项目一 流体流动与输送
一、 填空
1
2
3 4
5
6 7．流体流量分为体积流量和质量流量，其中转子流量计必须垂直安装在管路上，而且流体必须下进上出。
8．通常情况下，用雷诺数来Re 来判断流体的流动类型，当流体总是做层流流动；当时，流体总是做湍流流动；而当2000＜Re ＜4000时，流体可能是层流也可能是湍流。
9两种。
10
11
12
13阀门开度，原因是简单方便。
14先关闭，但其原因不同，开车时是为了保护电动机，停车时是为了防止出口管路上的高压液体倒流入泵内打坏叶轮。
1 2-合物，其中连续相是水。烟道气属于气-固相混合物。
3
4．工业生产中，过滤设备有板框压滤机、转筒真空过滤机和袋滤器。
5连续沉降槽用于分离悬浮液。
6
7．气、液、进行。
8．生产中常用若干个小型旋风分离器并列组成分离器来代替大型分离器，而且可以提高生产能力。
9．如果其他条件不变，与颗粒直径和密度成正比。
10
11式服从1-2-3-2-1的规律。
12
1． 2．
3． 在稳定传热过程中，通过平壁的每层导热量都相等。若厚度相同，材料的热导率越小，则在该层的温度下降越大。
1． 蒸发；按蒸发模式，可分为间歇蒸发与连续蒸发。
2． 根据原料液加入方式不同，多效蒸发操作流程可分为并流、逆流和平流三种。
3．
4．
5． 单程型蒸发器有升膜式蒸发器、降膜式蒸发器和回转式薄膜蒸发器等。
6．
7．
8．
1．称为气体吸收，解吸。
2 3．在吸收过程中，吸收剂又称为溶剂，吸收了溶质后的溶液称为吸收液。
4．在用洗油吸收焦炉煤气中粗苯的过程中， 5．按有无热效应分为非等温吸收和等温吸收。
6． 7
1．
2．高的场合。
3
4
5
6 7．精馏操作中进料热状况参数q ，当饱和液体进料时，q=1；饱和蒸汽进料时，q=0。
7回流的多少，对产品和产量有很大的影响。
8倍之间。
1 2．干燥、传导干燥、辐射干燥、介电加热干燥。
3．其能够进行的必要条件是物料表面产生的水汽分压必须大于空气中所含的水汽分压。
4
5．不能用干燥方法除去的水分是平衡水分。
6．是指单位时间内，单位干燥面积上所汽化的水分量。速干燥阶段和降速干燥阶段。
7．取决于湿空气的性质，而与湿物料的性质关系很小；降速干燥阶段又称内部水分控制阶段或干燥第二阶段，干燥速率取决于物料本身的结构、形状和大小等性质，而与湿空气的性质关系很小。
8．属于恒速干燥阶段；属于降速干燥阶段；当物料的含水量为平衡含水量时，干燥速率为零。
9
1．并且反应速率比较慢，只有在
催化剂的作用下才具有较快的反应速率。
2．脱硫的方法很多，按脱硫剂的物理形态可分为干法脱硫和湿法脱硫。锌法、活性炭法、氧化铁法、分子筛法等。湿法脱硫按溶液的吸收和再生性质区分为化学吸收法、物理吸收法及物理-化学吸收法。
3
4
5
1险因素，容易引发化学事故。
2 3．简洁地表征危险化学品危险特性和类别，向作业人员传递安全信息的警示性资料。
4
5
6
7.
8
9
10
11滤式防毒面具和隔离式呼吸器等。隔离式呼吸器一般用于有毒物质浓度高的环境。
12
13
14
15等环节。
１、 流体静力学是研究静止流体内部压强的变化规律。
２、 液体内部任意一点的压强与深度、密度、液面上方压强有关；与容器形状无关。
３、 某车间测得一精馏塔的真空度是540mmHg ，绝对压强为100mmHg ，则当地的大气压640mmHg, 该车间
另一设备内表压为0.1Kgf
cm 2，则设备内的绝对压强为 94.92 KN/m2 。
４、 流体在管道内作稳定流动时，管道内做稳定流动是， 注意一 处的 流速 、 压强 、
密度 等物理参数都不随时间变化而随位置而变化。
５、 流体在流动中所具有的机械能通常表现为位能、动能、静压能三种形式。
６、 流体流动中若无外加机械功时，则流体的流动靠本身的 位差、压强差而流动。
７、 流体压强的测量常以大气压为测量起点，表压是指大于大气压那部分的压强，真空度是指小于大气压那部分的压强。
８、 流体流动类型不仅受流速影响而且与管子内径、流体密度、流体粘度等因素有关。
９、 流体一流动类型通常分为 层流 、 湍流 、 过度流 。
１０、 流体在管路中的阻力损失可分 直管阻力损失 和 局部阻力损失 两类。
１１、 流体阻力计算通常采用当量长度法和阻力系数法两种方法进行计算。
１２、 离心泵是利用叶轮高速旋转是产生的惯性离心力来输送液体的设备。
１３、 离心泵的三个主要部件有泵壳、叶轮和轴封装置。
１４、 泵壳的主要作用汇集液体 、转换能量 。叶轮的主要作用将原动机的机械能传给液体 。
１５、 离心泵的叶轮可分为 开 式、 半闭 式、 闭 式三种。
１６、 泵的扬程是指泵对单位重量的液体所赋予的外加能量。单位是米液柱。
１７、 泵的举升高度是指 泵将液体从低处（入口处）液面送到高处（出口处）的垂直高度 。
１８、 泵的性能参数主要有以下几种扬程、流量、转速、功率、效率、汽蚀余量或允许吸上高度等。 １９、 泵的流量是指单位时间由泵向管路输送的液体量单位是m 3２０、 泵的输入功率又称为轴 功率，它是指泵在单位时间内从原动机获得的能量。
２１、 泵的输出功率又称为 有效 功率。它表示单位时间内泵向 液体 输送的能量。
２２、 泵的 轴 功率与 有效 功率之差称为损失功率。
２３、 泵损失功率主要表现于容积损失、水力损失、机械损失三个方面。
２４、 国产离心泵按照被输送液体的性质可分为 清水泵 、 耐腐蚀泵 、
。
２５、 泵的效率是指有效功率与轴功率之比。
２６、 选用泵时应使泵的流量和扬程二个主要参数满足生产需要。
２７、 泵所输送的液体粘度增大，则泵的流量减小，扬程减小，效率减低、轴功率增加。
２８、 压缩机是一种对气体进行压缩，使其压力升高并能输送流体的机械。
２９、 化工生产中常用的压缩机有活塞式压缩机和离心式压缩机两类。
３０、 活塞式压缩机是依靠活塞在汽缸内作往复运动的周期性改变汽缸容积来压送气体的。
３１、 离心式压缩机是依靠机体内工作叶轮在高速旋转是产生的离心力的作用来压送气体的。
３２、 往复式压缩机主要由气缸、活塞、吸入阀和排出阀几个部件构成。
３３、 气体输送机械按其压缩比的大小可分为压缩机、鼓风机、通风机、真空泵几类。
３４、 往复式压缩机的实际工作循环由压缩、排气、膨胀、吸气四个阶段组成。
３５、 工业上蒸发操作一般都在溶液沸点下进行，此时溶剂的汽化不仅在溶液的表面而且在溶液内部也进行。 ３６、 在蒸发过程中，溶剂是挥发性物质，溶质是不挥发物质，因此在蒸发过程中溶质的数量不变。 ３７、 进行蒸发操作的必要条件是（1）不断提供溶剂汽化所需热量（2）将溶剂蒸汽不断的排除。 ３８、 根据二次蒸汽的利用情况蒸发操作可分为单效蒸发、多效蒸发。
３９、 根据蒸发时压强不同蒸发操作可分为常压蒸发、减压蒸发、加压蒸发三种。工业上大多采用减压蒸发。
根据其生产过程蒸发操作又可分为间歇蒸发和连续蒸发两种。
４０、 蒸发操作中，加热蒸汽所提供的热量主要消耗 预热原料液、水分蒸发所需热量和蒸发器的热损失三个方
面。
４１、 蒸发器的生产强度是指蒸发器单位传热面积每小时所能蒸发的水量（ kg 数）它是衡量蒸发器传热效果
性能的指标。
４２、 根据原料掖的加入方法不同，多效蒸发流程，通常有并流、逆流和平流。
４３、 蒸馏是利用混合液中各组分挥发能力沸点的不同，把混合液加热沸腾使之部分汽化或部分冷凝，而使其
分离成较纯组分的单元操作。
４４、 液体转化为气体的过程称为汽化过程，切题转化为液体的过程称为冷凝过程。
４５、 被蒸发的溶液中溶质是不挥发的蒸馏的溶液，则溶质和溶剂都具有挥发性。
４６、 蒸发操作的产物是被增浓的溶液，蒸馏操作的产物是蒸汽冷凝液或残留液。
４７、 在蒸馏中将饱和蒸汽压较大，沸点较低的组分称为易挥发组分，蒸馏时从蒸馏塔的塔顶引出。 ４８、 蒸馏中难挥发组分的沸点较高，其饱和蒸气压较低，蒸馏时从蒸馏塔的塔釜引出。
４９、 按蒸馏操作的方法不同，蒸馏可分为简单蒸馏、精馏、特殊精馏三大类。
５０、 按操作压强不同，蒸馏操作可分为常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏三类。
化学工程基础习题
第二章．P 69
1. 解：P vac =P o -P 绝
即13.3⨯10-3Pa =98.7⨯10-3=P o -P 绝
⇒P -3
绝=85.4⨯10Pa
P a =P -P o
=85.4⨯10-3Pa -98.7⨯10-3Pa
=-13.3⨯10-3 Pa
2. 解：
πd 2d 2
de =4⨯1-π2
πd =(d 1-d 2) =70
1+πd 2
3. 解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有
u 2=d 2
1
1d 2 2
若将直径减小一半，即d 1d =2
2
⇒u 2=4
1
即液体的流速为原流速的4倍.
4. 解：
H λ⋅L u 2
f =d ⋅2g
L 2
H 1u 1
f 1=λ1⋅d ⋅
12g
2
H =λL 2u 2
f 22⋅d ⋅
22g
L 2
H λ2u 22⋅⋅
f 2
H =d 22g
f 1L 2λ⋅1u 11d ⋅
12g
λ=64μ
=du ρ
u 2=4u 1, L 1=L 2, d 1=2d 2
64μL 2u 2
H f 2
H =d ⋅⋅2
2u 2ρd 22g
f 164μL 21u
d ρ⋅d ⋅1
1u 112g
64μL 2
2u 2
H f 2
H =d u ⋅⋅
22ρd 22g
f 164μL (1u 2) 2
2d 1⋅1
d ⋅u 22g
242ρ2
H f 2
H =1
=16
f 1⋅2⨯2⋅16
4
H f 2=16H f 1
即产生的能量损失为原来的16倍。
6. 解：1）雷诺数Re =ρud
μ
其中ρ=1000kg ⋅m -3，u =1.0m ⋅s -1
d =25mm =25⨯10-3m
μ=1cp =10-3Ps ⋅s 故Re =ρud
μ
=1000⨯1.0⨯25⨯10-3
10-3
=25000
故为湍流。
2）要使管中水层流，则Re ≤2000 即Re =1000⨯25⨯10-3m ⋅u
10-3≤2000
解得u ≤0.08m ⋅s -1
7. 解：取高位水槽液面为1-1′，
A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程
z p 22
1u 1p 2u 1
1+ρg +2g =z 2+ρg +2g +H f
其中z 1=10m , z 2=2m ;
p ∑h f
1=p 2; u 1=0; H f =g u 22
则10=2+216.15u
2⨯9.8+9.8
解得
1）A-A ′截面处流量u =u 2
u =2.17m ⋅s -1
2）q v =Au ρ 其中A =1πd 2=1⨯3.14⨯(100⨯10-3
44) 2
=7.85⨯10-3m 2
u =2.17m ⋅s -1
q v =7.85⨯10-3⨯2.17⨯3600=61.32m 3
8. 解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得
z p u 22
11p 2u
ρg +2g =z 1
1+2+ρg +2g
其中z 1=z 2, p 1=1m H 2O =ρgh 1
u 1
1=0.5m ⋅s -, p 1=ρgh 2
d 120.2u 2=2u 1=() 2⨯0.5=2.0m ⋅s -1 d 20.1
0.5222
∆h +==0.19m 2⨯9.82⨯9.8
15. 解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，
由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1+++H e =z 2+++H f ρg 2g ρg 2g
其中：z 1=2m , z 2=10m ; u 1=u 2=0
p 1=p vac =-100mmHg
=-13.6⨯103⨯9.8⨯0.1=-13332.2p a
p 2=0
2+-13332.219.61000+H e =10+(+4⨯) ρg 9.8980 19.613332.2H e =12.08++=14.08+1.388=15.4689.8980⨯g
P =H e ⋅q V ⋅ρ=10215.468⨯2⨯π⨯(53⨯10-3) 2⨯980102=0.655kw
17. 解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，
由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1+++H e =z 2+++H f ρg 2g ρg 2g
其中：z 1=0,z 1=50m ; p 1-p 2=0
H f =
H e =50+20=52.05 9.8
P =H e ⋅q V ⋅ρ52.05⨯36⨯1000==8.05kw 102η102⨯0.6⨯3600
19. 解：取贮槽液面为1-1′截面，
蒸发器内管路出口为2-2′截面，
由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1+++H e =z 2+++H f ρg 2g ρg 2g
其中，z 1=0,z 1=15m ;
p 1=0,
p 2=-200⨯10-3⨯13.6⨯103⨯9.8=-26656p a
12026656H e =15+-=24.97 9.89.8⨯1200
H ⋅q ⋅ρ24.97⨯20⨯1200P =e V ==1.632kw 102102⨯3600
20. 解：1）取贮水池液面为1-1′截面，
出口管路压力表所在液面为2-2′截面，
由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1+++H e =z 2+++H f ρg 2g ρg 2g H f =其中，z 1=0,z 2=5.0m ;
p 1=0, p 2=2.5kgf . cm -2
=2.5⨯9.85=2.45⨯10p a -40.01
忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失，
则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失： H f =u = 36
3600⨯(76⨯10-3) 2=2.2
2.45⨯1052.220.2H e =5.0+++1000⨯9.82⨯9.89.8
=5.0+25+0.25+0.02=30.27
P =
2）P =H e ⋅q V ⋅ρ30.27⨯36⨯1000==3.0kw 102102⨯3600H e ⋅q V ⋅ρ3.0==4.3kw 102η0.7
3）取贮槽液面为1-1′截面，
水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面， 由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1++=z 2+++H f ρg 2g ρg 2g
其中：z 1=0,z 2=4.8m ;
p 1=0, p 2=?
忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失： H f =
2.220.2p 2=-(4.8++) ⨯1000⨯9.8=-49600pa 2⨯9.89.8
得真空表的读数为P vac =49600Pa
23. 解：1）取低位槽液面为1-1′截面
高位槽液面为2-2′截面
由伯努利方程得
22
z p 1u 1p 2u 1
1+ρg +2g +H e =z 2+ρg +2g +H f 其中，z 1=0,z 2=20m ; p 1=0, p 2=0 H f =5, H e =20+5=25
w e =25⨯9.8=245J/kg
2）在管路A 、B 截面间列伯努利方程得：
2
p A u 2p B u B A
z A ++=z B +++H f
ρg 2g ρg 2g
p A p B L u 2-=z B -z A +λρg ρg d 2g u 2=2g ⨯
p p d
⨯(A -B -z B +z A ) L λρg ρg
p A -p B =(ρHg -ρH 2O ) ⨯gR +ρH 2O ⨯g ⨯6p A -p B (ρHg -ρH 2O ) ⨯R +ρH 2O ⨯6
=
ρH 2O g ρH 2O
u =
==2.03m ⋅s -1
25⨯2.03⨯
3）P =
π
102
⨯0.052⨯1000
=0.976kw
4）根据静力学基本方程式：
p B +ρH 2O g (6+H ) =ρHg gR ' +p 0⇒p B =ρHg gR ' +p 0-ρH 2O g (6+H )
p A +ρH 2O gh =p B +ρH 2O g 6+ρH 2O g (h -R ) +ρHg gR ⇒p A =p B +ρH 2O g 6-ρH 2O gR +ρHg gR ⇒p A =ρHg gR ' +p 0-ρH 2O g (6+H ) +ρH 2O g 6-ρH 2O gR +ρHg gR
⇒p A -p 0=ρHg gR ' -ρH 2O gH +(ρHg -ρH 2O ) gR =[13.6⨯1.2-1⨯1+(13.6-1) ⨯0.04]⨯9.8⨯1000=1.55⨯105p a
第三章 传热过程 p105 ex1解：
q =
∆t t 1-t 41150-30
==
∑R 1+2+3
++
λ1λ2λ31. 070. 1445
=
11201120
==1243W m 2
0. 187-0. 714-0. 00010. 901
q `=300=
1120
⇒∑R +R 0=3. 73︒C ⋅m 2⋅W -1
∑(R +R 0)
R 0=3. 73-0. 901=2. 83︒C ⋅m 2⋅W -1
ex2解：
φ=
(T 1-T 4) ∑
i λi A
=
(T 1-T 4) ∑
i
2πr m L λi
=
2πL (T 1-T 4) 2πL (T 1-T 4)
=
(r i +1-r i ) 11r
∑∑l n i +1
λi i +1i λi r i
r l n i +1
r i
=
2π(260-35)
l n +l n +l n
16200. 2250. 0755
φ
L
=
2⨯3. 14⨯2251413
=
0. 0139+3. 94+6. 214
++160. 20. 0071413
=138. 96W ⋅m -1
10. 168
220+180
=200︒C 2
3
=
Ex4解：空气的定性温度T =
200℃时空气的物性参数为：ρ=0.746Kg /m
λ=3.91⨯10-2W ⋅m -1⋅K -1
μ=2.6⨯10-5P a ⋅s C p =1.034KJ ⋅Kg -1⋅︒C
u =15m ⋅s -1，
R e =
du ρ
μ
=
0.0254⨯15⨯0.746
=1.09⨯104 -5
2.6⨯10
1.034⨯103⨯2.6⨯10-5==0.68 P r =λ3.931⨯10-2
C p μ
d
3.931⨯10-2
⨯(1.09⨯104) 0.8⨯0.680.3 =0.023⨯
0.0254=53.8W m 2⋅K
ex5解：水的定性温度T =
λ
α=0.023(R e ) 0.8(P r ) 0.3
40+20
=30︒C 2
30℃时水的物性参数为：ρ=995. 7Kg /m 3
λ=0. 6176W ⋅m -1⋅K -1
μ=80. 07⨯10-5P a ⋅s
C p =4.174KJ ⋅Kg -1⋅︒C λ
α=0. 023(R e ) 0. 8(P r ) 0. 4
d
当u =1m ⋅s 时， R e =
-1
du ρ
μ
C p μ
=
0. 02⨯1⨯995. 7
=24868. 6
80. 07⨯10-5
P r =
λ
4. 174⨯103⨯80. 07⨯10-5==5. 41
0. 6176
α=0. 023⨯
0. 6176
⨯(24868. 6) 0. 8⨯(5. 41) 0. 4
0. 002
=4583. 5W m 2⋅K
当u =0.3时 R e =
du ρ
μ
⇒7460. 58 ，此时，2000
6⨯105α=0. 023⨯38. 85⨯1. 965⨯7460. 58⨯(1-)
7460. 581. 8
0. 8
=1638W m 2⋅︒C
ex7解：甲烷的定性温度：T =
120+30
=75︒C 2
W ⋅m 0℃条件下：ρ=0. 717Kg /m 3 λ=0. 03
-1
⋅K -1
μ=1. 03⨯10-5P a ⋅s C p =1. 7KJ ⋅Kg -1⋅K -1
由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取de
d e =4
流体截面积
润湿周边
π
=4⨯
⨯0. 192-37⨯
π
⨯0. 0192
=0. 0255
π⨯0. 19+37⨯π⨯0. 019
R e =
du ρ
μ
C p μ
=
0. 0255⨯10⨯0. 717
=17728. 7 -5
1. 03⨯10
P r =
λ
1. ⨯103⨯1. 03⨯10-5==0. 584
0. 03
由于甲烷被冷却，n =0. 3
α=0. λ
d e
(R e ) 0. 8(P r ) 0. 3
=0. 023⨯
0. 03
⨯(17728. 7) 0. 8⨯(0. 584) 0. 3
0. 0255
=0. 023⨯1. 176⨯2505. 77⨯0. 851=57. 1W ⋅m -2⋅K -1
若甲烷在管内流动：
R e =
du ρ
μ
=
0. 015⨯10⨯0. 717
=10441. 75
1. 03⨯10-5
α=64. 2W ⋅m -2⋅K -1
Ex8 ∆T 1=40-15=25︒C ，
∆T 2=130-33=97︒C
∆T m =
∆T 2-∆T 197-25
==53.1︒C （逆流） ∆T 2l n l n ∆T 1
在按照折流校正
33-15
=0.16
130-15
130-40R ==5
33-15P =
φ＝0.97
∆T m =0.97⨯53.1=51.5︒C
ex9
(1)
φ=q m c p (T 1-T 2)
=1. 25⨯1. 9⨯10⨯(80-30)
3
=118750J ⋅s -1
(2) ∆T 1=30-20=10︒C ，
∆T 2=80-40=40︒C ∆T m =
∆T 2-∆T 140-10
==21. 64︒C
∆T 2l n 4l n
∆T 1
(3)
R =
=
11d δd =+0+0+R si +R s 0K α0α油d i λd m
10. 0250. 0025⨯0. 025
+++0. 21⨯10-3+0. 176⨯10-3 33
1. 7⨯100. 85⨯10⨯0. 0245⨯l n
0. 02
=0. 00251m 2⋅K ⋅W -1
1
=398. 91W ⋅m -2⋅K -1 R
K =
(4)
A =
φ
K ∆t m
=
118750395. 91⨯21. 64
=13. 74m 2
若近似按平面壁计算，则
R ==
111δ=++0+R si +R s 0K α0α油i λm
110. 0025
+++0. 21⨯10-3+0. 176⨯10-3 33
1. 7⨯100. 85⨯1045
K =453. 26
A =12. 11m 2
ex10
(1) d 0=16⨯10-3m ，d i =13⨯10-3m ，
δ=1. 5⨯10-3m
⎛d 0δd 01⎫
⎪K = ++ αd λd α0⎪m ⎝i i ⎭
⎛161. 5⨯10-3⨯161⎫
= 13⨯1000+40⨯14. 5+90⎪⎪
⎝⎭ =1. 231⨯10-3+0. 0414⨯10-3+0. 011=81. 5W ⋅m -2⋅K -1
(2)
()
⎛d 0δd 01⎫
⎪K 0= ++ αd λd ⎪αm 0⎭⎝i i
⎛161. 5⨯10-3⨯161⎫
= 13⨯1000+40⨯14. 5+180⎪⎪
⎝⎭=146. 6W ⋅m -2⋅K -1
(3)
⎛d 0δd 01⎫
⎪K i = ++ αd λd α0⎪m ⎝i i ⎭
161. 5⨯10-3⨯161⎫
= 13⨯2000+40⨯14. 5+90⎪⎪
⎝⎭
=0. 616⨯10-3+0. 0414⨯10-3+0. 011=85. 78W ⋅m -2⋅K -1
ex11解：
(1)
' ' ' '
φ1=q m c p (T 1-T 2)=q m C p T 1-T 2
()
()
' '
50q m C p =25q m C p ' '
q m C p =2q m C p
∆T m =
.
135-60
=92. 5 135l n
60
A 1=
(2)
ϕ1
k 1∆T m
=
50q m C p k 1∆T m
' '
φ2=q m c p (t 1-t 2)=q m C p (t 1' -t 2' )
' ' '
70q m C p =q m C p t 1' -t 2' '
t 1' -t 2=35 ，t 2=50
()
70q m C p ϕ1135-30∆t m ==69. 81 ，A 2= =
135k ∆t k ∆t 2m 2m l n
30
又流量及物性不变，k 1=k 2
2∆t m 70⨯92.56475A 2
====1.855 50q C A 150⨯69.83490.7m p
1∆T m
70q m C p
L 2A 2
==1. 855 ，L 2=1. 855m L 1A 1
ex12解：(1)
φ1=q md c pd (T 1-T 2)=KA ∆t m =
⨯2.88⨯103⨯(90-50) =230⨯6⨯∆t m
=61.76⨯103=230⨯6⨯∆t m ∆t m =44.75︒C
90-t -32
=44.7590-t
l n
32
t =29.5︒C ∆T m =
.
A 1=
ϕ1
k 1∆T m
=
50q m C p k 1∆T m
φ1=q md c pd (T 1-T 2)=q mh c ph (t 1-t 2)
61.76⨯103=q mh ⨯4.2⨯(29.5-18) q mh =1.279⨯103=4.6kg /h
吸收 p187
ex 2解：
（1）
*P A =2026P a
7.821⨯10-3100⨯10-3
C A =() =2.300mol . m -3
341000C C 2.300*
P A =A ⇒H =A ==1.135⨯10-3mol . m -3P a -1
*
H P A 2026
（2）
E =
P 1000
==4.895⨯107P a
-3-2
HM 1.135⨯10⨯1.8⨯10
*P A =4.895⨯107x A
E 4. 895⨯107（3）m ===483. 22 5
P 1. 013⨯10总
（4）总压提高一倍，E 、H 值均不变
E 4. 895⨯107
m ===242 5
P 2. 026⨯101
ex9．解：
5
y ==0. 02329
955+2964y 10. 02329 Y ==
1-y 11-0. 02329=0. 02329
第一解法：
(
q n , C
) min =Y 1-Y 2⎫
q *n , B X 1-X ⎪2⎪
又设Y ⎪⇒⎛⎫2
⎪X ⎬q n , C ⎪min =Y 1-Y 22=0
⎪ ⎪
⎝q n , B ⎭
1X *Y 1=
1⎪⎭
又q n , C Y -Y Y -q =12=1.651Y 2
n , B X 1
Y 1Y 1
26.7
=1.65X 1
X 0.023851=26.7⨯1.65=0.00054
又
512
64=8mol q n , C . X 1=8
q 3
n , C =14814.8kmol /h =266. 66m
第二解法：
设吸收率为η则，Y 2=(1-η)Y 1 进气量设为 a . kg /h
η=
512 a .5%q a . ⨯95%
n , B =
29⨯10-3
kmol (
q n , C q ) min =
Y 1-Y 2Y 1-(1-η) Y n , B X *
=1=26.71Y η
1(q n , C q ) =1.65(
q n , C n , B
q ) min =1.65⨯26.7⨯
512n , B
a .5%
=
q n , C ⨯29⨯10-3
a .95%
q =14814.8kmol /h =266.0m
3
n , C
ex10．（1）Y 1=0. 02
Y 2=Y 1(1-99%)=0. 0002 X 2=0
当液气比为2.2时，
q n , C q n , B
=
Y 1-Y 20.02-0.0002
==2.2
X 1-X 2X 1
X 1=0. 009
∆Y 1=Y 1-Y 1*=0.02-0.009=0.011∆Y 2=Y 2-Y 2*=0.0002
∆Y m =
∆Y 1-∆Y 20.011-0.0002
==0.0026951ln ln
0.0002∆Y 2Y 1-Y 20.02-0.0002
==7.35∆Y m 0.002695
N OG =
（2）当液气比为1.25时，
0. 02⨯99%
X 1==0. 01584
1. 25
N OG =15. 17
(3) 当X 2=0.00011时
X 1=
1
(Y 1-Y 2) +X 2
1. 25
=0. 01584+0. 00011=0. 01595
N OG =
0. 02-0. 0002
=19. 03
0. 001040
(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，
Y 1-Y 20.02-Y 2
==0.8*
q n , B X 11Y 2=0.004
=
q n , C
η=
Y 1-Y 20.02-0.0016
==80%Y 10.02
0. 03
=0. 03093
1-0. 03
ex11. Y 1=
Y 2=Y 1(1-98%)=0.03093⨯0.02=0.0006
X 2=0
q n , B =
⎛q n , C 1.67273⨯⨯(1-3%)=65.16mol . s -1-322.4⨯10303⎫Y 1-Y 2min ==1.28η=1.28⨯98%=1.2544⎪⎪⎝q n , B ⎭Y 1
1.28-X 2
q -1
n , C min =1.2544⨯65.16=81.74mol . s
q n , C =81.74⨯1.5=122.6mol . s -1
X q n , C
1=q (Y 1-Y 2) +X 2
n , B
=65.16
122.6⨯(0.03093-0.0006) =0.016
∆Y *
1=Y 1-Y 1
=0. 03093-1. 28⨯0. 016=0. 01045
∆Y 2=Y 2-Y *
2=0. 0006
∆Y Y 1-∆Y 2m =∆
ln 1
∆Y 2
=0. 01045-0. 0006
ln =0. 003465
0. 0006
N OG =Y 1-Y 2
∆Y m
=0. 03093-0. 0006
0. 003465=8. 8
H q n , B
OG =K =65.16=0.6503
Y ∂S 60⨯1.67
1.0
H =H OG ⨯N OG =8.8⨯0.6503=5.72m
12.(1)
Y y 1
1=1-y =0.05=0.0526
11-0.05
Y y 20.00263
2=1-y =-0.00263=0.002637
21
X 58
1==0.02033
X 2=0
Y *=2.0X
∆Y 1=Y 1-Y *
1
=0.0526-2.0⨯0.02023=0.01214
∆Y 2=Y 2-Y *
2=0.002637
∆Y -∆Y 20.01214-0.002637
m =∆Y 1
ln ∆Y =
1
∆Y ln 0.01214
20.002637
=0.0095
1.527=0.0062
N Y 1-Y 2
OG =∆Y m
=0.0526-0.002637
0.0062=8.06
q 0.556
n , B =22.4⨯10-3⨯0.95⨯273298
=21.602mol . s -1
H =q V
K S =21.602
OG
K π⨯0.82=0.744
Y ∂Y α⨯4
K 3
Y α=57.79mol . m -. s -1
（2）
q n , C
q =Y 1-Y 2
n , B X 1-X 2
=0.0526-0.0026369
0.02023=2.4698
q n , C =2.4698⨯21.602=53.35mol.s-1
X n
A 1=53. 35⨯3600
n=0.02023×53.35×3600=3885.37mol
m=58×3885.37=225.4kg
（1）另解：
q n , C
q n , B
==Y 1-Y 2X 1-X 20.0526-0.0026369=2.46980.02023
气相传质单元数：
N OG =⎡mq Y -mX 2mq n , B ⎤1ln ⎢(1-n , B ) 1+⎥mq n , B ⎢q Y -mY q n , C 22n , C ⎥⎣⎦1-q n , C
1
1-20.0526-02⎤ ⎡ln ⎢(1-) +2.46980.0026372.4698⎥⎣⎦=2
2.4698
=8.028
H OG =H 6==0. 7474m N OG 8. 028
q n , B
K Y 2⋅S K Y 2=q n , B H OG ⋅s =21.602
0.7474⨯=57.5mol . m 3. s 1 又H OG =πd 2
4
（3）若填料层增加3m ，则：
' N OG =H ' 9==12. 042m H OG 0. 7474
N OG =1
1-2
2. 4698
Y 2' =0. 0011⎡20. 05262⎤ln ⎢(1-) ⨯+⎥2. 4698Y ' 2. 46982⎣⎦
又 液气比一定，则：
Y 1-Y 2' =2.4698, X 1'
=4004.45mol
则：X 1' =0.02085n ' =X 1' q n , B =0.02085⨯53.35⨯3600 m =58n ' =232. 26kg ∆m =232. 26-225. 4=6. 9kg
13解：（1）
100⨯22.4
Y 1==0.0753
1000-100
32⨯22.4
Y 0.0753⨯(1-0.98) =0.0015
2=
X 1=0.0196
X 2=0
q 0.278⨯1000
n , B ==12.41mol . s -1
22.4
q n , B (Y 1-Y 2) =q n , C (X 1-X 2)
12.41⨯(0.0753-0.0015)
=q n , C (0.0196-0)
q n , C =46.72mol . s -1=0.84kg . s -1
（2）
H =H OG ⋅N OG
Y 1=0.073 Y 2=0.0015
X 1=0.0196 X 2=0
Y 1*=1.15X1=0.0225 Y 2*=1.5X2=0
⋅∆Y (Y 1-Y 1*)
m =
ln Y 1-Y *
1
Y 2-Y 2*
=0.073-0.0025-0.0015
ln =0.018
0.0015
N Y 1-Y 2
OG =∆Y m
=0.0753-0.0015
0.018=4.1
0.5⨯1000
H OG =26.41=0.845m
H =4.1⨯0.845=3.46m
14解：
（1）H H
OG =N
OG
Y 1=0.025 Y 2=0.0045
X 1=0.008 X 2=0
Y 1*=1.5X1=0.012 Y 2*=1.5X2=0
⋅∆Y 1-Y 1*)
m =(Y
ln Y 1-Y 1
Y 2-Y 2*
=0. 025-0. 012-0. 0045=0
ln . 008
0. 0045
N Y 1-Y 2OG =∆Y m
=0. 025-0. 0045
0. 008=2. 56
H 10
OG =2. 56=3. 91m
（2）当Y 2' =0. 003时
q '
n , C Y 1-Y 2=Y 1-Y 2
q =
n , B X 1X 1
0. 025-0. 00450. 025-0. 003
0. 008=
X 1
X '
1=0. 0086
∆Y 1=Y 1-Y 1
=0. 025-1. 5⨯0. 0086=0. 0121
∆Y 2=Y 2-Y 2=0. 003
∆Y Y 1-∆Y 2m =∆
ln 1
∆Y 2
=0. 0121-0. 003=0.
ln 0065
0. 003
N OG =Y 1-Y 2
∆Y m
=0. 025-0. 003=3. 380. 0065
H '=H OG ⋅N OG
=3.91⨯3.38=13.2m
H =13.2-10=3.2m
第六章 精馏
P244
ex2.(1)
⎧⎪q n , F =q n , D +q n , W ⎨ ⎪⎩q n , F x F =q n , D x d +q n , W x w
100=q n , D +q n , W
100⨯0.3=q n , D ⨯095+q n , W ⨯0.05
q n , D =27.78⋅kmol ⋅h -1
q n , W =72.22⋅kmol ⋅h -1
(2)q n , L '=q n , L +δq n , F
q n , L =R ⋅D =27.78⨯3.5=97.23kmol ⋅h -1
δ=1
q n , L '=97.23+100=197.23kmol . h -1
q n , V =q n , L +q n , D =97.23+27.78=125.01Kkmol . h -1
q n , V '=q n , V =125.01kmol . h -1
⎧⎪q n , F =q n , D +q n , W (3)⎨ q x =q x +q x ⎪n , D D n , W w ⎩n , F F
235=q n , D +q n , W
235⨯0.84=0.98q n , D +0.002q n , W
kmol . h -1 q n , D =201.4
q n , W =33.6
R =1, δ=1
q n , L =201.4
q n , L '=q n , L +q n , F =436.4⋅kmol . h -1
q n , V =q n , L +q n , D =402.8
q n , V =q n , V '=402.8⋅kmol . h -1 (4)δ=(75. 3-30)(0. 4⨯2. 68+0. 6⨯4. 19) +0. 4⨯1055+0. 6⨯232. 0. 4⨯1055+0. 6⨯2320
=1. 094
(5)精:
R X x +d
R +1R +1 30. 9=x +=0. 75x +0. 22544
x δy =x -f
δ-1δ-1
进:⎧δ=0. 8 ⎪=⎨δ=1. 0
⎪δ=1. 2⎩y =
⎧y =-4x +0. 25⎪ ⎨y =x f =0. 5
⎪⎩y =6x -2. 5
（6）
y =1. 5x
1+0. 5x
y =1. 20. 4x -0. 20. 2
x δ=0. 42 y δ=0. 52 1
R min 0. 95-0. 521= R min -10. 95-0. 42
R min =4. 30
（8）
y =0. 75x +0. 21 y =-0. 5x +0. 66
δ=-0. 5δ=1
⇒ δ-1 3
1. 5x f =0. 66x f =0. 44交点x =0. 36 y =0. 48
(10)
y =0. 833x +0. 15
y 1=x d =0. 898
*
y 3. 0x 1
1=2. 0x *+1
1
0. 898=3. 0x *
1
2. 0x *
1+1
x *
1=0. 746
x 0-x 1
x -x *=0. 898-x 1=0. 6 010898-0. 746
x 1=0. 806
y =0. 833⨯0. 806+0. 15=0. 821
第八章 化学反应工程基本原理 P340
（1）
-dp A
dt =2. 58⨯10-6p 2
A
p A
h =[]p 2
A
[]=p -1-1
A ⋅h
pv =nRt
n
v =p
Rt =c
(-dp A ) =k 2
dt p p A
(-d (c A Rt ) ) =k p (c A Rt ) 2
dt
(-d (c A )
dt ) =k c 22
p A Rt =k c c A
k c =k p Rt =2. 58⨯10-6⨯8. 314⨯450=9. 65⨯10-3m 3⋅kmol ⋅h -1
k 2-3
c c =kmol ⋅m ⋅h -1A
[]⋅(kmol
m 3) 2=kmol ⋅m -3⋅h -1 []⋅=m 3⋅kmol -1⋅h -1
（2）
C 2H 6→C 2H 4+H 2y A , 0=1. 0000
y A =0. 0900
δs +r -a 1+1-1A =a =1=1 x =y A , 0-y A A y A , 0(1+δA y A ) =1-0. 091⨯(1+1⨯0. 09) =83. 5%或
y =y A , 0(1-x A )
A 1+δA y A , 0x A
⇒x y A , 0-y A
A =y A , 0(1+δ
A y A )
=1-0. 09
1⨯(1+1⨯0. 09) =83. 5%3
4NH 3+5O 2=4NO +6H 2O +Q (主) 4NH 3+3O 2=2N 2+6H 2O +Q (副) 8NH 3+8O 2=4NO +2N 2+12H 2O +Q
δA =4+2+12-8-81=84
y A , 0-y A x A =y A , 0(1+δA y A )
0. 1152-0. 0022=98%0. 1152⨯(1+⨯0. 0022) 4=
设n 0=1，则n A0=0.1152 y A =n A , 0(1-x A )
n
n A , 0(1-x A )
y A
⇒n ==0. 1152(1-0. 98) =1. 04730. 0022
∆n A =0. 1152-0. 0023=0. 1129∆n O 2=0. 2304-1. 0473⨯0. 087=0. 1393设主反应消耗NH 3的量为Z ，副反应消耗NH 3的量为F 4NH 3+5O 2=4NO +6H 2O +Q (主)
5Z 4
4NH 3+3O 2=2N 2+6H 2O +Q (副)
３F Ｆ4
Z +F ＝0. 1129
53Z +F ＝0. 139344
⇒Z =0. 11
F =0. 0029
0. 11φ==95. 5% 0. 1152
0. 11β==97. 4%0. 1129
5
t =V R 2. 5==250s q V 00. 01对于全混流反应器，
t
E (t ) =1e -τ
τ
t
F (t ) =1-e -τ F (250) =1-e -t
τ=1-e -250
250=0. 632
350
F (250-350) =e -1-e -250=0. 121
第九章 均相反应器
（1）
A →R +S
对于间歇操作反应器一级反应t =11
k ln 1-x A
30=1
k ln 1
1-0. 9
t =11
k ln 1-0. 99
t
30=ln 100
ln 10
t =60s
∆t =30s
（2）
A +B →R
对于间歇操作反应器二级反应t =x A
kc A 0(1-x A ) t 0. 9
90=0. 3⨯0. 2⨯0. 1=150min t 0. 99
99=0. 3⨯0. 2⨯0. 1=1650min
（4）
A +B →R +S
对于间歇操作反应器二级反应t =x A
kc A 0(1-x A )
对于全混流操作反应器二级反应 τ=x A
kc A 0(1-x A ) 2
t 1
τ=1-x =1=5
A 1-0. 8
τ=5t =50min
（8）
31
CH 3CHO →CH 4+CO y A , 0=1. 0δs +r -a 1+1-1A =a =1=1c n
V -p A 0=RT =15. 4m ol . l -1τ=V R
q =c x A dx A A 0
V 0⎰0(-r A ) =c x A dx A A 0⎰0
k ⎡⎢c A 0(1-x A ) ⎤⎣1+x ⎥
A ⎦
=1x A kc (1+x A ) 2dx A A 0⎰01-x A =1⎡40. 4
⎢⎣1-x +x ⎤kc A +4ln(1-x A ) ⎥ A 0A ⎦0
（15）
C 3H 8→C 2H 2+CH 3y A , 0=1. 0δ+r -a 1+A =s
a =1-1
1=1
-r A =k p P A =k c c A τ=V R x
q =c A dx A A 0
V 0⎰0(-r A ) =c x A dx A A 0⎰0k A 0A 1+δA y A , 0x A =1
k ⎰x A
0(1+x A 1-x ) dx A
A
=1
k (2ln 1
1-x -x A )
A
=104⨯(2ln 1
0. 4-0. 6) =1. 233⨯104V R =1. 233⨯104⨯2⨯10-2L =246. 6L 32
项目一 流体流动与输送
一、 填空
1
2
3 4
5
6 7．流体流量分为体积流量和质量流量，其中转子流量计必须垂直安装在管路上，而且流体必须下进上出。
8．通常情况下，用雷诺数来Re 来判断流体的流动类型，当流体总是做层流流动；当时，流体总是做湍流流动；而当2000＜Re ＜4000时，流体可能是层流也可能是湍流。
9两种。
10
11
12
13阀门开度，原因是简单方便。
14先关闭，但其原因不同，开车时是为了保护电动机，停车时是为了防止出口管路上的高压液体倒流入泵内打坏叶轮。
1 2-合物，其中连续相是水。烟道气属于气-固相混合物。
3
4．工业生产中，过滤设备有板框压滤机、转筒真空过滤机和袋滤器。
5连续沉降槽用于分离悬浮液。
6
7．气、液、进行。
8．生产中常用若干个小型旋风分离器并列组成分离器来代替大型分离器，而且可以提高生产能力。
9．如果其他条件不变，与颗粒直径和密度成正比。
10
11式服从1-2-3-2-1的规律。
12
1． 2．
3． 在稳定传热过程中，通过平壁的每层导热量都相等。若厚度相同，材料的热导率越小，则在该层的温度下降越大。
1． 蒸发；按蒸发模式，可分为间歇蒸发与连续蒸发。
2． 根据原料液加入方式不同，多效蒸发操作流程可分为并流、逆流和平流三种。
3．
4．
5． 单程型蒸发器有升膜式蒸发器、降膜式蒸发器和回转式薄膜蒸发器等。
6．
7．
8．
1．称为气体吸收，解吸。
2 3．在吸收过程中，吸收剂又称为溶剂，吸收了溶质后的溶液称为吸收液。
4．在用洗油吸收焦炉煤气中粗苯的过程中， 5．按有无热效应分为非等温吸收和等温吸收。
6． 7
1．
2．高的场合。
3
4
5
6 7．精馏操作中进料热状况参数q ，当饱和液体进料时，q=1；饱和蒸汽进料时，q=0。
7回流的多少，对产品和产量有很大的影响。
8倍之间。
1 2．干燥、传导干燥、辐射干燥、介电加热干燥。
3．其能够进行的必要条件是物料表面产生的水汽分压必须大于空气中所含的水汽分压。
4
5．不能用干燥方法除去的水分是平衡水分。
6．是指单位时间内，单位干燥面积上所汽化的水分量。速干燥阶段和降速干燥阶段。
7．取决于湿空气的性质，而与湿物料的性质关系很小；降速干燥阶段又称内部水分控制阶段或干燥第二阶段，干燥速率取决于物料本身的结构、形状和大小等性质，而与湿空气的性质关系很小。
8．属于恒速干燥阶段；属于降速干燥阶段；当物料的含水量为平衡含水量时，干燥速率为零。
9
1．并且反应速率比较慢，只有在
催化剂的作用下才具有较快的反应速率。
2．脱硫的方法很多，按脱硫剂的物理形态可分为干法脱硫和湿法脱硫。锌法、活性炭法、氧化铁法、分子筛法等。湿法脱硫按溶液的吸收和再生性质区分为化学吸收法、物理吸收法及物理-化学吸收法。
3
4
5
1险因素，容易引发化学事故。
2 3．简洁地表征危险化学品危险特性和类别，向作业人员传递安全信息的警示性资料。
4
5
6
7.
8
9
10
11滤式防毒面具和隔离式呼吸器等。隔离式呼吸器一般用于有毒物质浓度高的环境。
12
13
14
15等环节。
１、 流体静力学是研究静止流体内部压强的变化规律。
２、 液体内部任意一点的压强与深度、密度、液面上方压强有关；与容器形状无关。
３、 某车间测得一精馏塔的真空度是540mmHg ，绝对压强为100mmHg ，则当地的大气压640mmHg, 该车间
另一设备内表压为0.1Kgf
cm 2，则设备内的绝对压强为 94.92 KN/m2 。
４、 流体在管道内作稳定流动时，管道内做稳定流动是， 注意一 处的 流速 、 压强 、
密度 等物理参数都不随时间变化而随位置而变化。
５、 流体在流动中所具有的机械能通常表现为位能、动能、静压能三种形式。
６、 流体流动中若无外加机械功时，则流体的流动靠本身的 位差、压强差而流动。
７、 流体压强的测量常以大气压为测量起点，表压是指大于大气压那部分的压强，真空度是指小于大气压那部分的压强。
８、 流体流动类型不仅受流速影响而且与管子内径、流体密度、流体粘度等因素有关。
９、 流体一流动类型通常分为 层流 、 湍流 、 过度流 。
１０、 流体在管路中的阻力损失可分 直管阻力损失 和 局部阻力损失 两类。
１１、 流体阻力计算通常采用当量长度法和阻力系数法两种方法进行计算。
１２、 离心泵是利用叶轮高速旋转是产生的惯性离心力来输送液体的设备。
１３、 离心泵的三个主要部件有泵壳、叶轮和轴封装置。
１４、 泵壳的主要作用汇集液体 、转换能量 。叶轮的主要作用将原动机的机械能传给液体 。
１５、 离心泵的叶轮可分为 开 式、 半闭 式、 闭 式三种。
１６、 泵的扬程是指泵对单位重量的液体所赋予的外加能量。单位是米液柱。
１７、 泵的举升高度是指 泵将液体从低处（入口处）液面送到高处（出口处）的垂直高度 。
１８、 泵的性能参数主要有以下几种扬程、流量、转速、功率、效率、汽蚀余量或允许吸上高度等。 １９、 泵的流量是指单位时间由泵向管路输送的液体量单位是m 3２０、 泵的输入功率又称为轴 功率，它是指泵在单位时间内从原动机获得的能量。
２１、 泵的输出功率又称为 有效 功率。它表示单位时间内泵向 液体 输送的能量。
２２、 泵的 轴 功率与 有效 功率之差称为损失功率。
２３、 泵损失功率主要表现于容积损失、水力损失、机械损失三个方面。
２４、 国产离心泵按照被输送液体的性质可分为 清水泵 、 耐腐蚀泵 、
。
２５、 泵的效率是指有效功率与轴功率之比。
２６、 选用泵时应使泵的流量和扬程二个主要参数满足生产需要。
２７、 泵所输送的液体粘度增大，则泵的流量减小，扬程减小，效率减低、轴功率增加。
２８、 压缩机是一种对气体进行压缩，使其压力升高并能输送流体的机械。
２９、 化工生产中常用的压缩机有活塞式压缩机和离心式压缩机两类。
３０、 活塞式压缩机是依靠活塞在汽缸内作往复运动的周期性改变汽缸容积来压送气体的。
３１、 离心式压缩机是依靠机体内工作叶轮在高速旋转是产生的离心力的作用来压送气体的。
３２、 往复式压缩机主要由气缸、活塞、吸入阀和排出阀几个部件构成。
３３、 气体输送机械按其压缩比的大小可分为压缩机、鼓风机、通风机、真空泵几类。
３４、 往复式压缩机的实际工作循环由压缩、排气、膨胀、吸气四个阶段组成。
３５、 工业上蒸发操作一般都在溶液沸点下进行，此时溶剂的汽化不仅在溶液的表面而且在溶液内部也进行。 ３６、 在蒸发过程中，溶剂是挥发性物质，溶质是不挥发物质，因此在蒸发过程中溶质的数量不变。 ３７、 进行蒸发操作的必要条件是（1）不断提供溶剂汽化所需热量（2）将溶剂蒸汽不断的排除。 ３８、 根据二次蒸汽的利用情况蒸发操作可分为单效蒸发、多效蒸发。
３９、 根据蒸发时压强不同蒸发操作可分为常压蒸发、减压蒸发、加压蒸发三种。工业上大多采用减压蒸发。
根据其生产过程蒸发操作又可分为间歇蒸发和连续蒸发两种。
４０、 蒸发操作中，加热蒸汽所提供的热量主要消耗 预热原料液、水分蒸发所需热量和蒸发器的热损失三个方
面。
４１、 蒸发器的生产强度是指蒸发器单位传热面积每小时所能蒸发的水量（ kg 数）它是衡量蒸发器传热效果
性能的指标。
４２、 根据原料掖的加入方法不同，多效蒸发流程，通常有并流、逆流和平流。
４３、 蒸馏是利用混合液中各组分挥发能力沸点的不同，把混合液加热沸腾使之部分汽化或部分冷凝，而使其
分离成较纯组分的单元操作。
４４、 液体转化为气体的过程称为汽化过程，切题转化为液体的过程称为冷凝过程。
４５、 被蒸发的溶液中溶质是不挥发的蒸馏的溶液，则溶质和溶剂都具有挥发性。
４６、 蒸发操作的产物是被增浓的溶液，蒸馏操作的产物是蒸汽冷凝液或残留液。
４７、 在蒸馏中将饱和蒸汽压较大，沸点较低的组分称为易挥发组分，蒸馏时从蒸馏塔的塔顶引出。 ４８、 蒸馏中难挥发组分的沸点较高，其饱和蒸气压较低，蒸馏时从蒸馏塔的塔釜引出。
４９、 按蒸馏操作的方法不同，蒸馏可分为简单蒸馏、精馏、特殊精馏三大类。
５０、 按操作压强不同，蒸馏操作可分为常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏三类。
化学工程基础习题
第二章．P 69
1. 解：P vac =P o -P 绝
即13.3⨯10-3Pa =98.7⨯10-3=P o -P 绝
⇒P -3
绝=85.4⨯10Pa
P a =P -P o
=85.4⨯10-3Pa -98.7⨯10-3Pa
=-13.3⨯10-3 Pa
2. 解：
πd 2d 2
de =4⨯1-π2
πd =(d 1-d 2) =70
1+πd 2
3. 解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有
u 2=d 2
1
1d 2 2
若将直径减小一半，即d 1d =2
2
⇒u 2=4
1
即液体的流速为原流速的4倍.
4. 解：
H λ⋅L u 2
f =d ⋅2g
L 2
H 1u 1
f 1=λ1⋅d ⋅
12g
2
H =λL 2u 2
f 22⋅d ⋅
22g
L 2
H λ2u 22⋅⋅
f 2
H =d 22g
f 1L 2λ⋅1u 11d ⋅
12g
λ=64μ
=du ρ
u 2=4u 1, L 1=L 2, d 1=2d 2
64μL 2u 2
H f 2
H =d ⋅⋅2
2u 2ρd 22g
f 164μL 21u
d ρ⋅d ⋅1
1u 112g
64μL 2
2u 2
H f 2
H =d u ⋅⋅
22ρd 22g
f 164μL (1u 2) 2
2d 1⋅1
d ⋅u 22g
242ρ2
H f 2
H =1
=16
f 1⋅2⨯2⋅16
4
H f 2=16H f 1
即产生的能量损失为原来的16倍。
6. 解：1）雷诺数Re =ρud
μ
其中ρ=1000kg ⋅m -3，u =1.0m ⋅s -1
d =25mm =25⨯10-3m
μ=1cp =10-3Ps ⋅s 故Re =ρud
μ
=1000⨯1.0⨯25⨯10-3
10-3
=25000
故为湍流。
2）要使管中水层流，则Re ≤2000 即Re =1000⨯25⨯10-3m ⋅u
10-3≤2000
解得u ≤0.08m ⋅s -1
7. 解：取高位水槽液面为1-1′，
A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程
z p 22
1u 1p 2u 1
1+ρg +2g =z 2+ρg +2g +H f
其中z 1=10m , z 2=2m ;
p ∑h f
1=p 2; u 1=0; H f =g u 22
则10=2+216.15u
2⨯9.8+9.8
解得
1）A-A ′截面处流量u =u 2
u =2.17m ⋅s -1
2）q v =Au ρ 其中A =1πd 2=1⨯3.14⨯(100⨯10-3
44) 2
=7.85⨯10-3m 2
u =2.17m ⋅s -1
q v =7.85⨯10-3⨯2.17⨯3600=61.32m 3
8. 解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得
z p u 22
11p 2u
ρg +2g =z 1
1+2+ρg +2g
其中z 1=z 2, p 1=1m H 2O =ρgh 1
u 1
1=0.5m ⋅s -, p 1=ρgh 2
d 120.2u 2=2u 1=() 2⨯0.5=2.0m ⋅s -1 d 20.1
0.5222
∆h +==0.19m 2⨯9.82⨯9.8
15. 解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，
由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1+++H e =z 2+++H f ρg 2g ρg 2g
其中：z 1=2m , z 2=10m ; u 1=u 2=0
p 1=p vac =-100mmHg
=-13.6⨯103⨯9.8⨯0.1=-13332.2p a
p 2=0
2+-13332.219.61000+H e =10+(+4⨯) ρg 9.8980 19.613332.2H e =12.08++=14.08+1.388=15.4689.8980⨯g
P =H e ⋅q V ⋅ρ=10215.468⨯2⨯π⨯(53⨯10-3) 2⨯980102=0.655kw
17. 解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，
由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1+++H e =z 2+++H f ρg 2g ρg 2g
其中：z 1=0,z 1=50m ; p 1-p 2=0
H f =
H e =50+20=52.05 9.8
P =H e ⋅q V ⋅ρ52.05⨯36⨯1000==8.05kw 102η102⨯0.6⨯3600
19. 解：取贮槽液面为1-1′截面，
蒸发器内管路出口为2-2′截面，
由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1+++H e =z 2+++H f ρg 2g ρg 2g
其中，z 1=0,z 1=15m ;
p 1=0,
p 2=-200⨯10-3⨯13.6⨯103⨯9.8=-26656p a
12026656H e =15+-=24.97 9.89.8⨯1200
H ⋅q ⋅ρ24.97⨯20⨯1200P =e V ==1.632kw 102102⨯3600
20. 解：1）取贮水池液面为1-1′截面，
出口管路压力表所在液面为2-2′截面，
由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1+++H e =z 2+++H f ρg 2g ρg 2g H f =其中，z 1=0,z 2=5.0m ;
p 1=0, p 2=2.5kgf . cm -2
=2.5⨯9.85=2.45⨯10p a -40.01
忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失，
则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失： H f =u = 36
3600⨯(76⨯10-3) 2=2.2
2.45⨯1052.220.2H e =5.0+++1000⨯9.82⨯9.89.8
=5.0+25+0.25+0.02=30.27
P =
2）P =H e ⋅q V ⋅ρ30.27⨯36⨯1000==3.0kw 102102⨯3600H e ⋅q V ⋅ρ3.0==4.3kw 102η0.7
3）取贮槽液面为1-1′截面，
水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面， 由伯努利方程得
22p 1u 1p 2u 1z 1++=z 2+++H f ρg 2g ρg 2g
其中：z 1=0,z 2=4.8m ;
p 1=0, p 2=?
忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失： H f =
2.220.2p 2=-(4.8++) ⨯1000⨯9.8=-49600pa 2⨯9.89.8
得真空表的读数为P vac =49600Pa
23. 解：1）取低位槽液面为1-1′截面
高位槽液面为2-2′截面
由伯努利方程得
22
z p 1u 1p 2u 1
1+ρg +2g +H e =z 2+ρg +2g +H f 其中，z 1=0,z 2=20m ; p 1=0, p 2=0 H f =5, H e =20+5=25
w e =25⨯9.8=245J/kg
2）在管路A 、B 截面间列伯努利方程得：
2
p A u 2p B u B A
z A ++=z B +++H f
ρg 2g ρg 2g
p A p B L u 2-=z B -z A +λρg ρg d 2g u 2=2g ⨯
p p d
⨯(A -B -z B +z A ) L λρg ρg
p A -p B =(ρHg -ρH 2O ) ⨯gR +ρH 2O ⨯g ⨯6p A -p B (ρHg -ρH 2O ) ⨯R +ρH 2O ⨯6
=
ρH 2O g ρH 2O
u =
==2.03m ⋅s -1
25⨯2.03⨯
3）P =
π
102
⨯0.052⨯1000
=0.976kw
4）根据静力学基本方程式：
p B +ρH 2O g (6+H ) =ρHg gR ' +p 0⇒p B =ρHg gR ' +p 0-ρH 2O g (6+H )
p A +ρH 2O gh =p B +ρH 2O g 6+ρH 2O g (h -R ) +ρHg gR ⇒p A =p B +ρH 2O g 6-ρH 2O gR +ρHg gR ⇒p A =ρHg gR ' +p 0-ρH 2O g (6+H ) +ρH 2O g 6-ρH 2O gR +ρHg gR
⇒p A -p 0=ρHg gR ' -ρH 2O gH +(ρHg -ρH 2O ) gR =[13.6⨯1.2-1⨯1+(13.6-1) ⨯0.04]⨯9.8⨯1000=1.55⨯105p a
第三章 传热过程 p105 ex1解：
q =
∆t t 1-t 41150-30
==
∑R 1+2+3
++
λ1λ2λ31. 070. 1445
=
11201120
==1243W m 2
0. 187-0. 714-0. 00010. 901
q `=300=
1120
⇒∑R +R 0=3. 73︒C ⋅m 2⋅W -1
∑(R +R 0)
R 0=3. 73-0. 901=2. 83︒C ⋅m 2⋅W -1
ex2解：
φ=
(T 1-T 4) ∑
i λi A
=
(T 1-T 4) ∑
i
2πr m L λi
=
2πL (T 1-T 4) 2πL (T 1-T 4)
=
(r i +1-r i ) 11r
∑∑l n i +1
λi i +1i λi r i
r l n i +1
r i
=
2π(260-35)
l n +l n +l n
16200. 2250. 0755
φ
L
=
2⨯3. 14⨯2251413
=
0. 0139+3. 94+6. 214
++160. 20. 0071413
=138. 96W ⋅m -1
10. 168
220+180
=200︒C 2
3
=
Ex4解：空气的定性温度T =
200℃时空气的物性参数为：ρ=0.746Kg /m
λ=3.91⨯10-2W ⋅m -1⋅K -1
μ=2.6⨯10-5P a ⋅s C p =1.034KJ ⋅Kg -1⋅︒C
u =15m ⋅s -1，
R e =
du ρ
μ
=
0.0254⨯15⨯0.746
=1.09⨯104 -5
2.6⨯10
1.034⨯103⨯2.6⨯10-5==0.68 P r =λ3.931⨯10-2
C p μ
d
3.931⨯10-2
⨯(1.09⨯104) 0.8⨯0.680.3 =0.023⨯
0.0254=53.8W m 2⋅K
ex5解：水的定性温度T =
λ
α=0.023(R e ) 0.8(P r ) 0.3
40+20
=30︒C 2
30℃时水的物性参数为：ρ=995. 7Kg /m 3
λ=0. 6176W ⋅m -1⋅K -1
μ=80. 07⨯10-5P a ⋅s
C p =4.174KJ ⋅Kg -1⋅︒C λ
α=0. 023(R e ) 0. 8(P r ) 0. 4
d
当u =1m ⋅s 时， R e =
-1
du ρ
μ
C p μ
=
0. 02⨯1⨯995. 7
=24868. 6
80. 07⨯10-5
P r =
λ
4. 174⨯103⨯80. 07⨯10-5==5. 41
0. 6176
α=0. 023⨯
0. 6176
⨯(24868. 6) 0. 8⨯(5. 41) 0. 4
0. 002
=4583. 5W m 2⋅K
当u =0.3时 R e =
du ρ
μ
⇒7460. 58 ，此时，2000
6⨯105α=0. 023⨯38. 85⨯1. 965⨯7460. 58⨯(1-)
7460. 581. 8
0. 8
=1638W m 2⋅︒C
ex7解：甲烷的定性温度：T =
120+30
=75︒C 2
W ⋅m 0℃条件下：ρ=0. 717Kg /m 3 λ=0. 03
-1
⋅K -1
μ=1. 03⨯10-5P a ⋅s C p =1. 7KJ ⋅Kg -1⋅K -1
由于甲烷是在非圆形管内流动，定性尺寸取de
d e =4
流体截面积
润湿周边
π
=4⨯
⨯0. 192-37⨯
π
⨯0. 0192
=0. 0255
π⨯0. 19+37⨯π⨯0. 019
R e =
du ρ
μ
C p μ
=
0. 0255⨯10⨯0. 717
=17728. 7 -5
1. 03⨯10
P r =
λ
1. ⨯103⨯1. 03⨯10-5==0. 584
0. 03
由于甲烷被冷却，n =0. 3
α=0. λ
d e
(R e ) 0. 8(P r ) 0. 3
=0. 023⨯
0. 03
⨯(17728. 7) 0. 8⨯(0. 584) 0. 3
0. 0255
=0. 023⨯1. 176⨯2505. 77⨯0. 851=57. 1W ⋅m -2⋅K -1
若甲烷在管内流动：
R e =
du ρ
μ
=
0. 015⨯10⨯0. 717
=10441. 75
1. 03⨯10-5
α=64. 2W ⋅m -2⋅K -1
Ex8 ∆T 1=40-15=25︒C ，
∆T 2=130-33=97︒C
∆T m =
∆T 2-∆T 197-25
==53.1︒C （逆流） ∆T 2l n l n ∆T 1
在按照折流校正
33-15
=0.16
130-15
130-40R ==5
33-15P =
φ＝0.97
∆T m =0.97⨯53.1=51.5︒C
ex9
(1)
φ=q m c p (T 1-T 2)
=1. 25⨯1. 9⨯10⨯(80-30)
3
=118750J ⋅s -1
(2) ∆T 1=30-20=10︒C ，
∆T 2=80-40=40︒C ∆T m =
∆T 2-∆T 140-10
==21. 64︒C
∆T 2l n 4l n
∆T 1
(3)
R =
=
11d δd =+0+0+R si +R s 0K α0α油d i λd m
10. 0250. 0025⨯0. 025
+++0. 21⨯10-3+0. 176⨯10-3 33
1. 7⨯100. 85⨯10⨯0. 0245⨯l n
0. 02
=0. 00251m 2⋅K ⋅W -1
1
=398. 91W ⋅m -2⋅K -1 R
K =
(4)
A =
φ
K ∆t m
=
118750395. 91⨯21. 64
=13. 74m 2
若近似按平面壁计算，则
R ==
111δ=++0+R si +R s 0K α0α油i λm
110. 0025
+++0. 21⨯10-3+0. 176⨯10-3 33
1. 7⨯100. 85⨯1045
K =453. 26
A =12. 11m 2
ex10
(1) d 0=16⨯10-3m ，d i =13⨯10-3m ，
δ=1. 5⨯10-3m
⎛d 0δd 01⎫
⎪K = ++ αd λd α0⎪m ⎝i i ⎭
⎛161. 5⨯10-3⨯161⎫
= 13⨯1000+40⨯14. 5+90⎪⎪
⎝⎭ =1. 231⨯10-3+0. 0414⨯10-3+0. 011=81. 5W ⋅m -2⋅K -1
(2)
()
⎛d 0δd 01⎫
⎪K 0= ++ αd λd ⎪αm 0⎭⎝i i
⎛161. 5⨯10-3⨯161⎫
= 13⨯1000+40⨯14. 5+180⎪⎪
⎝⎭=146. 6W ⋅m -2⋅K -1
(3)
⎛d 0δd 01⎫
⎪K i = ++ αd λd α0⎪m ⎝i i ⎭
161. 5⨯10-3⨯161⎫
= 13⨯2000+40⨯14. 5+90⎪⎪
⎝⎭
=0. 616⨯10-3+0. 0414⨯10-3+0. 011=85. 78W ⋅m -2⋅K -1
ex11解：
(1)
' ' ' '
φ1=q m c p (T 1-T 2)=q m C p T 1-T 2
()
()
' '
50q m C p =25q m C p ' '
q m C p =2q m C p
∆T m =
.
135-60
=92. 5 135l n
60
A 1=
(2)
ϕ1
k 1∆T m
=
50q m C p k 1∆T m
' '
φ2=q m c p (t 1-t 2)=q m C p (t 1' -t 2' )
' ' '
70q m C p =q m C p t 1' -t 2' '
t 1' -t 2=35 ，t 2=50
()
70q m C p ϕ1135-30∆t m ==69. 81 ，A 2= =
135k ∆t k ∆t 2m 2m l n
30
又流量及物性不变，k 1=k 2
2∆t m 70⨯92.56475A 2
====1.855 50q C A 150⨯69.83490.7m p
1∆T m
70q m C p
L 2A 2
==1. 855 ，L 2=1. 855m L 1A 1
ex12解：(1)
φ1=q md c pd (T 1-T 2)=KA ∆t m =
⨯2.88⨯103⨯(90-50) =230⨯6⨯∆t m
=61.76⨯103=230⨯6⨯∆t m ∆t m =44.75︒C
90-t -32
=44.7590-t
l n
32
t =29.5︒C ∆T m =
.
A 1=
ϕ1
k 1∆T m
=
50q m C p k 1∆T m
φ1=q md c pd (T 1-T 2)=q mh c ph (t 1-t 2)
61.76⨯103=q mh ⨯4.2⨯(29.5-18) q mh =1.279⨯103=4.6kg /h
吸收 p187
ex 2解：
（1）
*P A =2026P a
7.821⨯10-3100⨯10-3
C A =() =2.300mol . m -3
341000C C 2.300*
P A =A ⇒H =A ==1.135⨯10-3mol . m -3P a -1
*
H P A 2026
（2）
E =
P 1000
==4.895⨯107P a
-3-2
HM 1.135⨯10⨯1.8⨯10
*P A =4.895⨯107x A
E 4. 895⨯107（3）m ===483. 22 5
P 1. 013⨯10总
（4）总压提高一倍，E 、H 值均不变
E 4. 895⨯107
m ===242 5
P 2. 026⨯101
ex9．解：
5
y ==0. 02329
955+2964y 10. 02329 Y ==
1-y 11-0. 02329=0. 02329
第一解法：
(
q n , C
) min =Y 1-Y 2⎫
q *n , B X 1-X ⎪2⎪
又设Y ⎪⇒⎛⎫2
⎪X ⎬q n , C ⎪min =Y 1-Y 22=0
⎪ ⎪
⎝q n , B ⎭
1X *Y 1=
1⎪⎭
又q n , C Y -Y Y -q =12=1.651Y 2
n , B X 1
Y 1Y 1
26.7
=1.65X 1
X 0.023851=26.7⨯1.65=0.00054
又
512
64=8mol q n , C . X 1=8
q 3
n , C =14814.8kmol /h =266. 66m
第二解法：
设吸收率为η则，Y 2=(1-η)Y 1 进气量设为 a . kg /h
η=
512 a .5%q a . ⨯95%
n , B =
29⨯10-3
kmol (
q n , C q ) min =
Y 1-Y 2Y 1-(1-η) Y n , B X *
=1=26.71Y η
1(q n , C q ) =1.65(
q n , C n , B
q ) min =1.65⨯26.7⨯
512n , B
a .5%
=
q n , C ⨯29⨯10-3
a .95%
q =14814.8kmol /h =266.0m
3
n , C
ex10．（1）Y 1=0. 02
Y 2=Y 1(1-99%)=0. 0002 X 2=0
当液气比为2.2时，
q n , C q n , B
=
Y 1-Y 20.02-0.0002
==2.2
X 1-X 2X 1
X 1=0. 009
∆Y 1=Y 1-Y 1*=0.02-0.009=0.011∆Y 2=Y 2-Y 2*=0.0002
∆Y m =
∆Y 1-∆Y 20.011-0.0002
==0.0026951ln ln
0.0002∆Y 2Y 1-Y 20.02-0.0002
==7.35∆Y m 0.002695
N OG =
（2）当液气比为1.25时，
0. 02⨯99%
X 1==0. 01584
1. 25
N OG =15. 17
(3) 当X 2=0.00011时
X 1=
1
(Y 1-Y 2) +X 2
1. 25
=0. 01584+0. 00011=0. 01595
N OG =
0. 02-0. 0002
=19. 03
0. 001040
(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，
Y 1-Y 20.02-Y 2
==0.8*
q n , B X 11Y 2=0.004
=
q n , C
η=
Y 1-Y 20.02-0.0016
==80%Y 10.02
0. 03
=0. 03093
1-0. 03
ex11. Y 1=
Y 2=Y 1(1-98%)=0.03093⨯0.02=0.0006
X 2=0
q n , B =
⎛q n , C 1.67273⨯⨯(1-3%)=65.16mol . s -1-322.4⨯10303⎫Y 1-Y 2min ==1.28η=1.28⨯98%=1.2544⎪⎪⎝q n , B ⎭Y 1
1.28-X 2
q -1
n , C min =1.2544⨯65.16=81.74mol . s
q n , C =81.74⨯1.5=122.6mol . s -1
X q n , C
1=q (Y 1-Y 2) +X 2
n , B
=65.16
122.6⨯(0.03093-0.0006) =0.016
∆Y *
1=Y 1-Y 1
=0. 03093-1. 28⨯0. 016=0. 01045
∆Y 2=Y 2-Y *
2=0. 0006
∆Y Y 1-∆Y 2m =∆
ln 1
∆Y 2
=0. 01045-0. 0006
ln =0. 003465
0. 0006
N OG =Y 1-Y 2
∆Y m
=0. 03093-0. 0006
0. 003465=8. 8
H q n , B
OG =K =65.16=0.6503
Y ∂S 60⨯1.67
1.0
H =H OG ⨯N OG =8.8⨯0.6503=5.72m
12.(1)
Y y 1
1=1-y =0.05=0.0526
11-0.05
Y y 20.00263
2=1-y =-0.00263=0.002637
21
X 58
1==0.02033
X 2=0
Y *=2.0X
∆Y 1=Y 1-Y *
1
=0.0526-2.0⨯0.02023=0.01214
∆Y 2=Y 2-Y *
2=0.002637
∆Y -∆Y 20.01214-0.002637
m =∆Y 1
ln ∆Y =
1
∆Y ln 0.01214
20.002637
=0.0095
1.527=0.0062
N Y 1-Y 2
OG =∆Y m
=0.0526-0.002637
0.0062=8.06
q 0.556
n , B =22.4⨯10-3⨯0.95⨯273298
=21.602mol . s -1
H =q V
K S =21.602
OG
K π⨯0.82=0.744
Y ∂Y α⨯4
K 3
Y α=57.79mol . m -. s -1
（2）
q n , C
q =Y 1-Y 2
n , B X 1-X 2
=0.0526-0.0026369
0.02023=2.4698
q n , C =2.4698⨯21.602=53.35mol.s-1
X n
A 1=53. 35⨯3600
n=0.02023×53.35×3600=3885.37mol
m=58×3885.37=225.4kg
（1）另解：
q n , C
q n , B
==Y 1-Y 2X 1-X 20.0526-0.0026369=2.46980.02023
气相传质单元数：
N OG =⎡mq Y -mX 2mq n , B ⎤1ln ⎢(1-n , B ) 1+⎥mq n , B ⎢q Y -mY q n , C 22n , C ⎥⎣⎦1-q n , C
1
1-20.0526-02⎤ ⎡ln ⎢(1-) +2.46980.0026372.4698⎥⎣⎦=2
2.4698
=8.028
H OG =H 6==0. 7474m N OG 8. 028
q n , B
K Y 2⋅S K Y 2=q n , B H OG ⋅s =21.602
0.7474⨯=57.5mol . m 3. s 1 又H OG =πd 2
4
（3）若填料层增加3m ，则：
' N OG =H ' 9==12. 042m H OG 0. 7474
N OG =1
1-2
2. 4698
Y 2' =0. 0011⎡20. 05262⎤ln ⎢(1-) ⨯+⎥2. 4698Y ' 2. 46982⎣⎦
又 液气比一定，则：
Y 1-Y 2' =2.4698, X 1'
=4004.45mol
则：X 1' =0.02085n ' =X 1' q n , B =0.02085⨯53.35⨯3600 m =58n ' =232. 26kg ∆m =232. 26-225. 4=6. 9kg
13解：（1）
100⨯22.4
Y 1==0.0753
1000-100
32⨯22.4
Y 0.0753⨯(1-0.98) =0.0015
2=
X 1=0.0196
X 2=0
q 0.278⨯1000
n , B ==12.41mol . s -1
22.4
q n , B (Y 1-Y 2) =q n , C (X 1-X 2)
12.41⨯(0.0753-0.0015)
=q n , C (0.0196-0)
q n , C =46.72mol . s -1=0.84kg . s -1
（2）
H =H OG ⋅N OG
Y 1=0.073 Y 2=0.0015
X 1=0.0196 X 2=0
Y 1*=1.15X1=0.0225 Y 2*=1.5X2=0
⋅∆Y (Y 1-Y 1*)
m =
ln Y 1-Y *
1
Y 2-Y 2*
=0.073-0.0025-0.0015
ln =0.018
0.0015
N Y 1-Y 2
OG =∆Y m
=0.0753-0.0015
0.018=4.1
0.5⨯1000
H OG =26.41=0.845m
H =4.1⨯0.845=3.46m
14解：
（1）H H
OG =N
OG
Y 1=0.025 Y 2=0.0045
X 1=0.008 X 2=0
Y 1*=1.5X1=0.012 Y 2*=1.5X2=0
⋅∆Y 1-Y 1*)
m =(Y
ln Y 1-Y 1
Y 2-Y 2*
=0. 025-0. 012-0. 0045=0
ln . 008
0. 0045
N Y 1-Y 2OG =∆Y m
=0. 025-0. 0045
0. 008=2. 56
H 10
OG =2. 56=3. 91m
（2）当Y 2' =0. 003时
q '
n , C Y 1-Y 2=Y 1-Y 2
q =
n , B X 1X 1
0. 025-0. 00450. 025-0. 003
0. 008=
X 1
X '
1=0. 0086
∆Y 1=Y 1-Y 1
=0. 025-1. 5⨯0. 0086=0. 0121
∆Y 2=Y 2-Y 2=0. 003
∆Y Y 1-∆Y 2m =∆
ln 1
∆Y 2
=0. 0121-0. 003=0.
ln 0065
0. 003
N OG =Y 1-Y 2
∆Y m
=0. 025-0. 003=3. 380. 0065
H '=H OG ⋅N OG
=3.91⨯3.38=13.2m
H =13.2-10=3.2m
第六章 精馏
P244
ex2.(1)
⎧⎪q n , F =q n , D +q n , W ⎨ ⎪⎩q n , F x F =q n , D x d +q n , W x w
100=q n , D +q n , W
100⨯0.3=q n , D ⨯095+q n , W ⨯0.05
q n , D =27.78⋅kmol ⋅h -1
q n , W =72.22⋅kmol ⋅h -1
(2)q n , L '=q n , L +δq n , F
q n , L =R ⋅D =27.78⨯3.5=97.23kmol ⋅h -1
δ=1
q n , L '=97.23+100=197.23kmol . h -1
q n , V =q n , L +q n , D =97.23+27.78=125.01Kkmol . h -1
q n , V '=q n , V =125.01kmol . h -1
⎧⎪q n , F =q n , D +q n , W (3)⎨ q x =q x +q x ⎪n , D D n , W w ⎩n , F F
235=q n , D +q n , W
235⨯0.84=0.98q n , D +0.002q n , W
kmol . h -1 q n , D =201.4
q n , W =33.6
R =1, δ=1
q n , L =201.4
q n , L '=q n , L +q n , F =436.4⋅kmol . h -1
q n , V =q n , L +q n , D =402.8
q n , V =q n , V '=402.8⋅kmol . h -1 (4)δ=(75. 3-30)(0. 4⨯2. 68+0. 6⨯4. 19) +0. 4⨯1055+0. 6⨯232. 0. 4⨯1055+0. 6⨯2320
=1. 094
(5)精:
R X x +d
R +1R +1 30. 9=x +=0. 75x +0. 22544
x δy =x -f
δ-1δ-1
进:⎧δ=0. 8 ⎪=⎨δ=1. 0
⎪δ=1. 2⎩y =
⎧y =-4x +0. 25⎪ ⎨y =x f =0. 5
⎪⎩y =6x -2. 5
（6）
y =1. 5x
1+0. 5x
y =1. 20. 4x -0. 20. 2
x δ=0. 42 y δ=0. 52 1
R min 0. 95-0. 521= R min -10. 95-0. 42
R min =4. 30
（8）
y =0. 75x +0. 21 y =-0. 5x +0. 66
δ=-0. 5δ=1
⇒ δ-1 3
1. 5x f =0. 66x f =0. 44交点x =0. 36 y =0. 48
(10)
y =0. 833x +0. 15
y 1=x d =0. 898
*
y 3. 0x 1
1=2. 0x *+1
1
0. 898=3. 0x *
1
2. 0x *
1+1
x *
1=0. 746
x 0-x 1
x -x *=0. 898-x 1=0. 6 010898-0. 746
x 1=0. 806
y =0. 833⨯0. 806+0. 15=0. 821
第八章 化学反应工程基本原理 P340
（1）
-dp A
dt =2. 58⨯10-6p 2
A
p A
h =[]p 2
A
[]=p -1-1
A ⋅h
pv =nRt
n
v =p
Rt =c
(-dp A ) =k 2
dt p p A
(-d (c A Rt ) ) =k p (c A Rt ) 2
dt
(-d (c A )
dt ) =k c 22
p A Rt =k c c A
k c =k p Rt =2. 58⨯10-6⨯8. 314⨯450=9. 65⨯10-3m 3⋅kmol ⋅h -1
k 2-3
c c =kmol ⋅m ⋅h -1A
[]⋅(kmol
m 3) 2=kmol ⋅m -3⋅h -1 []⋅=m 3⋅kmol -1⋅h -1
（2）
C 2H 6→C 2H 4+H 2y A , 0=1. 0000
y A =0. 0900
δs +r -a 1+1-1A =a =1=1 x =y A , 0-y A A y A , 0(1+δA y A ) =1-0. 091⨯(1+1⨯0. 09) =83. 5%或
y =y A , 0(1-x A )
A 1+δA y A , 0x A
⇒x y A , 0-y A
A =y A , 0(1+δ
A y A )
=1-0. 09
1⨯(1+1⨯0. 09) =83. 5%3
4NH 3+5O 2=4NO +6H 2O +Q (主) 4NH 3+3O 2=2N 2+6H 2O +Q (副) 8NH 3+8O 2=4NO +2N 2+12H 2O +Q
δA =4+2+12-8-81=84
y A , 0-y A x A =y A , 0(1+δA y A )
0. 1152-0. 0022=98%0. 1152⨯(1+⨯0. 0022) 4=
设n 0=1，则n A0=0.1152 y A =n A , 0(1-x A )
n
n A , 0(1-x A )
y A
⇒n ==0. 1152(1-0. 98) =1. 04730. 0022
∆n A =0. 1152-0. 0023=0. 1129∆n O 2=0. 2304-1. 0473⨯0. 087=0. 1393设主反应消耗NH 3的量为Z ，副反应消耗NH 3的量为F 4NH 3+5O 2=4NO +6H 2O +Q (主)
5Z 4
4NH 3+3O 2=2N 2+6H 2O +Q (副)
３F Ｆ4
Z +F ＝0. 1129
53Z +F ＝0. 139344
⇒Z =0. 11
F =0. 0029
0. 11φ==95. 5% 0. 1152
0. 11β==97. 4%0. 1129
5
t =V R 2. 5==250s q V 00. 01对于全混流反应器，
t
E (t ) =1e -τ
τ
t
F (t ) =1-e -τ F (250) =1-e -t
τ=1-e -250
250=0. 632
350
F (250-350) =e -1-e -250=0. 121
第九章 均相反应器
（1）
A →R +S
对于间歇操作反应器一级反应t =11
k ln 1-x A
30=1
k ln 1
1-0. 9
t =11
k ln 1-0. 99
t
30=ln 100
ln 10
t =60s
∆t =30s
（2）
A +B →R
对于间歇操作反应器二级反应t =x A
kc A 0(1-x A ) t 0. 9
90=0. 3⨯0. 2⨯0. 1=150min t 0. 99
99=0. 3⨯0. 2⨯0. 1=1650min
（4）
A +B →R +S
对于间歇操作反应器二级反应t =x A
kc A 0(1-x A )
对于全混流操作反应器二级反应 τ=x A
kc A 0(1-x A ) 2
t 1
τ=1-x =1=5
A 1-0. 8
τ=5t =50min
（8）
31
CH 3CHO →CH 4+CO y A , 0=1. 0δs +r -a 1+1-1A =a =1=1c n
V -p A 0=RT =15. 4m ol . l -1τ=V R
q =c x A dx A A 0
V 0⎰0(-r A ) =c x A dx A A 0⎰0
k ⎡⎢c A 0(1-x A ) ⎤⎣1+x ⎥
A ⎦
=1x A kc (1+x A ) 2dx A A 0⎰01-x A =1⎡40. 4
⎢⎣1-x +x ⎤kc A +4ln(1-x A ) ⎥ A 0A ⎦0
（15）
C 3H 8→C 2H 2+CH 3y A , 0=1. 0δ+r -a 1+A =s
a =1-1
1=1
-r A =k p P A =k c c A τ=V R x
q =c A dx A A 0
V 0⎰0(-r A ) =c x A dx A A 0⎰0k A 0A 1+δA y A , 0x A =1
k ⎰x A
0(1+x A 1-x ) dx A
A
=1
k (2ln 1
1-x -x A )
A
=104⨯(2ln 1
0. 4-0. 6) =1. 233⨯104V R =1. 233⨯104⨯2⨯10-2L =246. 6L 32