化工原理习题答案(上册)

第一章  流体流动

1         PA（绝）= 1.28×105 N/m2

PA（表）= 2.66×104N/m2

2         W = 6.15吨

3         F = 1.42×104N

P = 7.77×104Pa

4         H = 0.39m

5         △P = 2041×105N/m2

6         P = 1.028×105Pa    △h = 0.157m

7         P（绝）= 18kPa      H = 8.36m

8         H = R   PA> PB

9         略

10     P = Paexp[-Mgh/RT]

11     u = 11.0m/s ;  G = 266.7kg/m2s

qm = 2.28kg/s

12     R = 340mm

13     qv = 2284m3/h

14     τ= 1463s

15     Hf = 0.26J/N

16     会汽化

17     

18     F = 4.02×103N

19     略

20     u2 = 3.62m/s ; R = 0.41m

21     F = 151N

22     v = 5.5×10-6m2/s

23     =0.817    a = 1.06

24     略

25     P（真）= 95kPa ; P（真）变大

26     Z = 12.4m

27     P（表）= 3.00×105N/m2

28     qv = 3.39m3/h   P1变小 P2变大

29     qv = 1.81m3/h

30     H = 43.8m

31     τ= 2104s

32     He = 38.1J/N

33     qv =0.052m3/s=186m3/h

34     qv1 = 9.7m3/h ; qv2 = 4.31m3/h

qv3 = 5.39m3/h ; q,v3 = 5.39m3/h

35     qvB/qvC = 1.31 ; qvB/qvC =1.05 ;能量损失

36     P1（绝）=5.35×105Pa

37     = 13.0m/s

38     qv = 7.9m3/h

39     qVCO2（上限）=3248l/h

40     = 500 l/s ; τ=3×104Pa

F = 3×102N   P = 150w

41     he = 60.3J/kg

42     τy = 18.84Pa μ∞ = 4.55Pa·s

43     τy = 39.7Pa

44     略

第二章  流体输送机械

1         He = 15+4.5×105qV2

He = 45.6J/N   Pe = 4.5KW

2         P = ρω2r2/2 ;  Φ/ρg = u2/2g = 22.4J/N

3         He = 34.6J/N ; η = ﹪

4         略

5         qV = 0.035m3/s ; Pe = 11.5KW

6         串联

7         qV = 0.178m3/min ; qV, = 0.222m3/min

8         会汽蚀

9         安装不适宜，泵下移或设备上移

10     IS80-65-160 或 IS100-65-315

11     ηV = 96.6﹪

12     不适用

13     P = 33.6KW ; T2 = 101.0℃

14     qV = 87.5m3/h ; 选W2

第三章  流体的搅拌

1         略

2         P = 38.7w ; P’ = 36.8w

3         d/d1 = 4. ; n/n1 = 0.359 ; N/N1 = 100

第四章  流体通过颗粒层的流动

1         △φ = 222.7N/m2

2         △φ/L = 1084Pa/m

3         V = 2.42m3

4         K = 5.26×10-4m2/s ; qe = 0.05m3/m2

5         A = 15.3m2 ; n = 2台

6         略

7         △V0 = 1.5L

8         △V = 13L

9         q = 58.4l/m2 ; τw = 6.4min

10     τ = 166s ; τw = 124s

11     K = 3.05×10-5m2/s

Ve = 5.06×10-2m3 ; V = 0.25m3

12     n’ = 4.5rpm ; L’/L = 2/3

第五章  颗粒的沉降和流态化

1         ut = 7.86×10-4m/s ; ut’ = 0.07m/s

2         dP = 88.8μm

3         τ = 8.43×10-3s ; s = 6.75×10-5m

4         dpmax = 3.6μm

5         dpmin = .7μm ; ηP = 60﹪

6         可完全分开

7         ζRe2<48

8         η0 = 0.925 ; x出1 = 0.53  

x出2 = 0.27 ; x出3 = 0.20

x出4 = 0 ; W出 = 59.9kg/day

9         ε固 = 0.42 ; ε流 = 0.71 ; ΔФ = 3.14×104N/m2

10     略

11     D扩 = 2.77m

12     略

第六章       传热

1         δ1 = 0.22m ; δ2 = 0.1m

2         t1 = 800℃

3         t1 = 405℃

4         δ = 50mm

5         (λ’-λ)/ λ = -19.7﹪

6          略

7         Q,/Q = 1.  λ小的放内层

8         a = 330W/m2*℃

9         a = 252.5W/ m2*℃

10     q = 3.69kw/m2

11     q1/q2 =1

12     w = 3.72×10-3kg/s ; w’= 7.51×10-3kg/s

13     Tg = 312℃

14     Tw = 746K

15     τ = 3.3hr

16     εA = 0.48 ; εB = 0.40

17     略

18     热阻分率0.3﹪ K’= 49.0W/m2·℃ ; K, = 82.1W/m2·℃

19     w = 3.47×10-5kg/m·s ; tw = 38.7℃

20     δ= 82mm

21     a1 =1.29×104W/m2·℃ ; a,2 = 3.05×103W/m2·℃ ; R = 7.58*10-5m2·℃/W

22     δ= 10mm ; Qmax = 11.3KW

23     R = 6.3×10-3m2·℃/W

24     n = 31 ; L = 1.65m

25     L = 9.53m

26     qm = 4.0kg/s ; A = 7.14m2

27     qm2 = 10.9kg/s ; n = 36 ; L = 2.06m ; q,m1 = 2.24kg/s

28     qm = 0.048kg/s

29     t2 = 76.5℃ ; t2 = 17.9℃

30     t,2 = 98.2℃ ; 提高水蒸气压强  T’= 112.1℃

31     qm1 = 1.24kg/s

32     T,2 = 78.7℃ ; t,2 = 61.3℃

33     T = .6℃ ; t2a = 123.1℃ ; t2b = 56.9℃

34     t2 = 119℃

35     τ = 5.58hr

36     单壳层 Δtm = 40.3℃ ; 双壳层Δtm’= 43.9℃

37     a = 781W/m2·℃

38     L = 1.08m ; t2’= 73.2℃

39     NP = 2 ; NT = 114 ; L实 = 1.2L计 = 3.0m ; D = 460mm

第七章       蒸发

1         W = 1500kg/h ; w1 = 12.8﹪ ; w2 = 18.8﹪

2         Δt = 12.0℃

3         A = .7m2 ; W/D = 0.839 

4         W = 0.417kg/s ; K = 1.88×103W/m2·℃ ; w’= 2.4﹪

5         t1 = 108.6℃ ; t2 = 90.9℃ ; t3 = 66℃

6         A1 = A2 = 9.55m2

化工原理习题答案（下册）

第八章吸收

1 E=188.1Mpa;偏差0.21%

2 G=3.1×10-3kgCO2/kgH2O

3 Cmin=44.16mg/m3 水；Cmin=17.51mg/m3 水

4 （xe-x）=1.19×10-5；（y-ye）=5.76×10-3 ;(xe-x)=4.7×10-6 ;(y-ye)=3.68×10-3

5 (y-ye)2/(y-ye)1=1.33 ; (xe-x)2/(xe-x)1=2.67

6 τ=0.58hr

7 τ=1.44×106s

8 Kya=54.9kmol/m3·h ; HOG=0.291m ;液相阻力分率15.1%

9 NA=6.66×10-6kmol/s·m2 ; NA’=1.05×10-5kmol/s·m2

10 略

11 略

12 略

13 略

14 略

15 x1=0.0113; =2.35×10 m y . -3 ;H=62.2m

16 (1)H=4.61m;(2)H=11.3m

17 Gmin=0.4kmol/m2·h ; x2=5.43×10-6

18 HA=2.8m ; HB=2.8m

19 (1)HOG=0.695m;Kya=168.6kmol/m3·h;(2)w=4.36kmol/h

20 y2=0.002

21 η’=0.87；x1’=0.00325

22 y2’=0.000519

第九章精馏

1 （1）α1=2.370 ；α2=2.596 ；（2）αm=2.484

2 t=65.35℃ ； xA=0.512

3 t=81.36℃ ; yA=0.187

4 =1.35 汽液n n /

5 （1）W =31.3kmol; =0.619（2）W =38.0kmol;y=0.563 汽

.y

汽

6 （1）D/F=0.228；（2）L/V=0.667;V =0.470 (3)L/V=0.8 ; =1.68

. .

L /

. .

V L/

7 =14.32kmol/h

.V

8 (1)V=10kmol/h ; (2)R=16; L/V=0.941

9 =120kmol/h ; y n V

.

n+1=1.17xn-0.025

10 略

11 略

12 NT=16 ; 加料板为第8 块

13 （1）V =12.8kmol/h ; η=92.5%; (2)N

.

T=7

14 (1)S=11.5kmol/h ; η=83.2%; (2)NT=7

15 NT=15

16 NT=8; xDmax=0.4

17 NT=18

18 η=96.7%; Rmin=1.51

19 xD=0.8; xW=0.194

20 xD=0.873; xW=0.207

21 xD=0.00869; xW=3.27×10-4

22 xW=0.0935; EmV=66.4%

23 (1) xD=0.8; xW=0.05;(2)略

24 (1)NT=7; (2)V=20.3kmol/h; (3)D=47.4kmol; W=52.6kmol

25 t=60℃; xA=0.188; xB=0.361; xC=0.451

26 x(A-D) :0.030;0.153;0.581;0.237 y(A-D) :0.141;0.306;0.465;0.085

27 D/F=0.4975;W/F=0.5025; xD(A-D):0.402;0.591;0.007;9.7×10-5 ;

xW(A-D):1.4×10-5;0.012;0.690;0.298

28 N=14.1 ; N1=7.9

第十章气液传质设备

1 EmV=0.758

2 ET=41%

3 N 实=10

4 D=1.2m

5 HETP=0.356m

6 D=0.6m; △P/H=235.44Pa/m

第十一章萃取

1 (1)E=.1kg;R=25.9kg;x=0.06;y=0.046 (2)kA=0.767;β=14.6

2 (1)E=92.2kg;R=87.8kg;yA=0.13; xA=0.15

(2)E°=21.31kg;R°=78.69kg;yA°=0.77;xA°=0.16

3 (1)R=88.6kg;E=130.5kg;yA=0.0854;yS=0.862;yB=0.0526;xS=0.0746;xB=0.825 (2)S=119.1kg

4 xA2=0.22

5 E1=125kg;RN=75kg;yA1=0.148;yS1=0.763;yB1=0.0;xSN=0.0672;xBN=0.913

6 (1)S/B=24.9;(2)S/B=5.13

7 (1)Smin=36.47kg/h (2)N=5.1

第十二章其它传质分离方法

1 m=47.7kg

2 t1=44.9℃

3 a=138.3m2/g

4 τB=6.83hr

5 W3=0.0825;qm2=5920.3kg/h; JV1=0.0406kg/m2·s; JV2=0.0141kg/m2·s

第十三章热质同时传递的过程

1 略

2 (1)θ1=20℃; (2)t2=40℃;H=0.04kg 水/kg 干空气

3 H=0.0423kgH2O/kg 干H2

4 (1)W=0.0156kgH2O/kg 干空气(2)tw3=18.1℃

5 t2=45.2℃;H2=0.026kg 水/kg 干气

6 W=2.25kg 水/kg 干气

7 P2=320.4kN/m2

8 Z=2.53m

第十四章固体干燥

1 1

.=74.2%; 2 . =5.6%

2 W 水=0.0174kg 水/kg 干气; Q=87.6kJ/kg 干气

3 略

4 (1)ΔI=1.25kJ/kg 干气;(2)t2=55.9℃;(3)t2=54.7℃

5 (1)t2=17.5℃;H2=0.0125kg 水/kg 干气(2) 3 . =10.0%

6 自由含水量=0.243kg 水/kg 干料结合水量=0.02kg 水/kg 干料

非结合水量=0.23kg 水/kg 干料

7 τ=7.06hr

8 τ=21.08hr

9 (1)V =250.75kg 干/h (2)Q 空P=25798.2kJ/h (3)QD=13984.3kJ/h

10 V=223kg/s; t1=163℃; η=81.1%

11 (1)V=10.9kg/s ; η=78% (2)V=6.59kg/s; η=80.5%

12 V=2.49×104kg/h; Q 预=3.01×106kJ/h