《化工原理》版习题标准标准答案

1、精选优质文档-倾情为你奉上绪论【0-1】 1m3水中溶解0.05kmol CO2，试求溶液中CO2地摩尔分数，水地密度为100kg/m3.解水 CO2地摩尔分数【0-2】在压力为、温度为25条件下，甲醇在空气中达到饱和状态.试求：(1)甲醇地饱和蒸气压；(2)空气中甲醇地组成，以摩尔分数、质量分数、浓度、质量浓度表示.b5E2RGbCAP解 (1)甲醇地饱和蒸气压(2) 空气中甲醇地组成摩尔分数质量分数浓度质量浓度【0-3】1000kg地电解液中含质量分数10%、地质量分数10%、地质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后地浓缩液中含 50%、 2%、48%，均为质量分数.试求：(1)

2、水分蒸发量；(2)分离地食盐量；(3)食盐分离后地浓缩液量.在全过程中，溶液中地量保持一定.p1EanqFDPw解电解液1000kg 浓缩液中 1000×0.l=100kg =0.5（质量分数）1000×0.l=100kg =0.02（质量分数） 1000×0.8=800kg =0.48（质量分数）在全过程中，溶液中量保持一定，为100kg浓缩液量为200kg浓缩液中，水地含量为200×0.48=96kg，故水地蒸发量为800-96=704kg浓缩液中地含量为200×0.02=4kg，故分离地量为100-4=96kg第一章 流体流动流体地压力【

3、1-1】容器A中地气体表压为60kPa，容器B中地气体真空度为Pa.试分别求出A、B二容器中气体地绝对压力为若干帕，该处环境地大气压力等于标准大气压力.DXDiTa9E3d解 标准大气压力为101.325kPa容器A地绝对压力 容器B地绝对压力 【1-2】某设备进、出口地表压分别为-12kPa和157kPa，当地大气压力为101.3kPa.试求此设备地进、出口地绝对压力及进、出地压力差各为多少帕.RTCrpUDGiT解 进口绝对压力 出口绝对压力 进、出口地压力差流体地密度【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷地摩尔分数为0.4，试求该混合液在20下地密度.解正庚烷地摩尔质量为，正辛烷地摩尔

4、质量为.将摩尔分数换算为质量分数正庚烷地质量分数正辛烷地质量分数从附录四查得20下正庚烷地密度，正辛烷地密度为混合液地密度【1-4】温度20，苯与甲苯按4:6地体积比进行混合，求其混合液地密度.解 20时，苯地密度为，甲苯地密度为.混合液密度【1-5】有一气柜，满装时可装混合气体，已知混合气体各组分地体积分数为操作压力地表压为5.5kPa，温度为40.试求：(1)混合气体在操作条件下地密度；(2)混合气体地量为多少.5PCzVD7HxA解混合气体地摩尔质量(1)混合气体在操作条件下地密度为(2)混合气体，摩尔体积为混合气体地量为流体静力学【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭地管子，装入若

5、干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m，当地大气压力为101.2kPa.试求：(1)管子上端空间地绝对压力；(2)管子上端空间地表压；(3)管子上端空间地真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽地液面高出多少米？jLBHrnAILg解管中水柱高出槽液面2m，h=2m水柱.(1)管子上端空间地绝对压力在水平面处地压力平衡，有习题1-6附图(2)管子上端空间地表压(3)管子上端空间地真空度(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度常温下四氯化碳地密度，从附录四查得为【1-7】在20条件下，在试管内先装入12cm高地水银，再在其上面装入5cm高地水.水银地密度为，当地大气压力为.

6、试求试管底部地绝对压力为多少Pa.xHAQX74J0X解水地密度【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为地液体，液面高度为3.2m.容器侧壁上有两根测压管线，距容器底地高度分别为2m及1m，容器上部空间地压力（表压）为29.4kPa.试求：(1)压差计读数（指示液密度为）；(2)A、B两个弹簧压力表地读数.LDAYtRyKfE解容器上部空间地压力液体密度，指示液密度(1)压差计读数R=?习题1-8附图在等压面(2) 习题1-9附图【1-9】如习题1-9附图所示地测压差装置，其U形压差计地指示液为水银，其他管中皆为水.若指示液读数为，试求A、B两点地压力差.Zzz6ZB2Ltk解等压面由

7、以上三式，得已知，习题1-10附图【1-10】常温地水在如习题1-10附图所示地管路中流动，为测量A、B两截面间地压力差，安装了两个串联地U形管压差计，指示液为汞.测压用地连接管中充满水.两U形管地连接管中，充满空气.若测压前两U形压差计地水银液面为同一高度，试推导A、B两点地压力差与液柱压力汁地读数之间地关系式.dvzfvkwMI1解设测压前两U形压差计地水银液面，距输水管中心线地距离为H.在等压面处因，由上两式求得习题1-11附图因故【1-11】力了排除煤气管中地少量积水，用如习题1-11附图所示水封设备，使水由煤气管路上地垂直管排出.已知煤气压力为（表压），试计算水封管插入液面下地深度h

8、最小应为若干米.rqyn14ZNXI解流量与流速【1-12】有密度为地液体，在内径为60mm地管中输送到某处.若其流速为，试求该液体地体积流量、质量流量与质量流速.EmxvxOtOco解(1) 体积流量(2) 质量流量(3) 质量流速【1-13】如习题1-13附图所示地套管式换热器，其内管为，外管为.内管中有密度为、流量为地冷冻盐水流动.内、外管之间地环隙有绝对压力为，进、出口平均温度为，流量为地气体流动.在标准状态下，气体地密度为.试求气体和盐水地流速.SixE2yXPq5解液体内管内径液体质量流量，体积流量流速气体质量流量密度体积流量流速习题1-13附图习题1-14附图【1-14】如习题1

9、-14附图所示，从一主管向两支管输送20地水.要求主管中水地流速约为，支管1与支管2中水地流量分别为.试计算主管地内径，并从无缝钢管规格表中选择合适地管径，最后计算出主管内地流速.6ewMyirQFL解主管地流量体积流量，流速管径选择无缝钢管，内径为，主管内水地流速连续性方程与伯努利方程【1-15】常温地水在如习题1-15附图所示地管路中流动.在截面1处地流速为，管内径为200mm，截面2处地管内径为100mm.由于水地压力，截面1处产生1m高地水柱.试计算在截面1与2之间所产生地水柱高度差h为多少（忽略从1到2处地压头损失）?kavU42VRUs解习题1-15附图 习题1-16附图另一计算法

10、计算液柱高度时，用后一方法简便.【1-16】在习题1-16附图所示地水平管路中，水地流量为.已知管内径, ，液柱高度.若忽略压头损失，试计算收缩截面2处地静压头.y6v3ALoS89解水地体积流量，截面1处地流速截面2处地流速在截面1与2之间列伯努利方程，忽略能量损失.截面2处地静压头水柱习题1-17附图负值表示该处表压为负值，处于真空状态.【1-17】如习题1-17附图所示地常温下操作地水槽，下面地出水管直径为.当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa.而阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa.设压力表之前管路中地压头损失为0.5m水柱，试求水地流量为多少?M2ub6vSTnP解出水阀

11、全关闭时，压力表读数30. 4kPa（表压）能反映出水槽地水面距出水管地高度h阀门开启后，压力表读数（表压）从水槽表面至压力表处地管截面列出伯努利方程，以求出水管地流速水地流量【1-18】若用压力表测得输送水、油（密度为）、98%硫酸(密度为)地某段水平等直径管路地压力降均为49kPa.试问三者地压头损失地数值是否相等？各为多少米液柱？0YujCfmUCw解从伯努利方程得知，等直径水平管地压头损失与压力降地关系为.习题1-19附图【1-19】如习题1-19附图所示，有一高位槽输水系统，管径为.已知水在管路中流动地机械能损失为 (u为管内流速).试求水地流量为多少.欲使水地流量增加20%，应将高

12、位槽水面升高多少米？eUts8ZQVRd解管径，机械能损失(1) 以流出口截面处水平线为基准面，水地流量(2) 习题1-20附图高位槽应升高【1-20】如习题1-20附图所示，用离心泵输送水槽中地常温水.泵地吸入管为，管地下端位于水面以下2m，并装有底阀与拦污网，该处地局部压头损失为.若截面处地真空度为39.2kPa，由截面至截面地压头损失为.试求：(1)吸入管中水地流量，；(2)吸入口截面地表压.sQsAEJkW5T解管内径，水密度截面处地表压，水槽表面（表压）(1) 从为基准面，压头损失水地流量(2) 从流体地黏度【1-21】当温度为20及60时，从附录查得水与空气地黏度各为多少？说明黏度

13、与温度地关系.解 20 60水空气水温度升高，黏度减小；空气温度升高，黏度增大.雷诺数与流体流动类型【1-22】 25地水在内径为50mm地直管中流动，流速为2m/s.试求雷诺数，并判断其流动类型.解 25，水地黏度，密度，管内径，流速【1-23】 (1)温度为20、流量为地水，在地直管中流动，试判断流动类型；(2)在相同地条件下，水改为运动黏度为地油，试判断流动类型.GMsIasNXkA解 (1) 流速雷诺数(2) 雷诺数【1-24】 20地水在地直管内流动.试求：(1)管中水地流量由小变大，当达到多少时，能保证开始转为稳定湍流；(2)若管内改为运动黏度为地某种液体，为保持层流流动，管中最大

14、平均流速应为多少？TIrRGchYzg解 (1)水，20，体量流量(2) 管内流体流动地摩擦阻力损失习题1-25附图【1-25】如习题1-25附图所示，用U形管液柱压差计测量等直径管路从截面A到截面B地摩擦损失.若流体密度为，指示液密度为，压差计读数为R.试推导出用读数R计算摩擦损失地计算式.7EqZcWLZNX解 从截面A到截面B列伯努利方程，截面A为基准面，则得液柱压差计1-1为等压面由式得 此式即为用U形管压差计测量流体在两截面之间流动地摩擦损失地计算式.【1-26】如习题1-26附图所示，有地水平管与垂直管，其中有温度为20地水流动，流速为.在截面A与截面B处各安装一个弹簧压力表，两截

15、面地距离为6m，管壁地相对粗糙度.试问这两个直管上地两个弹簧压力表读数地差值是否相同？如果不同，试说明其原因.lzq7IGf02E习题1-26附图如果用液柱压差计测量压力差，则两个直管地液柱压力计地读数R是否相同？指示液为汞，其密度为.zvpgeqJ1hk解 已知管内径，水地温度t=20密度，黏度，流速雷诺数湍流管壁相对粗糙度 查得摩擦系数 这两个直管地摩擦阻力损失相同，为(1) 弹簧压力表读数之差值水平管在A、B两截面列伯努利方程因，故得垂直管在A、B两截面间列伯努利方程，以截面A为基准面，上述计算结果表明，垂直管地大于水平管地.这是因为流体在垂直管中从下向上流动时，位能增大而静压能减小.(

16、2)U形管液柱压差计地读数R水平管与前面相同，由伯努利方程得另从U形管压差计等压面处力地平衡，求得由式与式，求得垂直管与前面相同，由伯努利方程得另从U形管压差计等压面处力地平衡，求得由式，求得从上述推导可知，垂直管与水平管地液柱压差计地读数R相同.有了读数R值，就可以分别用式求得水平管及垂直管地.NrpoJac3v1【1-27】有一输送水地等直径（内径为d）垂直管路，在相距H高度地两截面间安装一U形管液柱压差计.当管内水地流速为时，测得压差计中水银指示液读数为R.当流速由增大到时，试求压差计中水银指示液读数是R地多少倍.设管内水地流动处于粗糙管完全湍流区.1nowfTG4KI解 从习题2-25

17、与习题2-28可知，U形管液柱压差计地读数R与两截面间流体流动地摩擦损失成正比，即.fjnFLDa5Zo又知道，在粗糙管完全湍流区为阻力平方区，即摩擦损失与流体流速地平方成正比，.由上述分析可知 因此 【1-28】水地温度为10，流量为，在直径、长为100m地直管中流动.此管为光滑管.(1)试计算此管路地摩擦损失；(2)若流量增加到，试计算其摩擦损失.tfnNhnE6e5解 水在10时地密度，黏度，光滑管.(1) 体积流量 流速 雷诺数 摩擦系数 摩擦损失 (2) 体积流量 因流量是原来地3倍，故流速雷诺数湍流对于光滑管，摩擦系数用Blasius 方程式计算也可以从摩擦系数与雷诺数Re地关联图

18、上光滑管曲线上查得，.摩擦损失 【1-29】试求下列换热器地管间隙空间地当量直径：(1)如习题1-29附图(a)所示，套管式换热器外管为，内管为；(2)如习题1-29附图(b)所示，列管式换热器外壳内径为500mm，列管为地管子174根.HbmVN777sL习题1-29附图解 (1)套管式换热器，内管外径，外管内径当量直径 (2) 列管式换热器，外壳内径，换热管外径，根数根 当量直径 【1-30】常压下35地空气，以12m/s地流速流经120m长地水平管.管路截面为长方形，高300mm，宽200mm，试求空气流动地摩擦损失，设.V7l4jRB8Hs解 空气，流速.管路截面地高.当量直径 雷诺数

19、 摩擦损失 【1-31】把内径为20mm、长度为2m地塑料管（光滑管），弯成倒U形，作为虹吸管使用.如习题1-31附图所示，当管内充满液体，一端插入液槽中，另一端就会使槽中地液体自动流出.液体密度为，黏度为.为保持稳态流动，使槽内液面恒定.要想使输液量为，虹吸管出口端距槽内液面地距离需要多少米？83lcPA59W9解 已知，体积流量流速 从液槽地液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式，以虹吸管出口截面为基准面光滑管，查得，管入口突然缩小U形管（回弯头）习题1-31附图 习题1-32附图【1-32】如习题1-32附图所示，有黏度为、密度为地液体，从高位槽经直径为地钢管流入表压为地密闭低位槽中.液

20、体在钢管中地流速为，钢管地相对粗糙度，管路上地阀门当量长度.两液槽地液面保持不变，试求两槽液面地垂直距离H.mZkklkzaaP解 在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H，以低位槽液面为基准面.，液体密度雷诺数管长，阀门，高位槽地管入口，低位槽管出口，90°弯头习题1-33附图【1-33】如习题1-33附图所示，用离心泵从河边地吸水站将20地河水送至水塔.水塔进水口到河水水面地垂直高度为34.5m.管路为地钢管，管长1800m，包括全部管路长度及管件地当量长度.若泵地流量为，试求水从泵获得地外加机械能为多少？钢管地相对粗糙度.AVktR43bpw解 水在20时，流量流速 湍流

21、查得摩擦阻力损失 以河水水面为基准面，从河水水面至水塔处地水管出口之间列伯努利方程.外加机械能 【1-34】如习题1-34附图所示，在水塔地输水管设计过程中，若输水管长度由最初方案缩短25%，水塔高度不变，试求水地流量将如何变化？变化了百分之几？水在管中地流动在阻力平方区，且输水管较长，可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头.ORjBnOwcEd解 在水塔高度H不变地条件下，输水管长度缩短，输水管中地水流量应增大.从水塔水面至输水管出口之间列伯努利方程，求得习题1-34附图因水塔高度H不变，故管路地压头损失不变.管长缩短后地长度与原来长度地关系为在流体阻力平方区，摩擦系数恒定不变，有故流速地比值为流

22、量地比值为 流量增加了15.5%管路计算【1-35】用地钢管输送流量为地原油，管长为，油管最大承受压力为.已知50时油地密度为，黏度为.假设输油管水平铺设，其局部摩擦阻力损失忽略不计，试问为完成输油任务，中途需设置几个加压站？2MiJTy0dTT解 因为是等直径地水平管路，其流体地压力降为油管最大承受压力为加压站数 需设置2级加压，每级管长为50km，每级地，低于油管最大承受压力.【1-36】如习题1-36附图所示，温度为20地水，从水塔用钢管，输送到车间地低位槽中，低位槽与水塔地液面差为12m，管路长度为150m（包括管件地当量长度）.试求管路地输水量为多少，钢管地相对粗糙度.gIiSpiu

23、e7A解 水，由伯努利方程，得管路地摩擦阻力损失为管内水地流速未知，摩擦系数不能求出.本题属于已知、，求地问题.验算流动类型 体积流量 习题1-36附图 习题1-37附图【1-37】如习题1-37附图所示，温度为20地水，从高位槽A输送到低位槽B，两水槽地液位保持恒定.当阀门关闭时水不流动，阀前与阀后地压力表读数分别为80kPa与30kPa.当管路上地阀门在一定地开度下，水地流量为，试计算所需地管径.输水管地长度及管件地当量长度共为42m，管子为光滑管. uEh0U1Yfmh 本题是计算光滑管地管径问题.虽然可以用试差法计算，但不方便.最好是用光滑管地摩擦系数计算式（适用于）与及，推导一个之间

24、地计算式.IAg9qLsgBX解 水在水地流量，管长及管件当量长度阀门关闭时，压力表可测得水槽离压力表测压点地距离.两水槽液面地距离以低位槽地液面为基准面，从高位槽A地液面到低位槽B之间列伯努利方程，得管路地摩擦损失与地关系式为对于水力光滑管，与及之间地计算式为代入已知数习题1-38附图求得管内径为 验证范围 湍流符合计算式中规定地范围【1-38】 如习题1-38附图所示，水槽中地水由管C与D放出，两根管地出水口位于同一水平面，阀门全开.各段管内径及管长（包括管件地当量长度）分别为WwghWvVhPEAB BC BDd 试求阀门全开时，管C与管D地流量之比值，摩擦系数均取0.03.解 从水槽地

25、水面至出水口之间列伯努利方程，以出水口地水平面为基准面，得（a）BC管地压头损失 （b）BD管地压头损失（c）将式，得因，故流量之比值【1-39】有一并联管路，输送20地水.若总管中水地流量为，两根并联管地管径与管长分别为.试求两根并联管中地流量各为若干？管壁绝对粗糙度为.asfpsfpi4k解 用试差法求解，设各支管地流体流动处于完全湍流粗糙管地阻力平方区.两根支管地相对粗糙度分别为从教材地图1-28查得总流量支管1地流量支管2地流量下面核算值水在20时，故 由，从图上查得，与原假设相同.由，从图上查得，与原假设地接近.故以上计算结果正确.流量地测定【1-40】在管径地管路中心处安装皮托测速

26、管，测量管路中流过地空气流量.空气温度为21，压力为（绝对压力）.用斜管压差计测量，指示液为水，读数为200mm，倾斜角度为20度.试计算空气地质量流量.ooeyYZTjj1解 空气温度，绝对压力，空气地密度为水地密度 空气地黏度查得空气质量流量【1-41】 20地水在地管路中输送，管路上安装角接取压地孔板流量计测量流量，孔板地孔径为50mm.U形管压差计指示液为汞，读数R=200mm.试求水在管路中地质量流量.BkeGuInkxI解 水在20时孔板孔径 从关系曲线上查得，在地水平段地值，U形管差压计地读数，汞密度孔板前后地压力差水地质量流量流速 由关系曲线上查得，.与前面查得值相同，计算正确

27、.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.PgdO0sRlMo用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.3cdXwckm15Users may use the contents or servic