化工原理课后习题(参考答案)

1-14.从一主管向两支管输送20oC的水。要求主管中水的流速约为1.0m/s，支管1与支管2中水的流量分别为20t/h与10t/h。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。解：查表可得20oC水的密度：3/2.998mkg根据主流管流量hkghtqqqmmm/30000/30102021hmqqmv/05.302.998/30000/3流速为smv/0.1mmmvqdv103103.00.1360005.3044选择mmmm4108无缝钢管，内径mmd100此时，主管内流速为smAqvv/06.11.043600/05.3021-15.常温的水在管路中流动。在截面1处的流速为0.5m/s，管内径为200mm，截面2处的管内径为100mm。由于水的压力，截面1处产生1m高的水柱。试计算在截面1与截面2之间所产生的水柱高度差h为多少？（忽略从1到2处的压头损失）1-28.水的温度为10oC，流量为330L/h，在直径φ57mmX3.5mm、长度100m的直管中流动。此管为光滑管。（1）试计算此管路的摩擦损失；（2）若流量增加到990L/h，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为0.16w/(m·oC)、厚度为300mm的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为30oC，另测得距加热器平壁外表面250mm处的温度为75oC，如图所示。试求加热器平壁外表面温度t1。Ctttottm6.534070ln4070ln2121，逆流Ctttottm1.3910100ln10100ln2121，并流5-4100g水中溶解1gNH3，查得20oC时溶液上方NH3平衡分压798Pa。此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kPa）、溶解度系数H[单位为kmol/(m3·kPa)]和相平衡常数m。总压为100kPa。解kPaxpE760105.0798*＝0105.018/10017/117/1x)/(73.0798.0584.0/3kPamkmolpcH3/584.02.998/)1100(17/1mkmolc33*1098.710100/798y76.00105.0/1098.7/3*xym5-9CO2分压力为50kPa的混合气体，分别与CO2浓度为0.01kmol/m3的水溶液和CO2浓度为0.05kmol/m3的水溶液接触。物系温度均为25oC，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示），并说明CO2在两种情况下属于吸收还是解吸。xkPap510662.1解kPap92.29108.110662.145141108.118/997101.001.0x气相分压力表示的推动力为：kPapp08.2092.29501吸收5-12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，气相主体中溶质A的分压为5kPa，液相中溶质的摩尔分数为0.015。气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，相平衡常数m=0.7。总压为101.325kPa。试求：（1）气相总传质系数KY，并分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制；（2）试求吸收塔该截面上溶质A的传质速率NA。)/(105.125smkmolkY)/(105.323Xsmkmolk解：（1）YkmkKYY11Y1kXkm比较与*ANYYKY（2）5-15在一吸收塔中，用清水在总压为0.1MPa、温度20oC条件下吸收混合气体中的CO2，将其组成从2%降至0.1%（摩尔分数）。20oC时CO2水溶液的亨利系数为E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求（1）液-气比L/G及溶液出口组成X1；（2）总压改为1MPa时的L/G及溶液出口组成X1)()(2121XXLYYG解：（1）通过算出最小液气比：（L/G）min2max,121minXXYYGL（2）解题过程类似于（1）小题