化工原理第二版上册课后习题及答案

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1、绪论 1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。（1）水的黏度μ=0.00856g/(cm·s)（2）密度ρ=138.6kgf·s2/m4 （3）某物质的比热容CP=0.24BTU/(lb·℉) 2 （4）传质系数KG=34.2kmol/(m·h·atm)（5）表面张力σ=74dyn/cm（6）导热系数λ=1kcal/(m·h·℃) 解：本题为物理量的单位换算。（1）水的黏度基本物理量的换算关系为 1kg=1000g，1m=100cm m=0.00856êúêúê则ëcm×sûë1000gûë1m é g ùé1kg ùé100c

2、mù ú=8.56´10û -4 kg m×s)=8.56 ´10 -4 Pa×s （2）密度基本物理量的换算关系为 1kgf=9.81N，1N=1kg·m/s2 2 ékgf×s2ùé9.81Nùé1kg×msù3 r=138.6ê=1350kgmêúúêú4则1Nëmûë1kgfûëû （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1BTU=1.055kJ，lb=0.4536kg 1F= o 59 o C 则 éBTUùé1.055kJ cp=0.24êúê ëlb°Fûë1BTU 1lbùé úê0.4536kgûë ùé1°Fù ú=1

3、.005kJúê 59°Cûëû (kg×°C) （4）传质系数基本物理量的换算关系为 1h=3600s，1atm=101.33kPa则 kmoléùé1hùé1atm KG=34.2ê2 úêúê ëm×h×atmûë3600sûë101.33kPa ù ú=9.378´10û -5 kmol (m 2 ×s×kPa ) （5）表面张力基本物理量的换算关系为1dyn=1×10N1m=100cm 则 édyn s=74ê ëcm -5 ùé1´10Nùé100cmù úêúê1dynú=7.4´101mëûûëû -2 –5 Nm （6）导热系

4、数基本物理量的换算关系为 1kcal=4.1868×103J，1h=3600s 则3kcalléùé4.1868´10Jùé1hùl=1ê2úêúêú=1.163J(m×s×°C)=1.163W1kcal3600sëm×h×°Cûëëûû(m×°C) 2．乱堆25cm拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即 HE=3.9A(2.78´10-4G)(12.01D)BC(0.3048Z0)1amLrL 式中HE—等板高度，ft； G—气相质量速度，lb/(ft2·h)； D—塔径，ft； Z0—每段（即两层液体分布板之间）填料

5、层高度，ft； α—相对挥发度，量纲为一； μL—液相黏度，cP； ρL—液相密度，lb/ft3 A、B、C为常数，对25mm的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。 试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为SI单位。 解：上面经验公式是混合单位制度，液体黏度为物理单位制，而其余诸物理量均为英制。经验公式单位换算的基本要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系，导出物理量“数字”的表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都变为所希望的单位。具体换算过程如下： （1）从附录查出或计算出经验公式有关物理量新旧单位之间的关系为

6、1ft=0.3049m1lb(ft×h)=1.356´102-3kgm2×s)（见1） α量纲为一，不必换算 1cp=1´10-3Pa×s 3lböæ1kg2öæ3.2803ftö13=1æ=16.01kg/mç3÷ç÷ç÷ft1mèftøè2.2046lbøèølb(2)将原符号加上“′”以代表新单位的符号，导出原符号的“数字”表达式。下面以HE为例： ¢mHEft=HE ¢则HE=HEmft¢=HEmft´3.2803ft m¢=3.2803HE 同理G=G¢(1.356´10-3)=737.5G¢ D=3.2803D¢ ¢Z0=3.2803Z

7、0 ¢(1´10mL=mL -3) ¢.01=0.06246rL¢rL=rL (3)将以上关系式代原经验公式，得 ¢=3.9´0.57(2.78´103.2803HE-4´737.5G¢)-0.1(12.01´3.2803 ö÷÷øD¢)1.24´(0.3048¢1000mL1æ¢)ça´´3.2803Z0ç0.0624r¢Lè 整理上式并略去符号的上标，便得到换算后的经验公式，即 HE=1.084´10-4A(0.205G)-0.1(39.4D)1.24Z01amLrL 第一章流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为6000m3，若气

8、柜内的表压力为5.5kPa，温度为40℃。已知各组分气体的体积分数为：H240%、N220%、CO32%、CO27%、CH