发布时间 : 星期六 文章2019化工原理复习题更新完毕开始阅读e81e35b4bc64783e0912a21614791711cd797908
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第一章流体流动与输送机械
1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO28.5％，O27.5％，N276％，H2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa时的密度。 解：混合气体平均摩尔质量
Mm??yiMi?0.085?44?0.075?32?0.76?28?0.08?18?28.86?10?3kg/mol∴ 混合密度
2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m3和789kg/m3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。又知其实测值为935 kg/m3，计算相对误差。
解：乙醇水溶液的混合密度 相对误差：
3．在大气压力为101.3kPa的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa。若在大气压力为90 kPa的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？ 解： ?p绝?pa?p真?pa?p真''''
p真?pa?(pa?p真)?90?(101.3?85)?73.7kPa
4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m，其读数为58 kPa。试计算液面到下方测压口的距离。 解：液面下测压口处压力
5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm和600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m3和1000 kg/m3。
（1）计算玻璃管内水柱的高度；
（2）判断A与B、C与D点的压力是否相等。 解：（1）容器底部压力 （2）
h1 h2 A B D
酸的密
题5 附图
平均流
题4 附图
pA?pB pC?pD
C 10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫度为1831 kg/m3，体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）速；（3）质量流速。 解: (1) 大管:
?76?4mm ?57?3.5mm
?16479kg/h
(2) 小管:
质量流量不变 ms2 或: u2?u1(d1268)?0.69()2?1.27m/s d250通，且高位槽中20J/kg（不包括
11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。
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1
题12 附图
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解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程: 简化: H12?(u2??Wf)/g
214．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa（表压），精馏塔内操作压力为1.3MPa（表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。现要求输送量为40×103kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。
解: 在贮槽液面1-1’与回流管出口外侧2-2’间列柏努力方程:
简化:
题17 附图
p1??We?Z2g?p212?u2??Wf ?220．如附图所示，用泵将20℃水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m。输送量为30 m3/h，此时管路的全部能量损失为40J/kg。设泵的效率为70％，试求泵所需的功率。 解: 在水池1面与高位槽2面间列柏努力方程: 简化: We?Z2g??Wf
第三章传热
1、某加热器外面包了一层厚为300mm的绝缘材料，该材料的导热系数为0.16W/（m?℃），已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm处为75℃，试求加热器外壁面温度为多少？
解：
Qt1?t2t2?t3??bb2A1
?1?22、某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成；
耐火砖b1=230mm，?1=1.05 W/(m·℃) 绝热砖b2=230mm，?2=0.151W/(m·℃) 建筑砖b3=240mm，?3=0.93W/(m·℃)
已知耐火砖内侧温度为1000℃，耐火砖与绝热砖界面处的温度为940℃，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138℃，试求：
（1） 绝热层需几块绝热砖； （2） 普通砖外侧温度为多少？ 解：（1）b2=?
230mm . . 则：绝热层需两块绝热砖。 校核t2=? （2）t4=? 3、Φ50×5㎜的不锈钢管，导热系数λ1＝16Ｗ／（ｍ·Ｋ），外面包裹厚度为30mm导热系数λ２＝0.2W/（ｍ·Ｋ）的石棉保温层。若钢管的内表面温度为623Ｋ，保温层外表面温度为373Ｋ，试求每米管长的热损失及钢管外表面的温度。 解：已知钢管的内半径r1? 钢管的外半径r2?50?2?5?20mm 250?25mm 2 保温层的外半径r3?25?30?55mm 根据式（3-12a），每米管长的热损失 由于是定态热传导，故各层传导的热量应该相等，可得到钢t2。 16、每小时8000m3（标准状况）的空气在蒸汽加热器中从12℃ 习题3-3 附图 被加热到42℃，管外表面的温度 压强为400kPa的饱和水蒸气在管外冷凝。若设备的热损失估计为热负荷的5%，试求该换热器的热负荷和蒸气用量。 解：热量衡算：Q?1.05Q冷?1.05?ms2?cp2?(t2?t1) 查得标准状况下的空气物性参数 蒸汽用量：ms1?Q91??0.0426kg/s r2138.517、在一套管式换热器中，用冷却水将1.25kg/s的苯由350K冷却至300K，冷却水进出口温度分别为290K和320K。试求冷却水消耗量。 解：由苯的定性温度t?350?300?325K，查苯的物性参数cp?1.84kJ/（kg?oC） 2由苯计算热负荷Q?ms1?cp1?(T1?T2)?1.25?1.84?(350?300)?115kW 由冷却水的定性温度t?290?320?305K，查水的物性参数cp?4.18kJ/（kg?oC） 218、在一列管式换热器中，将某溶液自15℃加热至40℃，载热体从120℃降至60℃。试计算换热器逆流和并流时的冷、热流体平均温度差。 解：（1）逆流时平均温度差为 并流：?tm并??t1??t2105?20??51.3oC ?t105ln()ln(1)20?t2120 40 120 80 15 105 60 15 60 45 40 20 19、在一单壳程、四管程的列管式换热器中，用水冷却油。冷却水在壳程流动，进出口温度分别为15℃和32℃。油的进、出口温度分别为100℃和40℃。试求两流体间的温度差。 . . 解：先按逆流时计算，逆流时平均温度差为 ?tm逆??t1??t268?25??43.0oC ?t68ln()ln(1)25?t2100 32 68 40 15 25 '折流时的对数平均温度差为?tm???tm其中φ?f(R,P) 逆由图3-27（a）查得φ?0.9，故?tm?0.9?43.0?38.7C 20、在一内管为?180?10mm的套管式换热器中，管程中热水流量为3000kg/h，进、出口温度分别为为90℃和60℃。壳程中冷却水的进、出口温度分别为20℃和50℃，总传热系数为2000W/(m2?℃)。试求：（1）冷却水用量；（2）逆流流动时的平均温度差及管子的长度；（3）并流流动时的平均温度差及管子的长度； o解：（1）水的比热cp?4.186kJ/(kg?C) o（2）逆流时平均温度差为 ?tm?40?40?40℃ 2?t1??t270?10??30.8oC ?t70ln()ln(1)10?t2（3）并流时平均温度差为 90 50 40 90 20 70 60 20 40 60 50 10 ?tm逆?21、在一内管为?25?2.5mm的套管式换热器中，CO2气体在管程流动，对流传热系数为40 W/(m2?℃)。壳程中冷却水的对流传热系数为3000W/(m2?℃)。试求：（1）总传热系数；（2）若管内CO2气体的对流传热系数增大一倍，总传热系数增加多少；（3）若管外水的对流传热系数增大一倍，总传热系数增加多少；（以外表面积计） 解：d2?0.02m,d1?0.025m,dm?0.0225m,b?0.0025m 查得碳钢的导热系数λ?45W/(m?K) 取管内CO2侧污垢热阻Rs2=0.53?10-3 (m2?K/W) 管外水侧热阻Rs1=0.21?10-3 (m2?K/W) (1)总传热系数（以外表面积计） （2）管内CO2气体的对流传热系数增大一倍，即??2=80W/(m2?K) 总传热系数增加92.8% （3）若管外水的对流传热系数增大一倍，??1=6000W/(m2?K) 总传热系数增加0.7% 第五章气体吸收 气液平衡 .