化工原理(第二版)练习题及答案 上册

化工原理（第二版）练习题

第一章 流体流动习题

一、概念题

1．某封闭容器内盛有水，水面上方压强为p 0，如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计，其读数分别为R 1、R 2和R 3，试判断：

1）R 1 R 2（＞，＜，＝）； 2）R 3 0（＞，＜，＝）；

3）若水面压强p 0增大，则R 1 R 2 R 3 有何变化？（变大、变小，不变）

2．如图所示，水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段，已知122d d =，d 1管段流体流动的速度头为0.8m ，h 1=0.7m ，忽略流经AB 段的能量损失，则h 2= m ，h 3= m 。

3．如图所示，管中水的流向为A →B ，流经AB 段的能量损失可忽略，则p 1与p 2的关系为 。

21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D <

4．圆形直管内，Vs 一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的 倍，高度湍流时，h f 是原值的 倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。

5．某水平直管中，输水时流量为Vs ，今改为输2Vs 的有机物，且水μμ2=，水ρρ5.0=，设两种输液下，流体均处于高度湍流状态，则阻力损失为水的

倍；管路两端压差为水的 倍。

6．已知图示均匀直管管路中输送水，在A 、B 两测压点间装一U 形管压差计，指示液为水银，读数为R （图示为正）。则：

1）R 0（>，=，<）

2）A 、B 两点的压差p ?= Pa 。

)()ρρ-i Rg A gh Rg B i ρρρ+-)() )()ρρρ--i Rg gh C gh Rg D i ρρρ--)()

3）流体流经A 、B 点间的阻力损失f h 为 J/kg 。

4）若将水管水平放置，U 形管压差计仍竖直，则R ，p ? ，f h 有何变化？

7．在垂直安装的水管中，装有水银压差计，管段很短，1，2两点间阻力可近似等于阀门阻力。如图所示，试讨论：

1）当阀门全开，阀门阻力可忽略时，1p 2p （＞，＜，＝）；

2）当阀门关小，阀门阻力较大时，1p 2p （＞，＜，＝），R （变大，变小，不变）；

3）若流量不变，而流向改为向上流动时，则两压力表的读数差p ? ，R ；（变大，变小，不变）。

8．图示管路两端连接两个水槽，管路中装有调节阀门一个。试讨论将阀门开大或关小时，管内流量V q ，管内总阻力损失∑f h ，直管阻力损失1f h 和局部阻力损失2f h 有何变化，并以箭头或适当文字在下表中予以表达（设水槽液位差H 恒定）。 总阻力损失∑f h 直管阻力损失

1f h 局部阻力损失2f h 流量V q

阀开大 不变 变大 变小 变大 阀关小 不变 变小 变大 变小

9．图示管路，若两敞口容器内液位恒定，试问：

1）A 阀开大，则V q ；压力表读数1p ；2p ；21/f f h h ；21/V V q q 。

2）B 阀关小，则V q ；压力表读数1p ；2p ；21/f f h h ；21/V V q q 。

10．流量Vs 增加一倍，孔板流量计的阻力损失为原来的 倍，转子流量计的阻力损失为原来的 倍，孔板流量计的孔口速度为原来的 倍，转子流量计的流速为原来的 倍，孔板流量计的读数为原来的 倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的 倍。

11．某流体在一上细下粗的垂直变径管路中流过。现注意到安在离变径处有一定距离的粗、细两截面的的压强表读数相同。故可断定管内流体( )。

A. 向上流动； C. 处于静止；

B. 向下流动； D. 流向不定

12．下面关于因次分析法的说法中不正确的是（ ）。

Ａ．只有无法列出描述物理现象的微分方程时，才采用因次分析法；

Ｂ．因次分析法提供了找出复杂物理现象规律的可能性；

Ｃ．因次分析法证明：无论多么复杂的过程，都可以通过理论分析的方法来解决；

Ｄ．因次分析法能解决的问题普通实验方法也同样可以解决

13．流体在直管内流动造成的阻力损失的根本原因是 。 1４．因次分析法的依据是 。

1５．在滞流区，若总流量不变，规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍；湍流、光滑管（λ＝0.3164/Re 0.25）条件下，上述直管串联时的压降为并联时的 倍；在完全湍流区，上述直管串联时的压降为并联时的 倍。

16．如图示供水管线。管长L ，流量V ，今因检修管子，用若干根直径为1/2d ，管长相同于L 的管子并联代替原管，保证输水量V 不变，设λ为常数，ε/d 相同。局部阻力均忽略，则并联管数至少 根。

二、问答题

1．一无变径管路由水平段、垂直段和倾斜段串联而成，在等长度的A 、B 、C 三段两端各安一U 形管压差计。设指示液和被测流体的密度分别为0ρ和ρ，当流体自下而上流过管路时，试问：

（1）A 、B 、C 三段的流动阻力是否相同？

（2）A 、B 、C 三段的压差是否相同？

（3）3个压差计的读数A R 、B R 、C R 是否相同？试加以论证。

2.下面两种情况，可不可以用泊谡叶方程（

232d f lu p μ?）直接计算管路两端

的压强差？ （1）水平管，管内径为50mm ，流体的密度为996kg/m 3，粘度为0.894mPa.s,流速为２m/s 。 （2）垂直管，管内径为100mm ，流体的相对密度为0.85，粘度为20mPa.s,流速为0.4m/s 。

三、计算题

1．虹吸管将20℃的苯（密度为800kg/m 3）从池中吸出，虹吸管用直径为d

的玻璃管制成，装置如图。设管中流动按理想流体处理，假设池的直径很大，流动时液面不变。

（1）水在管中流动时，比较A —A 、B —B 、C —C 、D —D 面压力大小？

(2)管中流速大小与哪些因素有关？欲增加管中流速，可采取什么措施？管

中流速的极限值是多少？

2．用离心泵将蓄水池中20℃的水送到敞口高位槽中，流程如本题附图所示。管路为φ57×3.5mm 的光滑钢管，直管长度与所有局部阻力（包括孔板）当量长度之和为250mm 。输水量用孔板流量计测量，孔径d 0=20mm ，孔流系数为0.61。从池面到孔板前测压点A 截面的管长（含所有局部阻力当量长度）为80mm 。U

型管中指示液为汞。摩擦系数可近似用下式计算，即25.0Re /3164.0=λ

当水流量为7.42m 3/h 时，试求：

(1)每kg 水通过泵所获得的净功；

(2)A 截面U 型管压差计的读数R 1；

(3)孔板流量计的U 型管压差计读数R 2。

3．用离心泵向E 、F 两个敞口高位槽送水，管路系统如本题附图所示。已

知：所有管路内径均为33mm ，摩擦系数为0.028，AB 管段的长度（含所有局部阻力的当量长度）为100m ，泵出口处压强表读数为294kPa ，各槽内液面恒定。

试计算：

(1) 当泵只向E槽供水，而不向F槽供水、F槽内的水也不向E槽倒灌（通过调节阀门V1与V2开度来实现），此时管内流速和BC段的长度（包括所有局部阻力当量长度）为若干；

(2) 欲同时向EF两槽供水，试定性分析如何调节两阀门的开度？

假设调节阀门前后泵出口处压强表读数维持不变。

4．密度为900kg/m3的某液体从敞口容器A经过内径为40mm的管路进入敞口容器B，两容器内的液面高度恒定，管路中有一调节阀，阀前管长65m，阀后管长25m（均包括全部局部阻力的当量长度，进出口阻力忽略不计）。当阀门全关时，阀前后的压强表读数分别为80kPa和40kPa。现将调解阀开至某一开度，阀门阻力的当量长度为30m，直管摩擦系数λ=0.0045。试求：

(1) 管内的流量为多少m3/h？

(2) 阀前后的压强表的读数为多少？

(3) 将阀门调至另一开度，且液面高度不在恒定（液面初始高度同上），试求两液面高度差降至3m时所需的时间。（两容器内径均为5m，假定流动系统总能量损失为∑h f=15u2）。

第二章

一：概念题

1、属于正位移泵型式，除往复泵外还有，，等型式。

2、产生离心泵气缚现象的原因是，避免产生气缚的方法有。

3、造成离心泵气蚀的原因是，增加离心泵允许安装高度Hg的措施是和。

4、用同一离心泵分别输送密度为ρ1及ρ2=1.2ρ1的两种液体，已知两者的体积V相等，则He2He1，Ne2Ne1。

5、离心通风机输送ρ=1.2kg/m3空气时，流量为6000m3/h，全风压为240mmH2O，若用来输送ρ＇=1.4kg/m3的气体，流量仍为6000m3/h，全风压为mmH2O 。

6、离心泵的流量调节阀安装在离心泵管路上，关小出口阀门后，真空表读数，压力表读数。

7、两敞口容器间用离心泵输水，已知转速为n1时，泵流量Q1=100l/s，扬程

H1=16m，转速为n2时，Q2=120l/s，H2=20m。则两容器垂直距离= m。

8、若离心泵入口处真空表读数为700mmHg。当地大气压为101.33kPa。则输送

42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa）泵内发生汽蚀现象。

9、用离心泵向高压容器输送液体，现将高压容器的压强降低，其它条件不变，

则该泵输送液体的流量，轴功率。

10．用离心泵将水池中水送至常压水塔，若在离心泵正常操作范围内，将出口阀

开大，则流量V q ，扬程He ，管路总阻力损失∑f H ，轴功率P （变大、变小、不变、不确定）。

11．图示管路用泵将江水送上敞口容器。若在送水过程中江水水位上升，流量 （变大、变小）。现欲维持原流量不变，则出口阀应作如何调节？ 。试比较调节前后泵的扬程 （变大、变小、不变）。

12．图示管路，泵在输送密度为ρ的液体时，流量为V q ，现若改为输送密度为ρ'

液体，（已知ρρ<'），则流量为V

q '。试比较： 1）12p p <时，V q ' V q ，e H ' e H ，e P ' e P （＞，＜，＝）；

2）12p p =时，V q ' V q ，e H ' e H ，e P ' e P （＞，＜，＝）。

13．如图所示循环管路，离心泵输送密度为3/850m kg =ρ的某有机液体，试问：

1）若池中液面上升，则：

流量V q ，扬程e H ，真空表读数1p ，压力表读数2p ；

2）若离心泵输送的液体为水，则：

流量V q ，扬程e H ，真空表读数1p ，压力表读数2p ；

3）若将泵的转速提高，则离心泵的流量V q ，扬程e H ，效率η （变大、变小、不变、不确定）

14．离心泵输送管路，单泵操作时流量为V q ，扬程为e H 。现另有一台型号相同

的泵，在管路状态不变条件下，将泵串联时输送流量为V

q '，扬程为e H '，将泵并联时输送流量为V

q ''，扬程为e H ''，则： e e V V e e V V

H H q q H H q q A =''=''='='，；，22) e e V V e e V V

H H q q H H q q B >''>''>'>'，；，) e e V V e e V V

H H q q H H q q C 22)=''=''='='，；， D ）视管路状态而定；

15．试按下表讨论离心泵与往复泵的使用、调节和操作三方面有何不同。

离心泵 往复泵 压头

由泵与管路共同决定 由管路决定 流量

由泵与管路共同决定 由泵决定 流量调节

改变管路

阀门调节 支路调节

改变泵

改变转速 改变活塞频率与行程 启动

出口阀关闭 阀门开启 一、 问答题 1．采用离心泵从地下贮槽中抽送原料液体，原本操作正常的离心泵本身完好，

但无法泵送液体，试分析导致故障的可能原因有哪些？

2．离心泵的特性曲线H －Q 与管路的特性曲线H e －Q e 有何不同？二者的交点意味着什么？

3、如图，假设泵不在M 点工作，而在A 、B 点工作时，会发生什么情况？

三、计算题

1．用离心泵向密闭高位槽送料，流程如图所示。在特定转速下，泵的特性方程为：

241056.742Q H ?-=（Q 的单位为m 3/s ）

当水在管内的流量s m Q /01.03=时，流动进入阻力平方区。

现改送密度3/1200m kg =ρ的水溶液（其它性质和水相近）时，密闭容器内

维持表压118kPa 不变，试求输送溶液时的流量和有效功率。

2．用离心泵将池内水送至灌溉渠，起始两液面位差为10m，管路系统的压头损失可表示为H f=0.6×106Q e2（Qe的单位为m3/s）；在特定转速下泵的特性方程为：H=26-0.4×106Q2（Q的单位为m3/s）。池面的面积为100m2，试求：

1）．若两液面恒定，则水的流量为若干m3/h？

2）．若灌溉渠内液面恒定，而池内液面不断下降，则液面下降2m，所需的时间为若干h？

3．某管路安装一台IS80-50-200型水泵，将水池中的水送至高度为10m、表压为9.81×104Pa的密闭容器内，管内流量为16.7×10-3m3/s。试求

1）管路特性曲线（假定管内流动已进入阻力平方区）及输送每千克水消耗的能量。

2）若将阀门关小，使管内流量减小25%，管路特性曲线（假定管内流动位于阻力平方区）有何变化？此时输送每千克水需消耗多少能量？与原管路相比，在此流量下输送每千克水额外消耗的理论功为多少？

（已知：当Q v=16.7×10-3m3/s，泵的压头为H e=47m，泵的效率为71%：当Q v=12.5×10-3m3/s，泵的压头为H e=51.4m；泵的效率为66.3%）

第三章

一、填空题

1．某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u 1,在空气中为u 2，则u 1 u 2；若在热空气中的沉降速度为u 3，冷空气中为u 4，则u 3 u 4。(＞，＜，＝)

2．用降尘室除去烟气中的尘粒，因某种原因使进入降尘室的烟气温度上升，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体含尘量将 （上升、下降、不变），导致此变化的原因是1） ；2） 。

3．含尘气体在降尘室中除尘，当气体压强增加，而气体温度、质量流量均不变时，颗粒的沉降速度 ，气体的体积流量 ，气体停留时间 ，可100%除去的最小粒径min d 。（增大、减小、不变）

4．一般而言，同一含尘气以同样气速进入短粗型旋风分离器时压降为P 1，总效率为1η，通过细长型旋风分离器时压降为P 2，总效率为2η，则：P 1 P 2，

1η 2η。

5．某板框过滤机恒压操作过滤某悬浮液，滤框充满滤饼所需过滤时间为τ，试推算下列情况下的过滤时间τ'为原来过滤时间τ的倍数：

1）0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；

2）5.0=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；

3）1=s ，压差提高一倍，其他条件不变，τ'= τ；

6．某旋风分离器的分离因数k=100，旋转半径R=0.3m ，则切向速度u t = m/s 。

7．对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过的

距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（W d dV )θ和终了时的过滤速率E d dV )(

θ的定量关系为 。 8．转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越 ，每转一周所获得的滤液量就越 ，形成的滤饼厚度越 ，过滤阻力越 。

9．一降尘室长5M,宽2.5M,高1.1M,中间装有10块隔板,隔板间距为0.1M,现颗粒最小直径10m μ,其沉降速度为0.01m/s,欲将最小直径的颗粒全部沉降下来,含尘气体的最大流速不能超过____________m/s 。

10．恒压过滤时，过滤面积不变，当滤液粘度增加时，在相同过滤时间内，过滤常数Ｋ将变 ，滤液体积将变 。

二、选择题

１．以下说法正确的是 。

Ａ 过滤速率与过滤面积成正比 Ｂ 过滤速率与过滤面积的平方成正比 Ｃ 过滤速率与滤液体积成正比 Ｄ 过滤速率与滤布阻力成正比

２．用板框过滤机进行恒压过滤，若介质阻力可忽略不计，过滤20min 可得滤液8m 3，若再过滤20min 可再得滤液 。

Ａ 8m 3 Ｂ 4m 3 Ｃ 3.3m 3 Ｄ 11.3m 3

３．含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降，理论上完全除去的粒子最小粒径为30μm ，现气体的额处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。

A 2×30μm

B 1/2×30μm

C 30μm

D 21/2×30μm

４．下面哪个是过滤的推动力。

Ａ液体经过过滤机的压强降；Ｂ滤饼两侧的压差；

Ｃ介质两侧的压差；Ｄ介质两侧的压差加上滤饼两侧的压差５．恒压过滤时，当过滤时间增加１倍则过滤速率为原来的。（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩）

A 21/2倍

B 2-1/2倍

C 2倍

D 1/2倍

6．降尘室的生产能力取决于。

Ａ降尘面积和降尘室高度

Ｂ沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度

Ｃ降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度

Ｄ降尘室的宽度和长度

7．对标准旋风分离器系列，下列说法哪一个是正确的。

A 尺寸大，则处理量大，但压降大；

B 尺寸大，则分离效率高，但压降小；

C 尺寸小，则处理量小，但分离效率高；

D 尺寸小，则分离效率差，但压降大

8．设降尘室的长、宽、高分别为L、S、H（单位均为m），颗粒的沉降速度为u t（m/s），气体的体积流量为Vs，则颗粒能在降尘室分离的条件是。

A H/u t≥LbH/Vs；

B H/u t≤LbH/Vs；

C L/u t≤LbH/Vs；

D L/u t≥LbH/Vs

9．下列说法中正确的是。

A 离心沉降速度u r和重力沉降速度u t是恒定的；

B 离心沉降速度u r和重力沉降速度u t不是恒定的；

C 离心沉降速度u r不是恒定值，而重力沉降速度u t是恒定值；

D 离心沉降速度u r是恒定值，而重力沉降速度u t不是恒定值

10．欲对含尘气体进行气固分离，若气体的处理量较大时。应，可获得较好的分离效果。

A 采用一个尺寸较大的旋风分离器

B 采用多个尺寸较小的旋风分离器串联

C 采用多个尺寸较小的旋风分离器并联

D 不用旋风分离器，该用其它分离设备

三、计算题

１．用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为：

V2+V=5×10-5A2θ

试求：

⑴欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为635mm×635mm×25mm的滤框若干个；

⑵过滤常数K、q e、θe。

2．实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种悬浮液进行实验，滤叶内部真空度为8×104Pa，测出q e为0.01m3/m2，θe为20s，且知每获1升滤液，便在滤叶表面积累1mm厚的滤渣，今选用板框过滤机在3.2×105Pa的表压下过滤该悬浮液，所用过滤介质与实验相同，该压滤机滤框为正方形，其边长为810mm，

框厚为42mm，共20个框，滤饼不可压缩。试求：

⑴滤框完全充满滤饼所需的过滤时间；

3．某板框压滤机的过滤面积为0.6m2，在恒压下过滤某悬浮液，3小时后得滤液60m3，若滤饼不可压缩，且过滤介质可忽略不计，试求：

⑴若其他条件不变，过滤面积加倍，可得多少滤液？

⑵若其他条件不变，过滤时间缩短1.5h，可得多少滤液？

⑶若其他条件不变，过滤的压差加倍，可得多少滤液？

⑷若在原表压下过滤3h，用4m3的水洗涤滤饼需多长时间？设滤液与水的性质相近。

4．用小型板框压滤机对某悬浮液进行恒压过滤试验，过滤压强差为150kPa，测得过滤常数k=2.5×10-4m2/s，q e=03/m2。今拟用一转筒真空过滤机过滤该悬浮液，过滤介质与试验时相同，操作真空度为60kPa，转速为0.5r/min，转筒的浸没度为1/3。若要求转筒真空过滤机的生产能力为5m3滤液/h，试求转筒真空过滤机的过滤面积。已知滤饼不可压缩。

第四章传热

一：填空题

1．三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变（），第二层与第三层的界面温度变（）。

2．在垂直冷凝器中，蒸汽在管内冷凝，若降低冷却水的温度，冷却水的流量不变，则冷凝传热系数（），冷凝传热量（）。

3．在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热，若将壳程由单程该为双程，则传热温度差（）。

4．在高温炉外设置隔热档板，挡板材料的黑度越低，则热损失越（）。5．黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高（）倍。

6．沸腾传热设备壁面越粗糙，汽化核心越（），沸腾传热系数α越（）。7．苯在内径为20mm的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/

（m2．℃）。如果流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数变为（）W/（m2．℃）。

8．热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。若冷流体为最小值流体，传热效率为0.65，则油的入口温度为（）。

二、选择题

1．某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内的空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，则此套管换热器内壁温度应是（）。

A 接近空气平均温度B接近饱和蒸汽和空气的平均温度C接近饱和蒸汽温度2．测定套管换热器传热管内对流传热系数αi，冷流体走传热管内，热流体走套管环隙，冷热流体均无相变。冷流体的流量及进、出口温度均可测量, 且测量的精确度基本上相同。用公式αi =Q/si△ti求αi时，式中的Q用下面（）公式计算。

A Q=WcCp,c(t2-t1)

B Q=WhCp,h(T1-T2)

C Q=WcCp,c(t2-t1) 和Q=WhCp,h(T1-T2)均可以。

3．在卧式列管换热器中，用常压饱和蒸汽对空气进行加热。（冷凝液在饱和温度下排出），饱和蒸汽应走（）

A 壳程

B 管程

C 壳程和管程都可以

两流体在换热器中必须（）流动。

A 逆流

B 并流

C 逆流和并流都可以

4．传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。

A管壁热阻B污垢热阻 C 管内对流传热热阻D 管外对流传热热阻5．下述措施中对提高换热器壳程对流传热系数有效的是（）。

A 设置折流板；B增大板间距C 换热器采用三角形排列；D增加管程数6．在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。

A 高压流体；B蒸汽； C 易结垢的流体；

D 腐蚀性流体

E 粘度大的流体

F 被冷却的流体

7．采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热系数，但同时也导致（）。

A．管内易结垢；B壳程流体流速过低C平均温差下降D管内流动阻力增大8．下面关于辐射的说法中正确的是（）。

A 同一温度下，物体的辐射能力相同；

B 任何物体的辐射能力和吸收率的比值仅和物体的绝对温度有关；

C 角系数的大小与两表面的形状、大小、相互位置及距离有关；

D 只要物体与周围环境的温度相同，就不存在辐射和吸收过程三、计算题

1．有一列管式换热器，用120℃的饱和水蒸气加热某种气体，冷凝水在饱和温度下排出，气体由20℃升高到80℃，气体在列管内呈湍流流动。若气体流量增加50%，而气体进入列管换热器的温度、压强不变。试计算加热蒸汽量为原用量的倍数。管壁热阻、污垢热阻及热损失可忽略，且气体物性可视为不变。加热蒸汽温度不变。

2．现有一列管换热器，内有φ25×2.5mm的钢管300根，管的有效长度为

2m。要求将8000kg/h的空气于管程有20℃加热到85℃，采用108℃的饱和蒸汽于壳程冷凝加热之，冷凝液在饱和温度下排出。蒸汽冷凝的传热系数为1×

104w/m2℃，空气的对流传热系数为9 0w/m2℃，管壁及两侧污垢热阻均可忽略，且不计热损失。空气在平均温度下的比热为1kJ/kg℃。试求：

1）换热器的总传热系数K。2）通过计算说明该换热器能否满足要求。

3）通过计算说明管壁温度接近那一侧流体的温度？

3．有一管程为单程的列管换热器，由φ25×2.5mm，长2.5m的20根钢管组成。用120℃饱和水蒸汽加热某冷液体（冷凝液在饱和温度下排出），该冷液体走管内，进口温度为25℃，比热为1.58kJ/kg℃，流量为15000kg/h，管外蒸汽的冷凝传热系数为1.0×104 w/m2℃。管内对流传热的热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍。求：

1）基于管外表面积的总传热系数K0

2）冷液体的出口温度。（换热器的热损失、管壁及两侧污垢热阻均可忽略不计）4．有一列管式换热器由φ25×2.5mm，长3m的100根钢管组成。饱和水蒸气将一定量的空气加热。空气在管内作湍流流动，饱和蒸汽在壳方冷凝为同温度的水。今因生产任务增大一倍，除用原换热器外，尚需加一台新换热器。换热器为φ19×2mm的120 根钢管组成。如果新旧两台换热器并联使用，且使两台换热器在空气流量、进出口温度及饱和水蒸气温度都相同的条件下操作，求新换热器管长为多少米？

5．在一单程列管换热器中，用饱和蒸气加热原料油，温度为160℃的饱和蒸汽在壳程冷凝为同温度的水。原料油在管程湍流流动，并由20℃加热到106℃。列管换热器的管长为4m，内有φ19×2mm的列管25根。若换热器的传热负荷为125kw，蒸汽冷凝传热系数为7000 w/m2℃，油侧垢层热阻为0.0005m2℃/w。管壁热阻及蒸汽侧垢层热阻可忽略。试求：

1）管内油侧对流传热系数

2）油的流速增加一倍，保持饱和蒸汽温度及油入口温度，假设油的物性不变，求油的出口温度。

3）油的流速增加一倍，保持油进出口温度不变，求饱和蒸汽温度。

答案及详解

第一章答案

选择题

1、答：1）小于，根据静力学方程可知。 2）等于 3）变大，变大，不变

2、答案：m h 3.12=，m h 5.13=

g u h g u h 22222211+=+ 122d d =，2)2

1()(1

2122112u u d d u u === 42122u u =∴，m g u g u 2.024122122==

m h 3.12=∴ m g u h h 5.122223=+= 3、答：C

据伯努利方程

221222p u gz p u gz B

B A

A ++=++ρρρρ

)(2)(2221A B A B u u z z g p p -+-+=ρ

ρ )(25.02221A B u u g p p -+

-=ρ

ρ

A B u u < g p p ρ5.021-<∴

4、答：16倍，32倍

5、答：4，2

2

2

2u u d l h f ∞=λ

d 不变，V V q q 2='，u u 2='f f h h 4='∴ 水平直管，f f h u d l p p ρρλ==?=?22

ρρ5.0='，f f h h 4=' p p ?='?2

6、答：1）0>R ，U 形管的示数表明A-B 能量损失，能量损失为正，故0>R

化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编

化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编

大学课后习题解答之 化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编 绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 24 2m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为

1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9= 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ????????????? ????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ???=? ? ? ?????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425 --?=? ? ? ????????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s 则 ))C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 13 2??=???=?? ????????????????????=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即

化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

下册第一章蒸馏 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。 （2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解： （1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出

t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率？ 解： 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K ＝61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时，算得0 A p ＝68.81mmHg ；0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝0.56， x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无

化工原理第二版习题答案

第四章 习题 2． 燃烧炉的内层为460mm 厚的耐火砖,外层为230mm 厚的绝缘砖。若炉的内表面温度t 1为1400℃,外表面温度t 3为100℃。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层砖接触良好,已知耐火砖的导热系数为t 0007.09.01+=λ,绝缘砖的导热系数为t 0003.03.02+=λ。两式中t 可分别取为各层材料的平均温度,单位为℃,λ单位为W/(m·℃)。 解：设两砖之间的界面温度为2t ，由 231212 12 t t t t b b λλ--=，得 2 223312 23 1400100 94946010/(0.90.000723010/(0.30.0003)2 2 t t t C t t t t ----= ?=++?+? ?+? o 热通量 2 12 1689/14009490.40/0.970.00072t t q W m -= =+?? +? ? ??

3．直径为mm mm 360?φ,钢管用30mm 厚的软木包扎,其外又用100mm 厚的保温灰包扎,以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层外表面温度10℃。已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/(m ·℃),试求每米管长的冷量损失量。 解：每半管长的热损失，可由通过两层圆筒壁的传热速率方程求出： 13 321122 11 ln ln 22t t Q r r L r r πλπλ-=+ 110010 1601160 ln ln 2 3.140.043302 3.140.000760 --= +???? 25/W m =- 负号表示由外界向体系传递的热量，即为冷量损失。

化工原理练习习题及答案

CHAPTER1流体流动 一、概念题 1．某封闭容器内盛有水，水面上方压强为p 0，如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计，其读数分别为R 1、R 2和R 3，试判断： 1）R 1 R 2（＞，＜，＝）； 2）R 3 0（＞，＜，＝）； 3）若水面压强p 0增大，则R 1 R 2 R 3 有何变化（变大、变小，不变） 答：1）小于，根据静力学方程可知。 2）等于 · 3）变大，变大，不变 2．如图所示，水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段，已知122d d =，d 1管段流体流动的速度头为0.8m ，m h 7.01=，忽略流经AB 段的能量损失，则=2h _____m ，=3h m 。 答案：m h 3.12=，m h 5.13= g u h g u h 222 2 2211+ =+

122d d =， 2)2 1 ()( 12122112u u d d u u === 421 22u u =∴，m g u g u 2.024122122== m h 3.12=∴ 、 m g u h h 5.122 2 23=+= 3．如图所示，管中水的流向为A →B ，流经AB 段的能量损失可忽略，则p 1与p 2的关系为 。 21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D < 答：C 据伯努利方程 2 212 2 2 p u gz p u gz B B A A ++ =++ ρρρρ ) (2 )(2221A B A B u u z z g p p -+ -+=ρ ρ , ) (2 5.02 221A B u u g p p -+ -=ρ ρ ,A B u u <,g p p ρ5.021-<∴ 4．圆形直管内，Vs 一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的 倍，高度湍流时，h f 是原值的 倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。

化工原理 第二版 答案

第二章 习题 1. 在用水测定离心泵性能的实验中，当 流量为26 m 3/h 时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152 kPa 和24.7 kPa ，轴功率为 2.45 kW ，转速为2900 r/min 。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m ，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。 解：在真空表和压强表测压口处所在的截面11'-和22'-间列柏努利方程，得 22112212,1222e f p u p u z H z H g g g g ρρ-+++=+++∑ 其中：210.4z z m -=41 2.4710()p P a =-?表压 52 1.5210p Pa =?(表压) 12u u = ,120f H -=∑ 则泵的有效压头为： 5 21213(1.520.247)10()0.418.41109.81 e p p H z z m g ρ-+?=-+=+=? 泵的效率3 2618.4110100%53.2%1023600102 2.45e e Q H N ρη??==?=??

该效率下泵的性能为： 326/Q m h = 18.14H m =53.2%η= 2.45N kW =

3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为 760 kg/m 3，黏度小于20 cSt ，在贮存条件下饱和蒸气压为80kPa ，现拟用 65Y-60B 型油泵将此油品以15 m 3/h 的流 量送往表压强为177 kPa 的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m ，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m 和4 m 。试核算该泵是否合用。 若油泵位于贮槽液面以下1.2m 处，问此泵能否正常操作?当地大气压按101.33kPa 计。 解：要核算此泵是否合用，应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头,e e H Q 的值，然后与泵能提供的压头数值 比较。 由本教材附录24 (2)查得65Y-60B 泵的性能如下： 319.8/Q m h =，38e H m =，2950/min r r =， 3.75e N kW =，55%η=，() 2.7r NPSH m = 在贮槽液面11'-与输送管出口外侧截面22'-间列柏努利方程，并以截面11'-

化工原理上册复习题

第一章流体流动与输送 一、填空题 1.流体的密度是指单位体积流体所具有的质量，其单位为 kg/m3 。 2. 20℃时苯的密度为880kg/m3，甲苯的密度为866kg/m3，则含苯40%（质量）苯、甲苯溶液的密度为 871.55 3 /m kg。 3.流体的粘度是描述流体流动性能的物理量，一般用符号μ表示；流体的粘度越大，流动时阻力损失越大。 4.流体的流动形态有层流和湍流两种，可用雷诺数Re 判断。 5.流体阻力产生的根本原因是流体本身的粘性，而流动型态与管路条件是产生流体阻力的外因。 6转子流量计应垂直安装，流体由下而上流动；读数读转子的最大截面处，一般为转子的顶部。 8.离心泵的构造主要包括叶轮和泵轴组成的旋转部件以及泵壳和轴封组成的固定部件。 9.离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了气缚现象，其原因可能是没有灌泵或轴封不严密。 10.离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了气蚀现象，其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高。 11.流体的特征是具有一定的体积；无一定的形状，其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动。 二、选择题 1.有一串联管道，分别由管径为d 1与d 2 的两管段串接而成。d 1 ＜d 2 。其流体稳定流过该 管道。今确知d 1管段内流体呈层流。请断定流体在d 2 管段内的流型为( c )。 A.湍流 B.过渡流 C.层流 D.须计算确定。 2.有两种关于粘性的说法：( a )。(1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。(2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。

化工原理课后题答案(部分)

化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由 于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一 组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压

以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。 解：①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α= P A */P B *计算出各温度下的相对挥发度： t(℃) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7

化工原理例题与习题

化工原理例题与习题标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一章流体流动 【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。 解：根据式1-4 =（+）10-4=×10-4 ρ m =1372kg/m3 【例1-2】已知干空气的组成为：O 221%、N 2 78%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在 压力为×104Pa及温度为100℃时的密度。 解：首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×+28×+× =m3 根据式1-3a气体的平均密度为： 【例1-3 】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=、密度ρ 1 =800kg/m3，水层高度h2=、密度ρ2=1000kg/m3。 （1）判断下列两关系是否成立，即p A=p'A p B=p'B （2）计算水在玻璃管内的高度h。 解：（1）判断题给两关系式是否成立p A=p'A的关系成立。因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p' B 的关系不能成立。因B及B'两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通 着的同一种流体，即截面B-B'不是等压面。 （2）计算玻璃管内水的高度h由上面讨论 知，p A=p'A，而p A=p'A都可以用流体静力学基本方程式计算，即 p A =p a +ρ 1 gh 1 +ρ 2 gh 2 p A '=p a +ρ 2 gh 于是p a+ρ1gh1+ρ2gh2=p a+ρ2gh 简化上式并将已知值代入，得 800×+1000×=1000h 解得h= 【例1-4】如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置U管压差计，压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。 解：因为倒置U管，所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ，根据流体静力学基本原理，截面a-a'为等压面，则 p a =p a ' 又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1 －ρgM

化工原理上册期末复习题

（一） 一．判断题：（对的打√，错的打×） 1、液体的粘度随温度升高而降低，气体的粘度随温度的升高而增大。（√） 2、100℃的水不需要再加热就可以变成100℃的水蒸气。（×） 3、流体动力学是研究流体在外力作用下的运动规律。（√） 4、泵的效率随流量增加而增加。（×） 5、蒸发与蒸馏是同一种概念。（×） 6、用泵将液体从低处送往高处的高度差称为扬程。（×） 7、粘度愈大的流体其流动阻力愈大。（√） 8、气体的密度随温度与压力而变化，因此气体是可压缩流体。（√ ） 9、流体的粘度越大，表示流体在相同流动情况下内摩擦阻力越大，流体的流动性能越差。 （√ ） 10、热量衡算式适用于整个过程，也适用于某一部分或某一设备的热量衡算。（√ ） 11、物质发生相变时温度不变，所以潜热与温度无关。（×） 12、高温物体比低温物体热量多。（×） 13、流体的静压头就是指流体的静压强。（×） 14、液体的质量受压强影响较小，所以可将液体称为不可压缩性流体。（×） 15、在稳定流动过程中，流体流经各截面处的体积流量相等。（×） 二选择题 1、夏天电风扇之所以能解热是因为（B ）。 A、它降低了环境温度； B、产生强制对流带走了人体表面的热量； C、增强了自然对流； D、产生了导热。 2、翅片管换热器的翅片应安装在( A )。 A、α小的一侧； B、α大的一侧； C、管内； D、管外 3、对流给热热阻主要集中在（ D ）。 A、虚拟膜层； B、缓冲层； C、湍流主体； D、层流内层 4、对于间壁式换热器，流体的流动速度增加，其热交换能力将（ C ） A、减小； B、不变； C、增加； D、不能确定 5、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（D ）。 A、增加热阻，减少热量损失； B、节约钢材； C、增强美观； D、增加传热面积，提高传热效果。 6、管壳式换热器启动时，首先通入的流体是（C ）。 A、热流体； B、冷流体； C、最接近环境温度的流体； D、任意 7、换热器中冷物料出口温度升高，可能引起的有原因多个，除了（ B ）。 A、冷物料流量下降； B、热物料流量下降； C、热物料进口温度升高； D、冷物料进口温度升高 8、空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2、λ3，其大小顺序正确的是（ B ）。 A、λ1>λ2>λ3 ； B、λ1<λ2<λ3； C、λ2>λ3>λ1 ； D、λ2<λ3<λ1 （二）

化工原理上册选择填空判断题库包含答案

化工原理试题库（上册） 第一章流体流动 一、选择题 1. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（ A ）。 A.零 B.正数 C.负数 D.任意值 2. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（ A ）的焓为零。 A.0℃液体 B.0℃气体 C.100℃液体 D.100℃气体 3. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ D ）。 A.阻力越大，静压强下降就越大 B.流体的粘度越大，阻力越大 C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa，用基本单位表示是（ C ）。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 5. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 6. 对可压缩流体，满足( C )条件时，才能应用柏努力方程求解。 A. )%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp12 1式中压强采用表压表示 C. )%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1 2 1式中压强采用绝压表示 7. 判断流体的流动类型用（ C ）准数。 A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线 9. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ B ）有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体（ C ）速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均 12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 13. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ C ）。 A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m 2 14. 流体在长为2m、高为1m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ A ）。 A. 1.33m； B. 2.66m； C. 0.33m； D. 0.66m。 15. 流体在内管外径为25mm，外管内径为70mm的环隙流道内流动，则该环隙流道的当量直径为（ D ）。 A. 25mm； B. 70mm； C. 95mm； D. 45mm。 16. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( C ) A. u ＝3/2.umax B. u ＝0.8 umax C. u ＝1/2. umax D u =0.75 umax 17. 判断流体流动类型的准数为（ A ） A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数 18. 流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ） A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 19. 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（ A ） A．层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态 20. 计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ） A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 21. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将（ A ）。 A. 增大； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 22. 流体的压强有多种表示方式，1标准大气压为 ( C ) A.780mm汞柱 B.1Kgf/cm2 D.10130Pa 23. 流体在圆管中层流流动，若只将管内流体流速提高一倍，管内流体流动型态仍为层流，则阻力损失为原来的（ B ）倍。 A.4 B.2 C.2 D.不能确定 24. 阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为 ( A ) A.1.0 B.0.5 25. 在柏努利方程式中，P/ρg被称为 ( A ) A.静压头 B.动压头 C.位压头 D.无法确定 26. 流体的流动形式可用雷诺准数来判定，若为湍流则Re ( D ) A.<4000 B.<2000 C.>2000 D.>4000 27. 不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为（ A ）可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为（ D ） 3 A.u1Ａ1=u2Ａ2 B.u1Ａ2=u2Ａ1

化工原理上册课后习题及答案

第一章：流体流动 二、本章思考题 1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？ 1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？ 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？ 1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？ 1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？ 1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？ 1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的 f h 与2 u 成正比？光 滑管流动时的摩擦损失 f h 与u 的几次方成正比？ 1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？ 三、本章例题 例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。 解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出 排放量。 首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。 设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应 下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。 故当 1-1附图

化工原理计算题例题

三 计算题 1 （15分）在如图所示的输水系统中，已知 管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m ，其中压力表之后的管路长度为80m ， 管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m ， 水的密度为1000Kg/m 3，泵的效率为0.85， 输水量为15m 3/h 。求： （1）整个管路的阻力损失，J/Kg ； （2）泵轴功率，Kw ； （3）压力表的读数，Pa 。 解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg ； 由题意知， s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ （2）泵轴功率，kw ； 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中， ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0， p 1= p 0=0（表压）, H 0=0， H=20m 代入方程得： kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=， η=80%， kw w N N e 727.11727===η 2 （15分）如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定 不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ，压力表读数为2.452×

化工原理第二版上册答案

绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf= N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ?? ????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ ，l b= kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm= kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=?? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s

化工原理上册复习题

流体流动与输送 一、填空题 1. 流体的密度是指单位体积流体所具有的质量，其单位为kg/m3 ________ 。 2. 20 C时苯的密度为880kg/m3，甲苯的密度为866kg/m3，则含苯40% （质量）苯、甲苯溶液的密度为___________ kg/m3。 3. 流体的粘度是描述流体流动性能的物理量，一般用符号口表示；流体的粘度越大，流动时阻力损失越大_____ 。 4. 流体的流动形态有层流和湍流两种，可用雷诺数Re判断。 5. 流体阻力产生的根本原因是流体本身的粘性，而流动型态与____ 管路条件是产生流体阻力的外因。 6转子流量计应垂直安装，流体由下而上流动;读数读转子的最大截面处，一般为转子的顶部。 8. 离心泵的构造主要包括叶轮和泵轴组成的旋转部件以及泵壳和轴封组 成的固定部件。 9. 离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了气缚现 象，其原因可能是没有灌泵或 _________ 。 10. 离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了—气蚀现象，其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高。 11. 流体的特征是具有一定的体积：无一定的形状，其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动________ 。 二、选择题 1. 有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。dY d2。其流体稳定流过该管道。今确知d1管段内流体呈层流。请断定流体在d2管段内的流型为（c ）。 A. 湍流 B. 过渡流 C. 层流 D. 须计算确定。 2. 有两种关于粘性的说法：（a ）。（1）无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。（2）粘性只有在流体运动时才会表现出来。 A.这两种说法都对 B. 第一种说法对，第二种说法不对 C.这两种说法都不对 D. 第二种说法对，第一种说法不对

化工原理(上)考试试题及答案

化工原理（上）考试试题A、B卷 题型例及思路 试题题型--- 填空10% （5小题）； 气体的净制按操作原理可分为________________、______________、 _______________.旋风分离器属________ ___ _ 。 选择10% （5小题）； 为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差 （ρ 指 --ρ）的值（）。 A. 偏大； B. 偏小； C. 越大越好。 判断10% （5小题）； 若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来 说，洗涤速率=过滤未速度。（） 问答10% （2~3小题）； 为什么单缸往复压缩机的压缩比太大，会使压缩机不能正常工作？ 计算60% （4小题）。 计算题题型： 一、流体流动与输送 20分 1、已知两截面的压强P 1 P 2 高度差⊿Z 有效功W e 摩擦系数λ管路总长Σl 管直径与壁厚φ密度ρ ,求体积流量 V (m3/h). 解题思路：求体积流量，需要知道管内流速。先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，衡算式中只有速度未知。求出速度，再乘于管道面积即得体积流量，再进行单位换算。 2、已知高度差⊿Z P 1 P 2 管路总长Σl 体积流量V 摩擦系数λ, 求(1)管径 d ;(2)在此管径d下, 摩擦系数λ改变后的体积流量V . 解题思路：（1）求管径，先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，无有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，其中速度用已知的体积流量除于管道截面积表示，当中包含了直径，进行体积流量的单位换算，整个衡算只有直径未知。（2）在确定的直径下，用改变了的摩擦系数求体积流量，方法同题1。 3、已知管直径与壁厚φ密度ρ粘度μ位置高度Z 管路总长Σl (层流λ=64/Re, 需判断)，两截面的压强P 1 P 2 体积流量V 泵效率η，求轴功率N. 解题思路：求轴功率，需要求出有效功率，则先选取截面，列出机械能衡算式，代入

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003

上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 解：(1) 由222322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??=得 1624 4 212212 2122 121212==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ????? ??=??=ελ得 322 5 5 21214 212 2112212==???? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水 面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍 解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动，得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 2 2211u l l u l l e e ?+=?+，而 24 d u uA V π ?== 所以 ()()1547.175 .01 2 11 2 12== ++==e e l l l l u u V V 3． 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m 3，水 的密度为998.2kg/m 3，水的粘度为 1.005?10-3Pa ?s ，空气的密度为 1.205kg/m 3，空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。 （1）若在层流区重力沉降，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。 A ．8.612 B ．9.612 C ．10.612 D ．11.612 （2）若在层流区离心沉降，已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2，则水中颗粒直径与空气中颗粒 直径之比为 D 。 A ．10.593 B ．11.593 C ．12.593 D ．13.593 解：(1) 由 ()μ ρρ182g d u s t -=，得 ()g u d s t ρρμ-= 18

天津大学化工原理(第二版)上册课后习题答案

天津大学化工原理（第二版）上册课后习题答案 -大学课后习题解答之 化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编 09化工2班制作 QQ972289312 绪论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。水的黏度μ= g/(cm·s) 密度ρ= kgf ?s2/m4 某物质的比热容CP= BTU/(lb·℉) 传质系数KG= kmol/(m2?h?atm) 表面张力σ=74 dyn/cm 导热系数λ=1 kcal/(m?h?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 水的黏度基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g，1 m=100 cm ??10?4kg?m?s???10?4Pa?s ?????则????cm?s??1000g??1m?密度基本物理量的换算关系为 1 kgf= N，1 N=1 kg?m/s2 ?g??1kg??100cm??kgf?s2????1kg?ms2?3???1350kgm??????4则 ?m??1kgf??1N?从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ，l b= kg 1oF?5oC

9 1 则 ?BTU????1lb??1?F?cp????1BTU????59?C???kg??C? lb?F????????传质系数基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s，1 atm= kPa 则 ?kmol??1h??1atm?KG??2??10?5kmol?m2?s?kPa? ??????m?h?atm??3600s???表面张力基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 ?dyn??1?10N??100cm???74???10?2Nm ??????cm??1dyn??1m?导热系数基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J，1 h=3600 s 则 3?kcall???10J??1h???1?2???????m?s??C???m??C? 1kcal3600s?m?h??C??????52．乱堆25cm拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即 HE???10?4G?????BC13??L?L 式中 HE—等板高度，ft； G—气相质量速度，lb/(ft2?h)； D—塔径，ft； Z0—每段填料层高度，ft；α—相对挥发度，量纲为一；μL —液相黏度，cP；ρL—液相密度，lb/ft3

化工原理习题(2)

化工原理

第一章 练习 1． 湍流流动的特点是 脉动 ，故其瞬时速度等于 时均速度 与 脉动速度 之和。 2．雷诺准数的物理意义是 黏性力和惯性力之比 。 3．当地大气压为755mmHg ，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ，则其真空度为405 mmHg 。 4．以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为 ρρρρρρf s w p u gz w p u gz +++=+++22 2 212112 2。 5．实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 黏性 。 6．如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将 （1） 。 (1)不变 (2)变大 (3)变小 (4)不确定 7．如图所示的并联管路，其阻力关系是 （C ） 。 （A ）(h f )A1B (h f )A2B （B ）(h f )AB =(h f )A1B +(h f )A2B （C ）(h f )AB =(h f )A1B =(h f )A2B （D ）(h f )AB (h f )A1B =(h f )A2B 8．孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 截面 、变 压头 ，而后者是恒 压头 、变 截面 。 9．如图所示，水从槽底部沿内径为100mm 的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得阀门全闭时，压力表读数p=。现将阀门全开，试求此时管内流量。 已知阀门（全开）的阻力系数为，管内摩擦因数=。 答：槽面水位高度m g p H 045.681 .91000103.593 =??==ρ 在槽面与管子出口间列机械能衡算式，得： 2 4.60.1 5.01.0203081.9045.62 u ??? ??++++=?λ 解得：s m u /65.2= h m s m u d V /9.74/0208.065.21.04 14 1 3322==??==ππ 反 应 器 题7附图 1 A B 2 题8附图 p 30m 20m 题1附图