化工原理第三版（管国峰 赵汝溥 主编）

课后习题答案汇总

上学期（一~四章）

绪论

1）含水份52%的木材共120kg，经日光照晒，木材含水份降至25%，问：共失去水份多少

千克？以上含水份均指质量百分数。

120(1-0.52)=(120-w)(1-0.25) w=43.2kg

2） 以两个串联的蒸发器对NaOH水溶液予以浓缩，流程及各符号意义如图所示，F、G、E皆为NaOH水溶液的质量流量，x表示溶液中含NaOH的质量分数，W表示各蒸发器产生水蒸汽的质量流量。若

，问：W1、W2、E、x1各为多少？

，

，

，

W1kg/s W2kg/s NaOH F=6.2Kg/s

X0=0.105

2 =0.30

W1:W2=1:1.15 , X---(Wt),x1,w1,w2,D,E=? 对控制体I，NaOH物料衡算：Fx0=Ex2

即 6.2×0.105=E×0.30 E=2.17 kg/s

W1+W2=F-E=6.2-2.17=4.03 kg

W1=4.03/2.15=1.87 kg/s ，W2=4.03-1.87=2.16 kg/s 对控制体II，总的物料衡算：G=F-W1=6.2-1.87=4.33 kg/s Fx0=Gx2 即6.2×0.105=4.33x1, x1=0.15

3)某连续操作的精馏塔分离苯与甲苯。原料液含苯0.45（摩尔分率，下同），塔顶产品含苯0.94。已知塔顶产品含苯量占原料液中含苯量的95%。问：塔底产品中苯的浓度是多少？按摩尔分率计。 [解]：

0.95=

DXFX

DF

=

DF

0.940.45

DF

0.445,

WF

0.545

W

又F 0.45 D 0.94 WX

即0.45 0.45 0.94 0.545 XW XW 0.0413

4)导热系数的SI单位是W/(m·℃)，工程制单位是kcal/(m·h·℃)。试问1kcal/( m·h·℃)相当于多少W/(m·℃)？并写出其因次式。 1kcal/(m.h.C)=?J/(m.s.C)写出导热系数的因次式。

∵1kcal=4.187×103J,1h=3600s ∴

kcalm.h.C

1

4.187 103600

3

Jm.s.C

20

1.163

Wm.C

令各基本因次为：导热系数因次式

M——质量，L——长度，T——温度， ——时间。M（L/ ）L

L. .T

ML

3

T

1

5)已知理想气体通用常数

用J/(kmol·K)时R的数值。

物理大气压·升/(摩尔·K)，试求采

解：写出以J/（kmolk）的单位为理想气体通用常数R之值。 ∵1物理大气压=1.0133×105N/m2，1升=10-3m3

∴R=0.08205

物理大气压.，升

摩尔，K

0.08205

1.0133 10 10（N/m)m

10

35

3

2

3

kmol.k

8314

Jkmol.K

6） 水蒸汽在空气中的扩散系数可用如下经验公式计算：

式中 D——扩散系数，英尺2/h；

p——压强，atm； T——绝对压强，

。

试将上式改换成采用SI单位的形式。各物理量采用的单位是：D—m2/s，p—Pa，T—K。

解:经验公式的单位换算:

D

1.46 10

P

4

T

2.5

T 441

∵1英尺2/h=0.30482/3600m2/s=2.58×10-5m2/s,1atm=1.0133×105pa, 温差 1k=1.80R

D(

'

12.58 10

5

)

1.46 10P'(

1

4

5

(1.8T)

'2.5

(1.8T') 441

1.0133 10)

2.5

D'

9.218 10

P'

4

(T')

T' 245

7） 在冷凝器中蒸汽与冷却水间换热，当管子是洁净的，计算总传热系数的经验式为：

式中 K——总传热系数，Btu/(ft2·h·℉)；

u——水流速，ft/s。

试将上式改换成采用SI单位的形式。各物理量采用的单位是：K—W/(m·℃)，u—m/s。

解：经验公式的单位换算：

1 0.00040

10

.8

∵1BUT/(ft.h.F)=5.678W/(m.K),1ft/s=0.3048m/s

1K'(1/5.678)

1K'

0.00040

5

1

268(u'/0.3048)1

0.8

0.8

7.045 10

3937(u')

第1章 流体流动

1某敞口容器内盛有水与油。如图。已知水及油的密度分别为1000和860kg/m，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？

h1 600mm,h2 800mm, 水 10kg/m

3

3

3

油 860kg/m,h ?

860 9.81 0.60 10 9.81 0.80 10 9.81h h 1.32m

3

3

3

2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m。若在高楼范围内气温维持20℃不变。设大气静止，气体压强为变量。地平面处大气压强为760mmHg。试计算楼顶的大气压强，以mmHg为单位。

dp gdz ①

解： 5

p 29/(8314 293.2) 1.190 10p ② ②代入①，得dp

P1

5

p

9.81 1.190 10

408

dz

5

P2

Ln(p1/760) 9.81 1.190 10 408 0.04763, P1 724.7mmHg

3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N？外界大气压为1atm。

F 3 (P0 水gz)dz 3 1.013 105 4 3 103 9.81 42/2 1.45 105N

04

4．外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算0.20at（表压）、20℃干空气的密度。空气分子量按29计。

解：

PMRT

(1.013 10 0.20 0.81 10) 29

8314 293.2

5

4

1.439Kg/m

3

5．有个外径为R2、内径为R1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。设球内空气重量可略。

解：(4/3) （R2 R1) g (4/3) R2 g R2/R1 (1 / )

' 1/3

3

3

'

3

6．为放大以U形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U形压差计。如图。 …… 此处隐藏：9515字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……