化工原理课后习题参考答案

1-14.从一主管向两支管输送从一主管向两支管输送20oC的水。要求主管中水的流速约为，支管的水。要求主管中水的流速约为，支管1与支管与支管2中水的流量分别为中水的流量分别为20t/h与与10t/h。试计算主管的内径，并从无缝钢。试计算主管的内径，并从无缝钢管规格表中选择合适的管径，最后计算出主管内的流速。管规格表中选择合适的管径，最后计算出主管内的流速。解：查表可得20oC水的密度：根据主流管流量流速为选择无缝钢管，内径此时，主管内流速为1-15.常温的水在管路中流动。在截面常温的水在管路中流动。在截面1处的流速为，管内径为处的流速为，管内径为200mm，截面截面2处的管内径为处的管内径为100mm。由于水的压力，截面。由于水的压力，截面1处产生处产生1m高的水柱。高的水柱。试计算在截面试计算在截面1与截面与截面2之间所产生的水柱高度差之间所产生的水柱高度差h为多少？（忽略从为多少？（忽略从1到到2处的压头损失）处的压头损失）1-28.水的温度为水的温度为10 oC，流量为，流量为330L/h，在直径，在直径、长度、长度100m的直管中流的直管中流动。此管为光滑管。（动。此管为光滑管。（1）试计算此管路的摩擦损失；（）试计算此管路的摩擦损失；（2）若流量增加）若流量增加到到990L/h，试计算其摩擦损失。，试计算其摩擦损失。4-1 有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面包一层热导率有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面包一层热导率为为0.16w/(moC)、厚度为、厚度为300mm的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为30 oC，另测得距加热器平壁外表面，另测得距加热器平壁外表面250mm处的温度为处的温度为75 oC，如图所示。，如图所示。试求加热器平壁外表面温度试求加热器平壁外表面温度t1。5-4 100g水中溶解水中溶解1gNH3，查得，查得20oC时溶液上方时溶液上方NH3平衡分压平衡分压798Pa。此。此烯溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数烯溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E（单位为（单位为kPa）、）、溶解度系数溶解度系数H 单位为单位为kmol/(m3kPa)和相平衡常数和相平衡常数m。总压为。总压为100kPa。解解5-9 CO2分压力为分压力为50kPa的混合气体，分别与的混合气体，分别与CO2浓度为浓度为3的水溶液和的水溶液和CO2浓度为浓度为3的水溶液接触。物系温度均为的水溶液接触。物系温度均为25oC，气液平衡关系，气液平衡关系 试求上述两种情况下两相的推动力（分别以气相分压力和液相浓度差表试求上述两种情况下两相的推动力（分别以气相分压力和液相浓度差表示），并说明示），并说明CO2在两种情况下属于吸收还是解吸。在两种情况下属于吸收还是解吸。解解气相分压力表示的推动力为：气相分压力表示的推动力为：吸收吸收5-12 用清水在吸收塔中吸收混合气体中的溶质用清水在吸收塔中吸收混合气体中的溶质A，吸收塔某截面上，气相，吸收塔某截面上，气相主体中溶质主体中溶质A的分压为的分压为5kPa，液相中溶质的摩尔分数为。气膜传质系数，液相中溶质的摩尔分数为。气膜传质系数 液膜传质系数液膜传质系数 气液平衡关系可用亨利定律表示，气液平衡关系可用亨利定律表示，相平衡常数。总压为。试求相平衡常数。总压为。试求：（1）气相总传质系数）气相总传质系数KY，并分析吸收过程并分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制；（是气膜控制还是液膜控制；（2）试求吸收塔该截面上溶质）试求吸收塔该截面上溶质A的传质速率的传质速率NA。解：解：（1）比较比较与与（2）5-15 在一吸收塔中，用清水在总压为、温度在一吸收塔中，用清水在总压为、温度20oC条件下吸收混合气体中的条件下吸收混合气体中的CO2，将其组成从，将其组成从2%降至降至0.1%（摩尔分数）。（摩尔分数）。20oC时时CO2水溶液的亨利系水溶液的亨利系数为数为E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的倍。试求（。吸收剂用量为最小用量的倍。试求（1）液）液-气比气比L/G及溶及溶液出口组成液出口组成X1；（；（2）总压改为）总压改为1MPa时的时的L/G及溶液出口组成及溶液出口组成X1解：解：（1）通过通过算出最小液气比：（算出最小液气比：（L/G）min（2）解题过程类似于（）解题过程类似于（1）小题）小题