化工原理上册课后习题

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1、1、 某湿物料原含水量为10%，在干燥器内干燥至含水量为1.1%（以上均为质量%）。试求每吨湿物料除去的水量。解：方法一：设G1 =1t=1000Kg 。已知w1=10%、w2=1.1% 物料衡算： 解：W=90Kg方法二： 解：W=90Kg2、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）。F1=F0-W2=50%10=12%WF0=104kg/h第一蒸发器第

2、二蒸发器WF2=F0-2W解：不变组份衡算式以第一蒸发器为衡算范围： 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1.38kJ/（kg0C）。试求冷却水用量。解： 第一章1、试求氨在2.55MPa（表压）和160C下的密度。已知当地大气压强为100kPa。 解： 2、 某气柜内压强为0.075 Mpa(表压)，温度为400C，混合气体中各组分的体积百分数为：H2N2COCO2CH4%40203271试求混合气的密度。当地大气压强为100kPa。解：3、 在大气压强为100

3、kPa地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为90kPa。若在大气压强为87kPa地区，仍要求塔顶绝压维持在相同数值下操作，问此时真空表读数应为多少kPa?解：4、 计算20C下苯和甲苯等体积混合时的密度及平均分子量。设苯甲苯混合液为理想溶液。解：20C 等体积时 5、 用普通U形管压差计测量原油通过孔板时的压降，指示液为汞，原油密度为860，压差计上测得的读数为18.7。计算原油通过孔板时的压强降，解-）=(13600-860) 6、 一敞口烧杯底部有一层深度为51mm的常温水，水面上方有深度为120mm的油层，大气压强为745柱，温度为30C，已知油的密度为820。试求烧杯底部所受的绝对压强，

4、kPa解： 7、如图所示，用连续液体分离器分离互相不溶的混合液。混合液由中心管进入，依靠两液 的密度差在器内分层，密度为860的有机液体通过上液面溢流口流出，密度1050的水溶液通过U形管排出。若要求维持两液层分界面离溢流口的距离为2m，问液封高度为多少m? 解： 8、 用来测量气体导管中某截面上的压强，压差计的一侧与导管测点相连，另一 侧敞口。已知大气压强为，指示液为水和轻油，它们的密度分别为1000和860，压差计读数为150。试求被测气体导管截面上的绝对压强？ 解：-）9、一异径串联管路，小管内径为50mm，大管内径为100mm。水由小管流向大管，其体积流量为15m3/h,试分别计算水在

5、大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解：解: (1) 大管: (2) 小管: 质量流量不变 或: 10、水以17的流量经一水平扩大管段，小官内径大管内径。如图所示的倒U形管压差计上的读数R为。求水流经1、2截面间扩大管段的阻力损失为多少。 解： J/11、某一高位槽供水系统如附图所示，高位槽高于地面8m，管子规格为1084.0mm。埋于地面以下1m，出口管高出地面2m。能量损失可以表示为J/kg（u为水在管内的流速）。试求：（1）水在管内的流量（m3/h）。（2）欲使水量增加10%，应将高位槽的液面增高多少m？；解: (1) (2) 12、如图所示水槽，页面恒定，底

6、部引出管为无缝钢管。当阀门A全闭时，近阀门处的玻璃管中水位高为为1m，当阀门调至一定开度时，降为，此时水在该系统中的阻力损失为水柱，试求管中谁的流量， 解： 后 13、25水在763mm的管道中流动，流量为30m3/h，试判断流型；若保证管内流体作层流流动，则管内最大平均流速应为多少。解: 查附录25水物性: 为湍流15、某输液管输送20C某有机液体，其密度为1022，粘度为4.3cP。管子为热轧无缝钢管57，要求输液量为，管子总长为10。试求：流过此管的阻力损失，；若改用无缝钢管，阻力损失为多少？钢管的绝对粗糙度可取为0.2mm解： 16、水以的流量流过内径为50mm的铸造管。操作条件下的粘

7、度为1.09，密度为992。求水通过75m水平管段的阻力损失，解： 查得17、某液体流过普通普通热轧无缝钢管管壁粗糙度为2.5mm，管长为150 mm，允许阻力损失为5.3m液柱。已知该液体的运动粘度为，试确定其体积流量， 解： 设 则 查得 进入完全平方区 则 18、原油以28.9流过一普通热轧无缝钢管，总管长为530m，允许阻力损失为80，原油在操作条件下的密度为890，粘度为3.8。管壁粗糙度可取为0.5mm。试选择适宜的管子规格。 解： 设 则 查得 设 则 查得 19、如图示用泵将贮槽中的某油品以40的流量输送到高位槽。两槽的液位差为20m。输送管内径为100mm，管子总长为450

8、mm。试计算泵所需的有效功率。设两槽液面恒定。油品的密度为890，粘度为0.187。 解： 20、用玻璃虹吸管将槽内某酸溶液自吸出来，溶液密度为，粘度为6.5.玻璃虹吸管内径为25，总长为4，其上有两个标准弯头。若要使输液量不小于，高位槽液面至少要比出口高出多少m?设高位槽内液面恒定。 解： m24、某流体在光滑圆形直管内作湍流流动，总管长和管径均不变，而流量增加为原来的两倍，问因流动阻力而产生的阻力损失为原来的多少倍？摩擦系数可用柏拉修斯公式计算。 解： 第二章1、某离心泵在转速为1450下用20C清水做性能试验，测得流量为240，入口真空泵的读数为，出口压强表读数为0.43，两表间垂直距离

9、为0.4。试求此时对应的扬程值。 解： 2、某离心泵输水时得到下列数据：转速，流量Q=60，扬程H=52m，轴功率N=16.1。试求：此泵的效率；若要求流量增加至80，转速应增加多少？并估算此时相应的扬程和功率。（假设泵的功率不变） 解： 3、用内径为106mmd镀锌钢管输送20C的水溶液（其物性与水基本相同）。管路中直管长度为180mm,全部管件、阀门等的局部阻力的当量长度为60mm，摩擦系数可取为0.03。要求液体由低位槽送入高位槽，两槽均敞口且液面维持恒定，两液面见垂直距离为16m ，试列出该管路的特性方程（流量Q以计）。 解： 5已知某离心清水泵在一定转速下的特性方程为：式中Q为。此泵

10、安装在一管路系统中，要求输送贮罐中密度为的液体至高位槽中，罐与槽中的液位差为10m,且两槽均与大气想通。已知当流量为时，所需扬程为20m。试求该泵在管路中的工作点。 解：设管路 联立解 6将密度为1500的硝酸由地面贮槽送入反应釜。流量为7，反应器内液面与贮槽液面间垂直距离为8m，釜内液面上方压强为200（表压），贮槽液面上方为常压，管路阻力损失为30。试选择一台耐腐蚀泵，并估算泵的轴功率。 解: 依据 选型 7某厂将50重油由地下贮油罐送往车间高位槽，流量为40，升扬高度为20m，油管总长为300m(包括局部阻力的当量长度在内)。输送管采用无缝钢管。已知50下重油密度为890，粘度为187。

11、试选择一台适宜的油泵。解： 所以应选 第三章1试计算直径为50的球形石英颗粒（其密度为2650），在20水中和20常压空气中的自由沉降速度。 解：在水中 成立 在空气中 成立2求密度为2150的烟灰球粒在20空气中作层流沉降的最大直径？ 解：4温度为200的常压烟道气，以1.6（操作状态）的流量，送入长宽高为10m2m2m的降尘室。已知烟尘密度为4880，求可以完全分离下来的最小烟尘的直径。解； 成立9过滤面积为0.093的小型板框压滤机，恒压过滤含有碳酸钙颗粒的水悬浮液。过滤时间为50秒时，共获得2.27滤液。问过滤时间为200秒时，共获得多少滤液？解： 200秒时 10BMS50/810-

12、25型板框压滤机，滤框尺寸为mm，共36个框，现用来恒压过滤某悬浮液。操作条件下的过滤常数K为2.72，为3.45m，每滤出1滤液同时，生成0.148滤渣。求滤框充满滤渣所需的时间.解； A= V= 第四章3某蒸汽管外径为159mm,管外保温材料的导热系数，蒸汽管外壁温度为150。要求保温层外壁温度不超过50，每米管长的热损失不超过200 ，问保温层厚度应为多少?解：4的钢管外包一层厚30mm的软木后，又包一层厚30mm的石棉。软木和石棉的导热系数分别为0.04 和0.16 。已知管内壁温度为-110，最外侧温度为10求每米管道所损失的冷量。解：6常压空气在内径为20mm的管内由20加热至10

13、0，空气的平均流速为12，试求水与空气侧的对流给热系数。解： 7水以1.0 的流速在长3m的的管内由20加热至40，试求水与管壁之间的对流给热系数？若水流量增大50%，对流给热系数为多少？解： 8在常压下用套管换热器将空气由20加热至100，空气以的流量流过套管环隙，已知内管，外管，求空气的对流给热系数？解：查、 、 9某种粘稠液体以0.3的流速在内径为50，长4的管内流过，若管外用蒸汽加热，试求管壁对流体的给热系数。已知液体的物性数据为：，。解： 11温度为52的饱和蒸汽在长3m,外径为32mm,的单根黄铜管表面上冷凝，铜管垂直放置，管外壁温度为20，试求每小时苯蒸气的冷凝量？若将管水平放置

14、，苯蒸气的冷凝量为多少？解：已知 查得 52时，（1）水平放置： （2）垂直放置：假设 （假设成立） 13流体的质量流量为1000，试计算以下各过程中流体放出或得到的热量。煤油自130降至40，取煤油比热容为；解：比热容为3.77的溶液，从30加热至100;解：常压下将30的空气加热至140；解: 常压下100的水汽化为同温度的饱和水蒸气；解; 100的饱和水蒸气冷凝，冷却为50的水。解: 15在一套管换热器中，内管为的钢管，流量为，平均比热容为的热液体在内管中从90冷却为50，环隙中冷水从20被加热至40，已知总传热系数为200，试求；冷却水用量，并流流动时的平均温度差及所需的套管长度，；逆

15、流流动时平均温度差及所需的套管长度，。解： 并流： 逆流： 16一列管式换热器，管子直径为，管内流体的对流给热系数为，管外流体的给热系数为2000，已知两流体均为湍流换热，取钢管导热系数，管内外两侧污垢热阻为0.00118,试问；传热系数K及各部分热阻的分配；若管内流体流量提高一倍，传热系数有何变化？若管外流体流量提高一倍，传热系数有何变化？解： 流量增加一倍，流速增加一倍,增加倍，所以 17一传热面积为15的列管换热器，壳程用110的饱和水蒸气将管程某溶液由20加热至80，溶液的处理量为，比热容为4，试求此操作条件下的传热系数？解： 逆 20某换热器的传热面积为30，用100的饱和水蒸气加热

16、物料，物料的进口温度为30，流量为2，平均比热容为，换热器的传热系数为，求；物料出口温度，水蒸气的冷凝量，。解： 21363K的丁醇在逆流换热器中被冷却至323K，换热器的面积为30，传热系数为。已知丁醇流量为2000，冷却水的进口温度为303K，试求冷却水的流量和出口温度。解： 试差：时， 时， 时， 时， 22一定流量的物料在蒸汽加热器中从20加热至40，物料在管内为湍流，对流给热系数为，温度为100的饱和水蒸气在管外冷凝，对流给热系数为。现生产要求将物料流量增大一倍，求；物料出口温度为多少？蒸汽冷凝量增加多少？设管壁和污垢热阻可略。32、流量为30kg/s的某油品在列管换热器壳程流过，从150C降至100C，将管程的原油从25C加热至60C。现有一列管换热器的规格为：壳径600mm，壳方单程，管方四程，共有368根直径为，长6m的钢管，管心距为25mm，正三角型排列，壳程装有缺口（直径方向）为25%的弓形挡板，挡板间距为200mm。试核算此换热器能否满足换热要求？已知定性温度下两流体的物性如下表：流体名称比热容粘度导热系数污垢热阻原油1.9860.00290.1360.001油品2.200.00520.1190.0005解：逆 管程： 壳程：h=200mm A计 A实18