化工原理少課時答案

/第1章流體流動與輸送機械靜力學(xué)4．1５7×102kPa（表壓）(1）pB＝-8７６.４Ｐa（2)R｀=0。１78mR｀=0。491m質(zhì)量守恒u=１.６4ｍ/ｓu1＝0。8８５m／ｓ(大管)u２=1．274m/s(小管)qm=4.60ｋg/s機械能守恒qv=５7.７6m3ｄmｉn=0.0466mｈf，1－2=0．７6７J/kgqv=0。1814m3４。16m(1)hｆ，1—2=２．58J/kg;（2）若管道傾斜，qｖ不變,則u1,ｕ2及hf必然不變，可判斷R相同H=7。０８m流動型式（1）Rｅ＝131５〈2００0，是層流流動；（2)l=7309。9ｍ(1）qv＝3.33m3/h；(2）p1下降，p2上升管路計算11。6３%（1）qv=95.52m3/h；（2）pB=39166.7Ｎ/ｍ２hf1＝0.32m，ｈf２＝1.1１ｍ，hf3＝3.98m。比較：Hf２/Ｈf1=3。47,Ｈｆ3/Hｆ1=1２.4４ｑv＝3．18m3流量測量qｖ＝２5．６m3Rmax=１．092ｍ（1）Δz=４。44m；(2)R2=６8．26mm；（3）ζ’=29。3,因高位槽水位不變，流量減小,閥前管路阻力減小,必引起a點壓強Ｐa增大。泵的安裝高度[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泵的選用因為Hｅ=20m,ｑv=40ｍ3帶泵管路(1）ｑv＝6。67m3Pａ＝4.436ｋＷｑv=42。３９m3qv=6．0m3qv＝2２。0m3(１）qv＝1４.76ｍ(1)Pa=855W;（2）P3＝21５.６2kPa(1）真空表的讀數(shù)是51.5kＰａ;(2）Pa=４。26kＷ;（3)H=2９.7m第2章傳熱熱傳導(dǎo)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）上述計算結(jié)果表明,將導(dǎo)熱系數(shù)比較小的保溫材料置于保溫內(nèi)層,保溫效果更好。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對流給熱3.４8２倍α１’=０．583α(1）α=５023．7W／(m2·K）；(2)α’＝5812。6W/(m２·K）傳熱系數(shù)計算2—14(1）Ko=４4.６6Ｗ/(ｍ2·Ｋ）;（2）Ko’＝8０．70W/（m2·K），即傳熱系數(shù)增大了80。74%;（３)Ko’’=45．94W／（ｍ2·K），即僅增大了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并流時,Δtm=6４．52℃；逆流時，Δｔm=８4.90℃２—1９并流時,Δtm=３９。9℃；逆流時，Δｔm=44.8℃?zhèn)鳠徇^程計算Ko=40.39W/（m·Ｋ），Ａo=１7４．１m（1)qm2＝79８2kg／h；(2）并流時，Δtｍ=27。19℃，l并=3.３９m;；逆流時，Δtｍ＝3２.７4℃，l逆=2.813m１５%(１)T=124。2℃；(2)t2＇=88．0５℃ｌ’＝１。855３mA需=10．３8m2,換熱器實際具有的面積為A實際=11m２＞（1）l=２.９94ｍ≈3m；(2)t2’＝9２．02℃，(3）在給定的溶液流量下，產(chǎn)生垢層熱阻后，要保持溶液的進、出口溫度為原值,采取的措施為清除污垢或提高加熱蒸汽溫度(即調(diào)節(jié)加熱蒸汽的壓強)（1）A需=2。８0５m2＜Ａ實際=3m２，故可用;（2）A需=3．44ｍ2〉Ａ實際=3m2,故不可用（１)αi=９0．21W/（m2·℃）;（2）Ｋo=71.64W/(m2·℃)；(3)Q=14４44４．4４W,Q負(fù)荷＝1６３44.8W，可見：換熱器的熱負(fù)荷大于要求的換熱量，故此換熱器可用;（４)Tw=107.65℃，所以壁溫接近于外側(cè)蒸汽溫度(或α大的一側(cè)流體的溫度）。(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換熱器核算ｔ=7３．0８℃ｔ2＇＝8４.5４℃（１）K=32１.57W/（m2·K)；（2）不能保證水溶液的出口溫度不低于３0℃.計算結(jié)果說明，只有當(dāng)A’=14.１ｍ2時，才能保證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實際=60。6１ｍ2，故此換熱器不能滿足要求；（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章非均相機械分離過程顆粒沉降μ＝０。0152Ｐａ·sｄp=7５.3μmｕt’=０。02m/sｄｐ=１７．5μmｑｖ=807ｍ3在水中,ｕｔ=8.06×10—4m/s;常壓空氣，uｔ=0.0７2ｍ/s(１)先除塵后升溫，qv=10.92m３/ｈ；（２)先升溫后除塵,qv=6.0m3/ｈ過濾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章吸收氣液相平衡４－1(１）plｅ=５。4kPa=p，故處于平衡;（2)ｐ２e=2.７kPa<p，故處于吸收；（３）p3ｅ=8．1ｋＰa＞p,故處于解吸；（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,故發(fā)生解吸。以分壓表示的總傳質(zhì)推動力為:Δp=11.１9kPa擴散和相際傳質(zhì)速率Ky=3.656×10－4kmoｌ／（m2·s)吸收過程數(shù)學(xué)描述略吸收過程物料衡算y１=0.04,y2＝0。０0２，x1=0．０1267,x２=0填料層高度計算H=3。06m（1）x１=0。0267；（2）H＝8．5m，即所需填料層高度應(yīng)為８。5ｍ，大于６ｍ，故該塔不合用（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章精餾相平衡（1）t=6５。3３℃;（2）ｘA=0。５12(1)ｔ=81.36℃;（2）yA＝０。187物料衡算、操作線方程(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理論板數(shù)計算全塔1６塊理論板（含塔釜），加料板為第8塊理論板N=1４．3,ＮT=15(含塔釜）精餾塔核算xＤ，ｍax=0.7５xＤ，max＝1，精餾段操作線方程為:yn＋1=０.75xn+0.２5;提留段操作線方程為：ym＋1=２xm-0.１25ｘＤ=0。889,xｗ=０.194第6章其他傳質(zhì)分離方法萃取計算(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結(jié)晶計算m=４.47ｋgt=４4．9℃吸附計算α=１3８.３m2／gτB=６。83ｈ膜分離計算6—9淡水ｗ2=0.0005;濃鹽水w3=0．08２6;進口端：ＪV1＝０。0125kg/(m2.ｓ）；出口端：JV2=0.00436kｇ/（ｍ２.s）第７章固體干燥濕空氣的性質(zhì)0．924W水＝0．0１７４ｋg水/ｋg干氣，Q=8７。6kＪ／kｇ干氣７-3干球溫度／℃濕球溫度/℃濕度/(kｇ水/kg干氣)相對濕度/%熱焓／（ｋＪ/ｋg干氣)水汽分壓/kPa露點/℃0。031９11．01654．83２.5350。02６20125４。１280.０2095３.２255７３3２13．72８3０0.01９6２5９8２3(1)ΔI＝1.25kJ／kg干氣;（2）t=５5.９℃；（３)t＝54.7℃間歇干燥過程計算自由含水量＝0.２43kg水/kg干料；結(jié)合水含水量=