电接反了,泵也会启动的。 (3)泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?随着流量的增大,泵进、出口压力表分别有什么变化?为什么? 答:当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受

外网特性曲线影响造成的 恒压过滤常数的测定 1.为什么过滤开始时,滤液常常有混浊,而过段时间后才变清? 答:开始过滤时,滤饼还未形成,空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过,使滤液浑浊,但当形成较密的滤饼后,颗粒无法通过,滤液变清。? 2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象?怎样解释?如何对待第一点数据? 答:一般来说,第一组实验的第一点△ A A q会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时,在计量桶上升1cm 时停止计时,但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液,而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算,从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。 3?当操作压力增加一倍,其K值是否也增加一倍?要得到同样重量的过滤液,其过滤时间是否缩短了一半? 答:影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的 颗粒特性,滤饼的厚度。由公式K=2I A P1-s, T=qe/K可知,当过滤压强提高一倍时,K增大,T减小,qe是由介质决定,与压强无关。 传热膜系数的测定 1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较,分析造成偏差的原因。 答:答:壁温接近于蒸气的温度。 可推出此次实验中总的传热系数方程为 其中K是总的传热系数,a是空气的传热系数,02是水蒸气的传热系数,3是铜管的厚度,入是铜的导热系数,R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小,可忽略不计,则Tw- tw,于是可推导出,显然,壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度,对于此实验,可知壁温接近于水蒸气的温度。

化工原理思考题答案

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

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