化工基础课后习题内容(高教版.)

1、#*流体流动和输送1、液体高度:丹4严心P1200器底所受的力:i = 2.2林。沁曲50护9呼=21帑=2让Z/压强:宀2巴皿PaA 0尿荻指示液为CCI4,其读数:空气的平均分子量:讥=21%x 32 + 75% x2S = 25当时温度：=2右+ 50 =艾比兔=誓=疇込“唇化碳柱2、人孔面积:74 = 0.785x0.6 =0.283?3压力:槽壁面积:= S80 X 9幻4 一 S5 X 6 283 = 1 如-疵円二3 14x 3x4 釘一7肿 槽壁所受压力:=880xgxlx37.7 = 650913-7818 = 643. ItAf2P1000I局岛=20伽=*4、P10004

2、 = 5- = 38x 0.785x0.02 =0 012烧6、( 1)求空气的体积流量 流通截面:4体积,.=v.= wxo.oi2 = on_101 3绝压.p = 101 3+33 3=134 6jtFdi(2)求质量流量 表压:流量:#*空气密度:质量流量:仏=,/?=0 12x145 = 0.174 yv = cJ7*、对容器A孔口流速：体积流量:q、=v = 1.942x0.785x0.025 =9.53x10 朋$ 流出的总体积:r = 0,785xl(l 5-0 5) = 0 785液体降至0.5m处所需时间:剩余部分为非稳定流动，所需时间:f f n= g24Ea换 0.62

3、x0.725x0.025v = c,/2gr = 0.62x72x9.81x1.5 = 3.36-Bg对于容“如如。隔。如65仙哼丄q、1.65x102 0.785 X?x0.225=262S由于B下端有短管，管内流体在流动中有下拉液体的作用，故需时间短。&以水平管中心线为基准面，在 1 - 1 , , 2 2，间列柏式,180032丄+旦=空+1, 仇，比刖-7严18002g pg 2g 惩 1 A 3600x0.785x0.3* S =竺3600X 0.785 xO.S* E p厂加?g= OQ2xlQQC)x9.81 = 20x9月 1圧在操作条件下，甲烷的密度:16(101325 +

4、20;9.81) 273“ 工中 炖22.4 hJ64f(2 )、心72g642；V；1xl1=64/卩1A2(3 )、72g(1)、19、141620、(1)、21、 vf vf=4，增加3倍i J 2 V23- (1)、?s211=4x21 = L = 2卩2 纠歼=生卩工=3%戸1增加1倍A =#曲二 *1/、0.3-5VaAC1J=1;丄巫Api _ &2_ 易处;3 J_心汙；缶口姑曲防-仔丫 旳亿厂H%丿=3=1.54 =-312522、V = = 1.57 3600x0.785x0.075艮“凹土送2卄0.002查图，X= 0.034,F 04?=-= = 0.0053 d 75

5、月=0.034 1勺(14(12力=7.80.075 2x9.81严宀、皿纱咎滨有效功率:/ P仁P2=0 , H1=0，动压头可忽略盹=电电=25x1200 天9 E1X32.3= 2.681 去硏咒00轴功率:M =! = 447咖0.6V,=学；=君|叭=1网?V、=加込7；273i（2）、戸卩i F师273炖=ft芥疔了兑焰?口 1 = 172/? 0.35#2 = 218缈傅3 =禺卩卩3 = （ KV1 = - = CI.0351652卩二巫二 900x3600x0,785x0062二 %H1=0 , v1=0 , H2=15 , v2=0.74 , P仁P2=0 （表压）矗=禺+

6、蓍+幻“5 + （屮琢探+心2和耳二=16 一 1険理论功率:弓=电阳 r = 16.15x900x9.81x3600x900轴功率:現=空=里2=0&阳H 暫 0.424、 3600x0.785x0.05? 1042亦X = 而歹0.3疋主管中水的流量:= 25x0屈心一E可支管中流量:莎陀25、支路管道 26、40mm 水柱=0.4kPa（表压），绝对压：101.3+0.4=101.4kPa 50 C 空气密度: Y L11.1空气在导管中流速:务= 52.3c0.7g5x0.053 = 0.115出r愀1501安F0.106 2x9.81 =加厂0 106x13 1x1 10.2Re =

7、 76000s =0.002200000J106,查图匸0.02627、(1)、更换后，输出量为:理2900沟扬程:1450V=r(2 )、= 1.165+0.5(1.205-1.165) = 1.185-丁101.3x1000A =r V 0.381.135 2.63x513 = 343.7 .26k仏=#*1(2 )、700 60960W0.240.24 m21、a、散热速率:0.90.6t2t1/A700翳44必交界面温度:0.247000.24600.1 0.24360 Wm0.90.090.62、根据,/A700外界温度:炉气温度:960732 C30t3t3/A6096012C20

8、4、设交界面温度为t 3018030302005030230C506、设饱和蒸汽的10000 -m2.K,304kPa饱和蒸汽温度=134 C土 24.r121rm242122.5mm不保温时:t1_2 3.14134 2010.00325理m1 r1rm2 r210000 0.02145 0.0225 15 0.024保温时:7、(1)、2 t1 t2订11 rm12 rm210000 0.021丄In旦r16空r1222 3.14134200.0030.03107.7Wm450.0225In空r1Inr10.15 0.03790In1.5760In30150.0240.63丄 In21r1

9、2r2丄 In21r12r290 In 0.15301 , 600.153010 0.091 34210 0.060.746& (1)、设绝热层外表面温度为2 I 300 t2 I t 201 In 0.150.0450.02512 0.045，解得t=110 c2 I 30010.0451In0.15t0.045In0.0250.100.0452 I t 2012 (0.045)用试探法求得 A0.02m=20mmtm(300 25) (200 175)琢In0200 17511、PrPrGrGrgl3 2 t29.81 1.23 8002 1 10 3 150 120 ,，川。14.5 1

10、032.2 1030.151.5 10 322 14.5 1010319(1.5 10 3)222.10-.7102 10，为湍流10.13(Gr Pr)3372.6Wm2K釜壁温度认为=蒸汽温度，主要是因为新器壁的导热系数很大，即钢的导热系数大。13、9- Pr Gr 109210，属于自然对流中的湍流传热。10.135(Gr Pr)3 dGr其中I 32gl2，小管下标为1,大管为2，则322Gr2gl2_ t/c. 32Gr1ght/12l1Gr2Gr1I2I110 d1Pr2因为温度和物系相同,d、C、P、 t均不变，因小管传热时Pr Gr 2 107则大管Pr Gr 2107Gp P

11、r2Gr1 Pr1131010A t，对单位面积而言,210 1，即单位面积的热损失不同,比值为10。#*17、并流:220 18014、iri2 L tr r2ln r1初始时,令分母=P1积垢后,令分母=p21ln订11P1P211r2220000.0101ln15、tm20000.011go.0125500.01115000 0.0125 O.05335P21P1KA-ln竺1110.011 10.010500.053350.153234.8%2 r22ln00.01115000 0.01250.1532传热量为原来的34.8%tm A5040qmC tvA38dlqmn 3.14 0.

12、0225 423810.74m2vA382t 0.5 0.785 0.02238 1200 3000 90 60644328JSK A tm64432810.74 451333 Jm2K644328qm冷流体的质量流量:3000 40 2010.7 临St m1350100350 100In220 1801146C#*增长后.qm1 C1(420 370) qm2C2(t2285)逆流:19、qm120qmtm2KA,CT1T2C t28000t2将t2tm12v350 180220 100350 180In220 100KA2 tm2tm2tm10.8v0.820.81.74 K1.74T2

13、2t22020160 T21436C进 1.25114.6500 500435000qm C t20.002KA tm2 代入，设t2201601.74 500qm 2qm1000 4000 t220317.5 20T249.2C5001370317.5-m2K8000 t220120 t2，整理2035.435.40.79375 虫色土64.6In29.2方程两边相等，说明假设正确,热流体出口温度=49.2 C 。21、下标1表示热，2表示冷。鱼仝0.5qm1C1 (420 370) qm2C2(310285) qm2C2#*(420 350) 285 t2qm2C2 t2320 K原来的传

14、热温差:t m1420 310(370 285)97.5K2管长增长后:tm2420 320(350285)282.5K下标为原来,2为增长后qmCt2320285q mC310 2851.4KA2 tm2KA1 tm11.497 51.4 -1.65582.5- A2 rl1.655，故增长65.5%(2)、并流时q m1C1 (420370)qm2C2(310285)q m1 C1 qm2C20.5增长后:qm1 C1(420350) qm2C2(t2285) , t2=320K原来:增长后:A2tmtm420285370 310,420285In370 31092.5K420285350

15、32069.8Kin42350 320A 1.492.569.81.855并流时换热器管长应增加85.5 %#*4200(t215)22、KA tmqmC t 1000 2500(6020)100000000J800 100007407 W800 10000m2K一侧恒温,KAtmtmy 57.7K ln聖40dl tm100000000l K d tm1800741 3.14 0.048 57.78.6mD -Q 型000型 44.3kgH 2258.3H100C饱和蒸汽的汽化热把10吨20 C的盐水加热到60 C，需饱和蒸汽44.3kg223、求换热面积：An dl 13 3.14 0.0

16、22 2 1.8m热量衡算：油释出热量=水吸收热量qmC T qm1 C1 t160036002200(90 T2)14003600T2115 1.67t2#*15 C的水吸收q2的热量温度变为t2tm90 t2T2 15105 T2 t2（未完）24、KAIntm400 5 迴90 t2T215qmC t20 (1002t2)qmC t vA C(t2 t1)0.5180000 1000t29600t2解得 t2=35.1 C25、冷凝放热量:冷却放热量:qmCp t2000180 t2180000 1000t220.12192000500800 2000(t220)9600t2192000

17、880000440000kJ500 2800(78.5 30)67900kJQ Q q 3600536000141100J/S冷却水用量:qmCp tqm Cp(35 15)4200201411001 68kgS679002冷却段传热面积A2 :360018.97，#*3.04m2218900t qmC p4200 1.682.68Ct2=t1+2.68=15+2.68=17.68 t1=T2-t2=78.5-17.68=60.82 t2=T3-t1=30-15=15tm60.82 15,60.82ln1545.8232.7 C7001.41000700 1000411.8 Wm2K18900

18、K tm411.8 32.71.4m2冷凝段传热面积A1:44000013600122.2kJ/S17.68 C的水吸收q1的热量温度变为t3=35 Ctm(78.5 17.68)(78.5 35)In78.5 17.68器51.7CK tm78.5 353500 10003500 1000777.8Wr-m2K122200777.8 51.7g 220.022mA=A1+A2=4.44m2#*nA=0.08 ,nA00.06mol1An dl 0.022 2444= 32.12 根化学反应器0、k的单位：kkmol1 nm3 3n.1h0级反应：kckmol3. m h1级反应:kc2级反应

19、：kc浓度I时间）1kmol3 m0级反应：kpP a/S1级反应：kpkC1浓度1 n时间1，浓度=kmol3 m浓度0（时间）1m3kmol.S2级反应:kpkp_1 n _PaSPa 1S 1浓度r 时间m3kmol对于气相反应,rAkpnPaakmol的单位=m S , Pa的单位=kp的单位=kpApAkmol2kp与kc的关系:InkpPkmol.N .mn 2n 31I .SPRTkcRTkpkpkcf nRT，或kc f n kp RT1、化学计量式:A 2B 2Zt=0 时，na0=0.14， nb0=O.2， nZ0=O.O8， t=t 时,Xa0.430.14nB=nB0

20、 nA0 为0.43 = 0.14nA0XAnz=nz0+nA0 Xxa=0.08+0.14 X0.43=0.14 反应进度:#*110.05 0.01反应进行完全时的反应进度:2、速率常数kp=3.66A1V(m3)dn A(mol)dt(h)AcAmol m3.h mol 2mol.h对于理想气体，PaHaRTdpAdtkc3.66 pA3.66Pa1.217 107变为1 hrn b0XbB 其单位为,mol3 mPad CaRTdt0.08206kmol hrE/923R923Ae-7E/773Rr773A0e75000/8.314eE/R(丄 e 7730.00021.804e.h0

21、.2 1.0kPAPaCaRT3.66 CaRTO.lmolPa/SPaSPa.h6、对于二级反应,t10.85 0.01116.5S101325Pa1atm1923)CA0t20.85 0.01dCAdt400K-117.4S53.66RTCA若要求 Ca很低时，虽然初始浓度相差甚大，但所需要的反应时间却讨论：对于二级反应，相差甚微。这是因为反应时间主要消耗在反应的后期。2rA O.OSCa时，计算方法同上,t1-1980 S t20.05 0.011-1996S5停留时间分布#*10.5kC A07、(1)t 1|n 丄 k 1 Xa1 1In119 min10.90.0193Ca0750

22、2、同第七章6题74 4.9760 11.75 km（分子量：醋酸=60 , 丁醇=74，醋酸丁酯=116 ）F A0240024 1160 1.724 罟F A01.724Vrt tv 600.985 34旦60VtVr/1.058/0.85 1.245m3Vrqv XAf(1 )、kC A0 (1 XAf )VRqv XAf(2 )、kC A0(1 XAf )Vrqv XAfkC A0(1 XAf )V CA01.058m30.1711.750.8360 1.97 103 40.171 0.960 1.97 10340.171 0.80.160 1.97 1038 0.2t另解：1C-,t

23、VR,C A0VrVr=1.447/2=0.723M 3VrqVXAfkCA0(1XAf)VrPFR的长度:VrqvXAfkC A0 (1 XAf )1.72VR=qvt,30.985 h0.231.447m33.255m30.723m3CAO 与（1）相比，Ca0增大1倍， Vr减小1倍,0.684 0.860 0.00278 4 0.24.1m34.10.785 0.1252334.3m0.684 0.81.72m360 0.006633 40.220.785 0.125146.7mXakCA0 (1XA)0.5kC A0 0.5Vr2 =6V r , 6V R=6q vt=q vt2#*

24、1)2(1Vi 0.9V1 Xa26qV0.5kC A0qVXA kCA0(1 Xa)2Xa25Xa 120Xa 0.756VrXaVr0.5另解：qV2kCA0 (1XA )(a)qvkCA0(120.5)(b)12(a)/(b)，(1XaXa)2xA 0.75(2)、对于因为流动情况不同,CA3dCAkcAPFR由于体积相同，其他条件不变，所以PFR的特点，有以下关系式,t3=tl ,kt3CA0 = kt2CA0=2t3CA0C A3C A02A+4R根据Ca3Ca0kt3C A0CA0 iCA3Xa31C A3C A01/2Rxa=0 时A + 1/2B8、Xa=0.6 时 Ca=Ca

25、0(1 Xa) Cb=C b0-1/2C a0Xa可写成,Ca0Cb0 Cr0=0VrkcA0(1qV C A0Xa2Xa ) (C B0 0.5Ca0Xa)0.00250.028/60 6032 0.146m32(10.6)(3 0.5 2 0.6)9、( 1 )、Vr(2 )、VrVR1(5 )、VrqV C A0XAkC A0 (1 XA)gV CAO XakC A0 (1Xa)qV CA0 XAkCA0 (1XA )亚in 1 k1 XaXaXa2VrqV0.01 26.814.4 cc0.824 600.0806(1 0.8)0.496m30.496 0.38qVVRk0.9514

26、4-0.496 0.3824 600.010.91.117m30.0806(10.9)叫n丄1 0.80.08060.2m31 Xa210.080626.8min0.268m3总容积：0.268 X2 = 0.536m 3#*(2)10、C A0(1)、75074 4.9760 11.75 啤mF A0240024 116 0.51.724罟qvFa0 1.724C0 T75皿30.985m hXakCA0 (1 XA )0.517.4 10 3 1.75 0.533mi n 600.55hVrqv (0.00 0.5)0.985 1.051.034m3VrqvXA0.985 0.5VR2kC A0 (1 X A )60 0.0174 1.75(10.5)30.539 mVrVr1qv xa0.985 0.5kC A0 (1 XA )qv C A0X