化工基礎(chǔ)(第三版)上冊(cè)課后題答案

1、流體流動(dòng)和輸送 1、液體高度：,  器底所受的力：壓強(qiáng)： 指示液為CCl4,其讀數(shù)：2、人孔面積： 壓力： 槽壁面積：槽壁所受壓力： 3、            4、 6、（1）求空氣的體積流量 流通截面： 體積流量： （2）求質(zhì)量流量 表壓：絕壓： 空氣的平均分子量：    當(dāng)時(shí)溫度： 空氣密度：質(zhì)量流量： 7*、對(duì)容器A      孔口流速：  

2、;             體積流量： 流出的總體積：         液體降至0.5m處所需時(shí)間：      剩余部分為非穩(wěn)定流動(dòng)，所需時(shí)間： 對(duì)于容B        由于B下端有短管，管內(nèi)流體在流動(dòng)中有下拉液體的作用，故需時(shí)間短。 8、以水平管中心線為基準(zhǔn)面，在11，22，間

3、列柏式， 在操作條件下，甲烷的密度： 水柱壓差計(jì)讀數(shù)： 9、   10、對(duì)孔板流量計(jì)： 流量與流速度關(guān)系： ，即， (1)當(dāng)讀數(shù)為80mmHg時(shí)，即誤差1.2% (2)讀數(shù)為20mmHg時(shí)，即誤差4.9% (3)指示液為四氯化碳時(shí)， 流量的相對(duì)誤差與以上相同。 11、 體積流量：  質(zhì)量流量： 導(dǎo)管中苯的流速： 12、忽略阻力， ，     將數(shù)據(jù)代入，得 體積流量： 13、，, ,       ， 空氣流量：  質(zhì)量流量： ， ， 解得，體積流

4、量： 14、當(dāng)量直徑：   流速：      湍流 15、 相對(duì)粗糙度：，查圖得 16、 ，查圖得 H1=0，H2=10，v1=0，v2=2.2，P2=0 ， 17、 用試差法求流量，f(Re),Re=f(v),難以直接求解。 由Re圖可見，對(duì)0.001的無縫鋼管而言，Re在2×1041×107之間，值在0.020.028之間， 設(shè)0.025，H1=5，H2=0，P1=P2=0（表壓），v1=0 ，查圖得0.0235，  苯的體積流量：qv=1.47×0.785×0.0282

5、=0.91L/S （若設(shè)0.024，qv=0.92L/S） 校核：  基本相符。 18、強(qiáng)烈湍流時(shí)，可看作常數(shù)。   ，   , 10=1.2764×10-6/d5 d5=1.2764×10-7，d=42mm 19、（1）、 （2）、 （3）、 20、（1）、，增加3倍 （2）、  （3）、，增加1倍 21、（1）、,          , ,     &#

6、160;   , （2）、 ， ，  ， 22、， 查圖，0.034,   P1=P2=0，H1=0，動(dòng)壓頭可忽略 有效功率： 軸功率： 23、 ,  H1=0，v1=0，H2=15，v2=0.74，P1=P2=0（表壓） 理論功率： 軸功率： 24、 ， 主管中水的流量： 支管中流量： 25、支路管道 26、40mm水柱0.4kPa(表壓)，絕對(duì)壓：101.3+0.4=101.4kPa 50空氣密度： 空氣在導(dǎo)管中流速：  , , 查圖0.026 輸送功率： 效率： 27、（1）、更

7、換后，輸出量為： 揚(yáng)程： （2）、兩臺(tái)并聯(lián) 兩臺(tái)并聯(lián)后輸出水量最多能達(dá)到20m3/h，但是在6.3m的揚(yáng)程下，而不是25m。實(shí)際并聯(lián)兩臺(tái)的輸出水量總小于20m3/h。 兩臺(tái)串聯(lián)的水泵揚(yáng)程最多為12.5m，但是在流量為10m3/h時(shí)，實(shí)際串聯(lián)兩臺(tái)的揚(yáng)程總小于12.5m。 28、30時(shí)水的蒸汽壓： 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?允許安裝高度： 現(xiàn)安裝在水源上3m處，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 29、允許安裝高度允許吸上高度當(dāng)?shù)卮髿鈮旱陀跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓折算的壓頭水蒸氣壓高于20水蒸氣壓折算的壓頭阻力動(dòng)壓頭 50水蒸氣壓：12.23kPa，20為2.33kPa 蒸汽壓之差12.23-2.33=9.9kPa=1.01mH2O 大氣壓之

8、差101.3100=1.3kPa=0.13mH2O (1)、當(dāng)流量為20m3/h時(shí) ， 允許安裝高度：Hg=7.2-0.13-1.01-2-0.32=3.74m (2)、流量為30m3/h  ， 允許安裝高度：Hg=5.7-0.13-1.01-2-0.73=1.83m 30、流動(dòng)型態(tài)由Re決定，要使流動(dòng)型態(tài)相似，則兩種情況下Re應(yīng)相等。設(shè)1為設(shè)備條件，2為模型條件 ， 31、（1）、 （2）、， （3）、傳 熱 1、a、散熱速率： 交界面溫度： b、 2、根據(jù)，    爐氣溫度： 外界溫度： 3、各層磚的熱阻：  

9、   ， ， 4、設(shè)交界面溫度為t      5、求散熱速率 求界面溫度，設(shè)管外壁溫度仍30不變。 求散熱速率, (只包石棉40mm，管外壁溫度仍30不變。) 求散熱速率, (只包軟木40mm，管外壁溫度仍30不變)。 6、設(shè)飽和蒸汽的，304kPa飽和蒸汽溫度134 ， 不保溫時(shí)： 保溫時(shí)：7、(1)、，     ， （2）、 ， 8、(1)、設(shè)絕熱層外表面溫度為t ，解得t=110 （2）、 用試探法求得0.02m=20mm 9、（1）、并流 

10、0;   （2）、逆流       10、用狄丟斯公式計(jì)算      ，符合應(yīng)用范圍（Re>10000，0.7<Pr<120） 流體被加熱 11、 ，為湍流 釜壁溫度認(rèn)為蒸汽溫度，主要是因?yàn)樾缕鞅诘膶?dǎo)熱系數(shù)很大，即鋼的導(dǎo)熱系數(shù)大。 12、定性溫度：，定性尺寸0.02m 該溫度下的物性參數(shù)：  ， ，. ，為湍流 13、，屬于自然對(duì)流中的湍流傳熱。 ，其中，小管下標(biāo)為1，大管為2，則 ， 因?yàn)闇囟群臀锵迪嗤?、d、C、t

11、均不變，因小管傳熱時(shí)，則大管，  ， ，對(duì)單位面積而言， ，即單位面積的熱損失不同，比值為10。 14、 初始時(shí)，令分母P1     積垢后，令分母P2      傳熱量為原來的34.8% 15、， ， 冷流體的質(zhì)量流量： 16、   600×2×（121t）=10×5（t-20）   解得t=117 17、并流： 逆流：       &

12、#160; 18、（1）、穩(wěn)定傳熱，冷熱流體qm、C相等。    t2=140-T2， 熱流體出口溫度：T2=64.4        冷流體出口溫度：t2=140-T2=140-64.4=75.6 （2）、冷、熱流體的流量都增大1倍     ， 由第一問知，解得 19、   ， ， 將代入，設(shè)，整理 方程兩邊相等，說明假設(shè)正確，熱流體出口溫度49.2。 20、 21、下標(biāo)1表示熱，2表示冷。 ， 增長后： ， 原來的

13、傳熱溫差： 管長增長后： 下標(biāo)1為原來，2為增長后 ， ，故增長65.5% (2)、并流時(shí) ， 增長后：，t2=320K 原來： 增長后： 并流時(shí)換熱器管長應(yīng)增加85.5 22、 ， 一側(cè)恒溫， ， 把10噸20的鹽水加熱到60，需飽和蒸汽44.3kg 23、求換熱面積： 熱量衡算：油釋出熱量水吸收熱量 （未完） 24、 解得t2=35.1 25、冷凝放熱量： 冷卻放熱量： 冷卻水用量： 冷卻段傳熱面積A2：， 15的水吸收q2的熱量溫度變?yōu)閠2 t2=t1+2.68=15+2.68=17.68 t1=T2-t2=78.5-17.68=60.82 t2=T3-t1=30-15=15 冷凝段傳熱

14、面積A1: 17.68的水吸收q1的熱量溫度變?yōu)閠3=35 A=A1+A2=4.44m2 吸 收  1、30水的飽和蒸氣壓4.24kPa, (p268, 表五（一）)求濕空氣中水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)；求水蒸氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：求濕空氣的密度：2、亨利定律為，相平衡常數(shù)；3、根據(jù)，, （mol%）質(zhì)量分?jǐn)?shù)：4、(mol%) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)：5、進(jìn)入水的最高含氧量水的最高含氧量是空氣中氧（21）相平衡的含氧量。脫氧后的最低含氧量：脫氧后水的最低含氧量是與吹掃地氮?dú)庵泻跸嗥胶獾暮趿俊?6、，被吸收到氨量：1000(1-0.12)(0.136-0.0101)=110.8m3出口氣體體積：V=1000-11

15、0.8=889.2m37、對(duì)于稀溶液， 8、，（環(huán)氧乙烷分子量44）12、穩(wěn)態(tài)下通過氣膜的擴(kuò)散系數(shù)（分子擴(kuò)散的斯蒂芬定律） p1=20水的蒸汽壓2330Pa,因?yàn)闅饽ぶ兴魵夥謮盒　?單位面積（1m2）盤中的水量：全部蒸干所需時(shí)間：13、p2=2330×60% 單位面積（1m2）盤中的水量：全部蒸干所需時(shí)間：14、30時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)（根據(jù)富勒公式）： 30水的蒸汽壓4240Pa根據(jù)斯蒂芬定律： ，15、將平衡數(shù)據(jù)換算成比摩爾分率以第一組為例 ，然后作出YX圖。16、將溶解度換算成Cp關(guān)系：以第三組數(shù)據(jù)為例，換算成XYd的關(guān)系，仍以第三組為例，17、， 對(duì)于完全吸收，Y2=0，吸收劑中不

16、含溶質(zhì)，X2=0惰氣流量：18、Y2=Y1(1-0.99)=0.00099，由題知，則清水吸收，X2=0 吸收SO2量：， 吸收所得溶液濃度：19、 ，20、吸收所得溶液濃度：求平均推動(dòng)力：，將題給平衡關(guān)系數(shù)據(jù)變成（X，Y）作圖。以第二組數(shù)據(jù)為例：，作圖近似為直線。，以第三組數(shù)據(jù)求m，21、乙炔：26g/mol，乙炔溶液0.3g/1000g水 氣體含乙炔20，平衡分壓：p*=0.135×106X=0.135×106×2.077×10-4 =28.0kPa當(dāng)時(shí)氣相中乙炔分壓：p=Py=101.3×20%=20.3kPa p*>p，乙炔由溶液

17、向氣相傳遞（部分解吸）（2）、氣相推動(dòng)力：22、 由于氨的濃度很稀，23、（1）、求KG （2）、，為氣膜控制，屬于易溶氣體 液相阻力只占總阻力的0.4%24、，X2=0，惰氣量： ，對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力：氣相傳質(zhì)單元數(shù)：25、上列平衡關(guān)系換算得Y 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 X 0.0085 0.0165 0.0240 0.0314 0.0384 0.0452 Y1=0.05，Y2=Y1(1-0.9)=0.005X2=0，（由平衡線上Y1查得），作圖，（1）、根據(jù)題給Y、X數(shù)據(jù)作出平衡線。 （2）、根據(jù)（X1、Y1）、(X2、Y2)作出操作線。（3）、從平衡線和操作

18、線間在Y1=0.05，Y2=0.005范圍內(nèi)求得各Y及其對(duì)應(yīng)當(dāng)垂直距離Y-Y*。（4）、Y對(duì)作圖，曲線下的面積，氣相傳質(zhì)單元數(shù)為4.526、用解析法，Y2=0.015(1-0.98)=0.0003，X2=0 L=1.5×0.0103=0.0155kmol/S=0.28kg/S溶液出塔濃度：，27、 28、，（58為丙酮的mol質(zhì)量），29、(1)、填料層增高3米后，因，整理得，（2）、求 ，X2=0平衡關(guān)系：Y=2.0X ，用試探法求 出口氣體含丙酮0.1（3）、求丙酮回收率與原條件相比： 塔增高后回收率增加330、氣相傳質(zhì)單元數(shù)為，Y1=0.03/(1-0.03)=0.0309 物

19、料衡算關(guān)系得，V(Y1-Y2)=L(X1-X2)=Lm(-X2) Y=mX，X=Y/m=Y/18 ，X2=00.0309/18=1.4X1，用試算法求算，求得出塔氣體含SO2為0.71%31、Y1=0.03，Y2=Y1(1-0.98)=0.0006，Y1-Y2=0.03-0.0006=0.0294，32、（1）、平衡數(shù)據(jù)換算，以第一組數(shù)據(jù)為例， 作出YX相圖（2）、求操作線 ，V(Y1-Y2)=L(X1-X2)，X2=0 式中：78/22.4是將氣體體積換算成質(zhì)量，與X1單位一致。在YX圖上，連接Y1、X1點(diǎn)（0.0309，0.0244）和Y2、X2點(diǎn)（0.0002，0）得操作線。(3)、在Y

20、1Y2間，從平衡線和操作線，讀出推動(dòng)力Y-Y*，列于下表。(4)、以Y對(duì)作圖，曲線下面積為，曲線下Y從0.00020.0015間，值為5000800，從放大圖中求出該面積約1.32 化學(xué)反應(yīng)器    0、k的單位： ，濃度0級(jí)反應(yīng)： 1級(jí)反應(yīng)：2級(jí)反應(yīng)： 0級(jí)反應(yīng)： 1級(jí)反應(yīng)： 2級(jí)反應(yīng)：對(duì)于氣相反應(yīng)，的單位，pA的單位，kp的單位kp與kc的關(guān)系：，p=CRT，或1、化學(xué)計(jì)量式：t=0時(shí)，nA0=0.14，nB0=0.2，nZ0=0.08，t=t時(shí)，nA=0.08，nB=nB0nA0×xA=0.20.14×0.430.14nZ=nZ0+nA0×xA=0.08+0.14×0.43=0.14反應(yīng)進(jìn)度：反應(yīng)進(jìn)行完全時(shí)的反應(yīng)進(jìn)度：2、（1）、