《化工原理》第三版答案

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1、绪论习题1） 1）                  含水份52%的木材共120kg，经日光照晒，木材含水份降至25%，问：共失去水份多少千克？以上含水份均指质量百分数。 木材 木材 120(1-0.52)=(120-w)(1-0.25) 照晒 w=43.2kg 2）  以两个串联的蒸发器对NaOH水溶液予以浓缩，流程及各符号意义如图所示，F、G、E皆为NaOH水溶液的质量流量，x表示溶液中含NaOH的质量

2、分数，W表示各蒸发器产生水蒸汽的质量流量。若，问：W1、W2、E、x1各为多少？ W1kg/s W2kg/s NaOH水液 G kg/s E kg/s F=6.2Kg/s 蒸发器1 蒸发器2 X2 =0.30 X0=0.105 W1:W2=1:1.15 , X-(Wt),x1,w1,w2,D,E=? 对控制体I，NaOH物料衡算：Fx0=Ex2即 6.2×0.105=E×0.30 E=2.17 kg/s W1+W2=F-E=6.2-2.17=4.03 kg W1=4.03/2.15=1.87 kg/s ，W2=4.03-1.87=2.16 kg/s 对控制体II，总的物料衡

3、算：G=F-W1=6.2-1.87=4.33 kg/s Fx0=Gx2 即6.2×0.105=4.33x1,x1=0.15 3)某连续操作的精馏塔分离苯与甲苯。原料液含苯0.45（摩尔分率，下同），塔顶产品含苯0.94。已知塔顶产品含苯量占原料液中含苯量的95%。问：塔底产品中苯的浓度是多少？按摩尔分率计。解：0.95=4)导热系数的SI单位是W/(m·)，工程制单位是kcal/(m·h·)。试问1kcal/( m·h·)相当于多少W/(m·)？并写出其因次式。1kcal/(m.h.0C)=?J/(m.s.0C)写出导热系数

4、的因次式。1kcal=4.187×103J,1h=3600s  5)已知理想气体通用常数物理大气压·升/(摩尔·K)，试求采用J/(kmol·K)时R的数值。解：写出以J/（kmolk）的单位为理想气体通用常数R之值。 1物理大气压=1.0133×105N/m2，1升=10-3m3 R=0.08205 6）  水蒸汽在空气中的扩散系数可用如下经验公式计算：式中  D扩散系数，英尺2/h；p压强，atm；T绝对压强，。试将上式改换成采用SI单位的形式。各物理量采用的单位是：Dm2/s，pPa，TK

5、。解:经验公式的单位换算:物理量 扩散系数压强绝对温度原来单位英尺2/hatm0R后来单位M2/sPaK1英尺2/h=0.30482/3600m2/s=2.58×10-5m2/s,1atm=1.0133×105pa,温差 1k=1.80R 7）  在冷凝器中蒸汽与冷却水间换热，当管子是洁净的，计算总传热系数的经验式为：式中  K总传热系数，Btu/(ft2·h·)；u水流速，ft/s。试将上式改换成采用SI单位的形式。各物理量采用的单位是：KW/(m·)，um/s。解：经验公式的单位换算：物理量传热系数流速原来单位

6、BUT/ft2.h.0F)ft/s后来单位W/（m2.K）m/s1BUT/(ft2.h.0F)=5.678W/(m2.K),1ft/s=0.3048m/s第一章 流体流动习题解答 1某敞口容器内盛有水与油。如图。已知水及油的密度分别为1000和860kg/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m。若在高楼范围内气温维持20不变。设大气静止，气体压强为变量。地平面处大气压强为760mmHg。试计算楼顶的大气压强，以mmHg为单位。3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N？外界

7、大气压为1atm。 4 4外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算0.20at（表压）、20干空气的密度。空气分子量按29计。5 5有个外径为R2、内径为R1为的空心球，由密度为的材料制成。若将该球完全淹没在某密度为的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。设球内空气重量可略。 6 6为放大以U形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U形压差计。如图。指示液是=920kg/m3的乙醇水溶液。气体密度为1.20kg/m3。读数R=100mm。问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U形压差计测压差。如图。已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中用水和矿物油作

8、指示液，密度分别为1000及860kg/m3。当管路内气体压强p与外界大气压p0相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？ 7 7某倾斜的等径直管道内有某密度的液体流过。如图。在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是1的同一种液体。复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为的流过管道内的液体。试求读数

9、R1与R2、R3的关系。 9)将水银倒入到图示的均匀管径的U形管内，水银高度h1=0.25m。然后将水从左支管倒入，测得平衡后左支管的水面比右支管的水银面高出0.40m。试计算U形管内水与水银的体积比。  解： R1 =0.4m R2h1=0.25m 1 1  L=0.015m L 习题9附图如图所示1-1为等压面, p1=p1r水g(R1+R2) = r水银gR2103´(0.4+R2) = 13.6´103R2 R2 = 0.0317mV水银 = d2(2h1+L)V水 = d2(R1+R2) V水银/ V水 = (2h1+L)/ (R1+

10、R2) = (2´0.25+0.015)/(0.4+0.0317) = 1.1910) 一直立煤气管，在底部U形压差计h1=120mm，在H=25m高处的U形压差计h2=124.8mm。U形管指示液为水。管外空气密度为1.28kg/m3。设管内煤气及管外空气皆静止，求管内煤气的密度。   h2H    h1  习题10附图 p2 p2解：H p1 p1  p1p1= r水×gh1 ¼¼(1)p2p2= r水×gh2 ¼¼(2)

11、(1)减(2)，得(p1p2)(p1p2) = r水×g(h1h2) ¼¼(3)其中 p1p2 = r煤×gH，p1p2 = r空×gH，代入(3)式,得：r煤×gHr空×gH = r水×g(h1h2)即 r煤 = r水×(h1h2)/Hr空 = 103(0.1200.1248)/251.28= 1.088 kg/m311以2”的普通壁厚的水煤气钢管输送15的清水，水在管内满流。已知水流速u=1.5m/s，求水的质量流量、质量流速和体积流量。12如图所示，质量为3.5kg，面积为40×46cm2