化工原理上册课后习题答案PDF

精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜化工原理上册课后习题答案PDF篇一：化工原理第二版夏清贾绍义版上册课后习题答案天津大学第一章流体流动2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为960㎏/?的油品，油面高于罐底6.9m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760mm的圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106Pa，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤?螺解：P螺=ρgh×A=960×9.81×(9.6-0.8)×3.14×0.762150.307×103N?螺=39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤?螺得n≥6.23取nmin=7至少需要7个螺钉3．某流化床反应器上装有两个U压差计，如本题附4.本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H=1m，U精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／?。试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层型管的吹气管出口距离ｈ。分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1′与2－2′截面之间P1=P2+ρ水银gR∵P1=P4，P2=P3且P3=ρ煤油gΔh，P4=ρ水g（H-h）+ρ煤油g（Δh+h）联立这几个方程得到ρ水银gR=ρ水g（H-h）+ρ煤油g（Δh+h）-ρ煤油gΔh即ρ水银gR=ρ水gH+ρ煤油gh-ρ水gh带入数据1.03×103×1-13.6×103×0.068=h(1.0×103-0.82×103)ｈ=0.418ｍ5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。以知水银面与基准面的垂直距离分别为：ｈ1﹦2.3m，ｈ精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜2=1.2m,ｈ3=2.5m,ｈ4=1.4m。锅中水面与基准面之间的垂直距离ｈ5=3m。大气压强ｐa=99.3×103ｐａ。试求锅炉上方水蒸气的压强Ｐ。分析：首先选取合适的截面用以连接两个Ｕ管，本题应选取如图所示的1－1截面，再选取等压面，最后根据静力学基本原理列出方程，求解解：设1－1截面处的压强为Ｐ1对左边的Ｕ管取ａ-ａ等压面，由静力学基本方程Ｐ0+ρ水g(h5-h4)=Ｐ1+ρ水银g(h3-h4)代入数据Ｐ0+1.0×103×9.81×(3-1.4)=Ｐ1+13.6×103×9.81×(2.5-1.4)对右边的Ｕ管取ｂ-ｂ等压面，由静力学基本方程Ｐ1+ρ水g(h3-h2)=ρ水银g(h1-h2)+ｐａ代入数据Ｐ1+1.0×103×9.81×﹙2.5-1.2﹚=13.6×103×9.81×﹙2.3-1.2﹚+99.3×103解着两个方程得Ｐ0=3.64×105Pa6.根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜㎏／ｍ3,998㎏／ｍ3,Ｕ管中油﹑水交接面高度差R=300ｍｍ，两扩大室的内径D均为60ｍｍ，Ｕ管内径ｄ为6ｍｍ。当管路内气体压强等于大气压时，两扩大室液面平齐。分析：此题的关键是找准等压面，根据扩大室一端与大气相通，另一端与管路相通，可以列出两个方程，联立求解解：由静力学基本原则，选取1－1‘为等压面，对于Ｕ管左边ｐ表+ρ油g(h1+R)=Ｐ1对于Ｕ管右边Ｐ2=ρ水gR+ρ油gh2ｐ表=ρ水gR+ρ油gh2-ρ油g(h1+R)=ρ水gR-ρ油gR+ρ油g（h2-h1）2当ｐ表=0时，扩大室液面平齐即π（D/2）（h2-h1）=π（d/2）2Rh2-h1=3mmｐ表=2.57×102Pa7.列管换热气的管束由121根φ×2.5mm的钢管组成。空气以9m/s速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃﹑压强为196×103Pa(表压)，当地大气压为98.7×103Pa试求：⑴空气的质量流量；⑵操作条件下，空气的体积流量；⑶将⑵的计算结果换算成标准状况下空气的体积流量。精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜解：空气的体积流量ＶS=uA=9×π/4×0.022×121=0.342m3/s质量流量ws=ＶSρ=ＶS×(MP)/(RT)=0.342×[29×(98.7+196)]/[8.315×323]=1.09㎏/s换算成标准状况V1P1/V2P2=T1/T2ＶS2=P1T2/P2T1×ＶS1=(294.7×273)/(101×323)×0.342=0.843m3/s8.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管道中流出，管路出口高于地面2m。在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按∑ｈf=6.5u2计算，其中u为水在管道的流速。试计算：⑴A—A'截面处水的流速；⑵水的流量，以m3/h计。分析：此题涉及的是流体动力学，有关流体动力学主要是能量恒算问题，一般运用的是柏努力方程式。运用柏努力方程式解题的关键是找准截面和基准面，对于本题来说，合适的截面是高位槽1—1,和出管口2—2,,如图所示，选取地面为基准面。解：设水在水管中的流速为u，在如图所示的1—1,，2—2,处列柏努力方程Z1ｇ+0+Ｐ1/ρ=Z2ｇ+ｕ2／2+Ｐ2/ρ+∑ｈf（Z1-Z2）g=u2/2+6.5u2代入数据(8-2)×9.81=7u2,u=2.9m/s换算成体积流量VS=uA=2.9×π/4×0.12×精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜3600=82m3/h9.20℃水以2.5m/s的流速流经φ38×2.5mm的水平管，此管以锥形管和另一φ53×3m的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A﹑B两截面的能量损失为1.5J/㎏，求两玻璃管的水面差（以ｍｍ计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。分析:根据水流过A、B两截面的体积流量相同和此两截面处的伯努利方程列等式求解解：设水流经Ａ﹑Ｂ两截面处的流速分别为uA、uBuAAA=uBAB∴uB=（AA/AB）uA=（33/47）2×2.5=1.23m/s在Ａ﹑Ｂ两截面处列柏努力方程Z1ｇ+ｕ12／2+Ｐ1/ρ=Z2ｇ+ｕ22／2+Ｐ2/ρ+∑ｈf2∴（Ｐ1-Ｐ2）/ρ=∑ｈf+（ｕ12-ｕ22）／2g（h1-h2）=1.5+(1.232-2.52)/2h1-h2=0.0882m=88.2mm即两玻璃管的水面差为88.2mm10.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为Ф76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa,水流经吸入管与排精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜处管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑ｈf,1=2u2，∑hf,2=10u2计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速ｍ/s。排水管与喷头连接处的压强为篇二：化工原理上册课后习题答案绪论1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。（1）水的黏度μ=0.00856g/(cm·s)（2）密度ρ=138.6kgf?s2/m4（3）某物质的比热容CP=0.24BTU/(lb·℉)2（4）传质系数KG=34.2kmol/(m?h?atm)（5）表面张力σ=74dyn/cm（6）导热系数λ=1kcal/(m?h?℃)解：本题为物理量的单位换算。（1）水的黏度基本物理量的换算关系为1kg=1000g，1m=100cm?4?4????0.00856?8.56?10kgm?s?8.56?10Pa?s???cm?s?1000g?1m?则???????g??1kg??100cm?（2）密度基本物理量的换算关系为精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜1kgf=9.81N，1N=1kg?m/s2?kgf?s2??9.81N??1kg?s2?3??138.6?1350kgm??????4则?m??1kgf??1N?（3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1BTU=1.055kJ，lb=0.4536kg1oF?5oC9则?BTU??1.055kJ??1lb??1?F?cp?0.24???1BTU??0.4536kg??9?C??1.005kJ?kg??C?lb?F????????（4）传质系数基本物理量的换算关系为1h=3600s，1atm=101.33kPa则?kmol??1h??1atm??52?KG?34.2?2?9.378?10m?s?kPa???3600s??101.33kPa?m?h?atm??????（5）表面张力基本物理量的换算关系为1dyn=1×10–5N1m=100cm则?5?dyn??1?10N??100cm??2精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜??74??7.4?10Nm???1dyn?1m?cm??????（6）导热系数基本物理量的换算关系为1kcal=4.1868×103J，1h=3600s则3?kcall??4.1868?10J??1h???1?2??????1.163J?m?s??C??1.163W?m??C?m?h??C1kcal3600s??????2．乱堆25cm拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即HE?3.9A?2.78?10?4G??12.01D??0.3048Z0?BC??L?L式中HE—等板高度，ft；G—气相质量速度，lb/(ft2?h)；D—塔径，ft；Z0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft；α—相对挥发度，量纲为一；μL—液相黏度，cP；ρL—液相密度，lb/ft3A、B、C为常数，对25mm的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为SI单位。解：上面经验公式是混合单位制度，液体黏度为物精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜理单位制，而其余诸物理量均为英制。经验公式单位换算的基本要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系，导出物理量“数字”的表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都变为所希望的单位。具体换算过程如下：（1）从附录查出或计算出经验公式有关物理量新旧单位之间的关系为1ft?0.3049m1?ft2?h??1.356?10?3kg?m2?s?（见1）α量纲为一，不必换算1cp?1?10?3Pa?slb?lb??1kg??3.2803ft?3213=1?3??=16.01kg/m???ft?ft??2.2046lb??1m?(2)将原符号加上“′”以代表新单位的符号，导出原符号的“数字”表达式。下面以HE为例：?mHEft?HE?则HE?HEmm3.2803ft????HE?3.2803HEftftm同理G?G?1.356?10?3?737.5G???D?3.2803D?精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜?Z0?3.2803Z0??1?10?3??L??L?.01?0.06246?L??L??L(3)将以上关系式代原经验公式，得??3.9?0.57?2.78?10?4?737.5G??3.2803HE-0.1?12.01?3.2803D??1.24??????0.3048??3.2803Z0??????1000?L??0.0624?L?整理上式并略去符号的上标，便得到换算后的经验公式，即HE?1.084?10?4A?0.205G?-0.1?39.4D?1.24Z0??L?L第一章流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6000m3，若气柜内的表压力为5.5kPa，温度为40℃。已知