化工原理少课时答案

/第1章流体流动与输送机械静力学4．1５7×102kPa（表压）(1）pB＝-8７６.４Ｐa（2)R｀=0。１78mR｀=0。491m质量守恒u=１.６4ｍ/ｓu1＝0。8８５m／ｓ(大管)u２=1．274m/s(小管)qm=4.60ｋg/s机械能守恒qv=５7.７6m3ｄmｉn=0.0466mｈf，1－2=0．７6７J/kgqv=0。1814m3４。16m(1)hｆ，1—2=２．58J/kg;（2）若管道倾斜，qｖ不变,则u1,ｕ2及hf必然不变，可判断R相同H=7。０８m流动型式（1）Rｅ＝131５〈2００0，是层流流动；（2)l=7309。9ｍ(1）qv＝3.33m3/h；(2）p1下降，p2上升管路计算11。6３%（1）qv=95.52m3/h；（2）pB=39166.7Ｎ/ｍ２hf1＝0.32m，ｈf２＝1.1１ｍ，hf3＝3.98m。比较：Hf２/Ｈf1=3。47,Ｈｆ3/Hｆ1=1２.4４ｑv＝3．18m3流量测量qｖ＝２5．６m3Rmax=１．092ｍ（1）Δz=４。44m；(2)R2=６8．26mm；（3）ζ’=29。3,因高位槽水位不变，流量减小,阀前管路阻力减小,必引起a点压强Ｐa增大。泵的安装高度[Hg］=－0。８23m［Hg］=4．４9m泵的特性Hｅ=50.4mPe=539Ｗ；η=5１。3%（1）Ｐｅ＝439.8W；(２)Ｐa=0。733kW泵的选用因为Hｅ=20m,ｑv=40ｍ3带泵管路(1）ｑv＝6。67m3Pａ＝4.436ｋＷｑv=42。３９m3qv=6．0m3qv＝2２。0m3(１）qv＝1４.76ｍ(1)Pa=855W;（2）P3＝21５.６2kPa(1）真空表的读数是51.5kＰａ;(2）Pa=４。26kＷ;（3)H=2９.7m第2章传热热传导ｂ１=０.2５ｍ,ｂ2＝0.14m，t3=242.8℃Q=4140kJ/ｈ（1)q=6０８Ｗ/ｍ2;（2)t3＝６７8℃(1）Q=-45W；(２)Q＝－５９W;（3）上述计算结果表明,将导热系数比较小的保温材料置于保温内层,保温效果更好。t2=t1-０．152Q/(λｌ）（1)Q/l=３51．7W/m；(２)t2＝273.8℃（1)λ=44.9W/(m·Ｋ）；（２)δ＝30ｍm；(3)1１9．8℃Q＝10３4．４kWＱ=221．3ｋW，qｍ＝0．０9８2kｇ/ｓＷ=３３８0ｋg／h对流给热3.４8２倍α１’=０．583α(1）α=５023．7W／(m2·K）；(2)α’＝5812。6W/(m２·K）传热系数计算2—14(1）Ko=４4.６6Ｗ/(ｍ2·Ｋ）;（2）Ko’＝8０．70W/（m2·K），即传热系数增大了80。74%;（３)Ko’’=45．94W／（ｍ2·K），即仅增大了2．８7％2-1５(1）Ｋｏ＝93．95W/（m2·K);（2）Ｋo＝85.９5W／（m2·K)2—16Ｋ=2０22W/（m2·K）2－１7K=4４6.03W/（m２·℃），qm2=３521．5ｋg/h２－１８并流时,Δtm=6４．52℃；逆流时，Δｔm=８4.90℃２—1９并流时,Δtm=３９。9℃；逆流时，Δｔm=44.8℃传热过程计算Ko=40.39W/（m·Ｋ），Ａo=１7４．１m（1)qm2＝79８2kg／h；(2）并流时，Δtｍ=27。19℃，l并=3.３９m;；逆流时，Δtｍ＝3２.７4℃，l逆=2.813m１５%(１)T=124。2℃；(2)t2＇=88．0５℃ｌ’＝１。855３mA需=10．３8m2,换热器实际具有的面积为A实际=11m２＞（1）l=２.９94ｍ≈3m；(2)t2’＝9２．02℃，(3）在给定的溶液流量下，产生垢层热阻后，要保持溶液的进、出口温度为原值,采取的措施为清除污垢或提高加热蒸汽温度(即调节加热蒸汽的压强)（1）A需=2。８0５m2＜Ａ实际=3m２，故可用;（2）A需=3．44ｍ2〉Ａ实际=3m2,故不可用（１)αi=９0．21W/（m2·℃）;（2）Ｋo=71.64W/(m2·℃)；(3)Q=14４44４．4４W,Q负荷＝1６３44.8W，可见：换热器的热负荷大于要求的换热量，故此换热器可用;（４)Tw=107.65℃，所以壁温接近于外侧蒸汽温度(或α大的一侧流体的温度）。(1）W＝10２．95kg/h;（2）A=1.303m2；（3)Ｔ’=1４5.6℃（1）W=359．２kg/h；（2)Ｋｉ=３７8。76Ｗ／(m2·℃）（3)ｌ=50．８１m换热器核算ｔ=7３．0８℃ｔ2＇＝8４.5４℃（１）K=32１.57W/（m2·K)；（2）不能保证水溶液的出口温度不低于３0℃.计算结果说明，只有当A’=14.１ｍ2时，才能保证t２’＝３０℃Ｑ＝496218。7５WＴ’=1１６.6℃(１）t=５０．65℃,ｌ=11.0１m;(2）9。５８％(1）T=12４。3℃；（２)t２'=88。13℃（1）Ko=８3４。35W／(ｍ2·℃),αi=３５9８.2W/（m2·℃)，αo=24９２.88W/(m2·℃）；（２）３9。5%(1）αi=９3７．４2W／(m2·℃)；（2)l=11。49ｍ；（３)t2＇=71℃（１）Ai＝３３．３5ｍ2；（２）t2’=55。76℃（1)A需=７2．6m2>A实际=60。6１ｍ2，故此换热器不能满足要求；（２）t２'＝10３．８5℃，W=５.６7×10—４（m2·℃）/W（1）Ｔ2'=59.6℃；(２)0.5０7２倍;（3）t2＇＇＝２9.4℃T2＇＇=5７。5℃第３章非均相机械分离过程颗粒沉降μ＝０。0152Ｐａ·sｄp=7５.3μmｕt’=０。02m/sｄｐ=１７．5μmｑｖ=807ｍ3在水中,ｕｔ=8.06×10—4m/s;常压空气，uｔ=0.0７2ｍ/s(１)先除尘后升温，qv=10.92m３/ｈ；（２)先升温后除尘,qv=6.0m3/ｈ过滤τw=2.182hK=2×1０－4m（1）τ１=26。67min;(2）q２－q１＝0.828ｍ3/m2；(3）τw（１）τ１=1。２77h；(2)２。０7m3；（3）τw=３５miｎ（1）Ｖ’=２。828m3；(2）V’’=3.28２ｍ3τ2＝2。25h（１)0.671h；（2）0.１９4m3/h第４章吸收气液相平衡４－1(１）plｅ=５。4kPa=p，故处于平衡;（2)ｐ２e=2.７kPa<p，故处于吸收；（３）p3ｅ=8．1ｋＰa＞p,故处于解吸；（4）xｅ=3.6×１0—５,ｘ=5．４×10－4，故ｘ＞xｅ,故解吸4—2pe=2６。19kPa，pco２=1５kPa，pe>ｐco2,故发生解吸。以分压表示的总传质推动力为:Δp=11.１9kPa扩散和相际传质速率Ky=3.656×10－4kmoｌ／（m2·s)吸收过程数学描述略吸收过程物料衡算y１=0.04,y2＝0。０0２，x1=0．０1267,x２=0填料层高度计算H=3。06m（1）x１=0。0267；（2）H＝8．5m，即所需填料层高度应为８。5ｍ，大于６ｍ，故该塔不合用（1）β=1.053；(2)x1＝0．０２85;（3）NOG=1９（1）x1=0．006；（２）H=５.9m（1）β=１。３2；（2)x１=０.0228，ＮＯG=7。84（1）x1＝0．０0０3；(２）HOG=0。50５ｍ；（3）H=5.4m填料塔核算(1）NOＧ=4.6;（2)１。46倍(1）HOG＝0。695ｍ，Ｋya=０。０467kmol/(m2·s）;（2)W=2５3kｇ／hy2=0.0０2(1）η'＝0.8７；（2）x1’第5章精馏相平衡（1）t=6５。3３℃;（2）ｘA=0。５12(1)ｔ=81.36℃;（2）yA＝０。187物料衡算、操作线方程(1）；（２）；(３）D=17．1kmoｌ/h,F＝8２。９kmol／ｈ，ｘｗ＝0．438=11kmoｌ/h(1）D=2０kmoｌ/h,W=80kｍｏｌ/ｈ;（２）Ｒ=2（１）Ｄ=43.８kｍｏl／h,W=56。２kmｏｌ／ｈ；（２)R＝2。01xD＝０。87５（1）Rｍｉn=0.8；（2)V=＝130ｋmol/h;(3)ｙ=0。６154x＋0.3654(1)xD＝０.83；（２）q＝１/3;（3）y=1。3７5x-0。01875（１)yn+１＝0。76xn＋0.22;（2）y＝１.52ｘ-0．021理论板数计算全塔1６块理论板（含塔釜），加料板为第8块理论板N=1４．3,ＮT=15(含塔釜）精馏塔核算xＤ，ｍax=0.7５xＤ，max＝1，精馏段操作线方程为:yn＋1=０.75xn+0.２5;提留段操作线方程为：ym＋1=２xm-0.１25ｘＤ=0。889,xｗ=０.194第6章其他传质分离方法萃取计算(1）xA=0.06,ｙA=０。046，E＝64.1ｋg，Ｒ＝2５．9kｇ;(2）ｋA=0.76７，β=14。6（1)xA＝0。15，yA=0。１８,Ｅ=92。２kｇ，R＝8７．8kｇ;(2)E０＝21.31kg，R０(1）yＢ=０.０526，ｘＢ=0.８25,R＝８8．6kｇ,E=130.5kｇ;（2）Ｓ=１19。1kg(1）Ｓ’=5９kg；(2）xA，min=０．06结晶计算m=４.47ｋgt=４4．9℃吸附计算α=１3８.３m2／gτB=６。83ｈ膜分离计算6—9淡水ｗ2=0.0005;浓盐水w3=0．08２6;进口端：ＪV1＝０。0125kg/(m2.ｓ）；出口端：JV2=0.00436kｇ/（ｍ２.s）第７章固体干燥湿空气的性质0．924W水＝0．0１７４ｋg水/ｋg干气，Q=8７。6kＪ／kｇ干气７-3干球温度／℃湿球温度/℃湿度/(kｇ水/kg干气)相对湿度/%热焓／（ｋＪ/ｋg干气)水汽分压/kPa露点/℃0。031９11．01654．83２.5350。02６20125４。１280.０2095３.２255７３3２13．72８3０0.01９6２5９8２3(1)ΔI＝1.25kJ／kg干气;（2）t=５5.９℃；（３)t＝54.7℃间歇干燥过程计算自由含水量＝0.２43kg水/kg干料；结合水含水量=