化工原理精选例题答案
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化工原理精选例题
1.用连续精馏方法分离乙烯、乙烷混合物。已知进料中含乙烯0.88（摩尔分数，下同），流量为200kmol/h。今要求馏出液中乙烯的回收率为99.5%，釜液中乙烷的回收率为99.4%，试求所得馏出液、釜液的流量和组成。
2.例题：设计一精馏塔，用以分离双组分混合物，已知原料液流量为100kmol/h，进料中含轻组分0.2（摩尔分数，下同），要求馏出液和釜液的组成分别为0.8和0.05。泡点进料（饱和液体），物系的平均相对挥发度α=2.5，回流比R=2.7。试求：1）精馏段和提馏段操作线方程；2）从塔顶数第二块板下降的液相组成。
3.例题 用一常压精馏塔分离某二元理想溶液，进料中含轻组分0.4（摩尔分数，下同），进料量为200kmol/h饱和蒸汽进料，要求馏出液和釜液的组成分别为0.97和0.02。已知操作回流比R=3.0，物系的平均相对挥发度α=2.4，塔釜当作一块理论板处理。试求：（1）提馏段操作线方程；（2）塔釜以上第一块理论板下降的液相组成。（从塔底向上计算）
4.例题：常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔，进料中丙酮50%（摩尔分数，下同），其中气相占80%，要求馏出液和釜液中丙酮的组成分别为95%和5%，回流比R=2.
化工原理精选例题
1.用连续精馏方法分离乙烯、乙烷混合物。已知进料中含乙烯0.88（摩尔分数，下同），流量为200kmol/h。今要求馏出液中乙烯的回收率为99.5%，釜液中乙烷的回收率为99.4%，试求所得馏出液、釜液的流量和组成。
2.例题：设计一精馏塔，用以分离双组分混合物，已知原料液流量为100kmol/h，进料中含轻组分0.2（摩尔分数，下同），要求馏出液和釜液的组成分别为0.8和0.05。泡点进料（饱和液体），物系的平均相对挥发度α=2.5，回流比R=2.7。试求：1）精馏段和提馏段操作线方程；2）从塔顶数第二块板下降的液相组成。
3.例题 用一常压精馏塔分离某二元理想溶液，进料中含轻组分0.4（摩尔分数，下同），进料量为200kmol/h饱和蒸汽进料，要求馏出液和釜液的组成分别为0.97和0.02。已知操作回流比R=3.0，物系的平均相对挥发度α=2.4，塔釜当作一块理论板处理。试求：（1）提馏段操作线方程；（2）塔釜以上第一块理论板下降的液相组成。（从塔底向上计算）
4.例题：常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔，进料中丙酮50%（摩尔分数，下同），其中气相占80%，要求馏出液和釜液中丙酮的组成分别为95%和5%，回流比R=2.
化工原理例题与习题
第一章 流体流动
【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。 解：根据式1-4
1?0.6?0.4
?m1830998 =（3.28+4.01）10-4=7.29×10-4
ρm=1372kg/m3
【例1-2】 已知干空气的组成为：O221%、N278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa及温度为100℃时的密度。 解：首先将摄氏度换算成开尔文
100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量
Mm=32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m3
根据式1-3a气体的平均密度为：
3 ?m?9.81?10?28.96?0.916kg/m
8.314?373
【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。
（1）判断下列两关系是否成立，即 pA=p'A pB=p'B （2）计
化工原理例题与习题
第一章 流体流动
【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。 解：根据式1-4
1?0.6?0.4
?m1830998 =（3.28+4.01）10-4=7.29×10-4
ρm=1372kg/m3
【例1-2】 已知干空气的组成为：O221%、N278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa及温度为100℃时的密度。 解：首先将摄氏度换算成开尔文
100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量
Mm=32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m3
根据式1-3a气体的平均密度为：
3 ?m?9.81?10?28.96?0.916kg/m
8.314?373
【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。
（1）判断下列两关系是否成立，即 pA=p'A pB=p'B （2）计
化工原理例题与习题
第一章 流体流动
【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。 解：根据式1-4
1?0.6?0.4
?m1830998 =（3.28+4.01）10-4=7.29×10-4
ρm=1372kg/m3
【例1-2】 已知干空气的组成为：O221%、N278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa及温度为100℃时的密度。 解：首先将摄氏度换算成开尔文
100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量
Mm=32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m3
根据式1-3a气体的平均密度为：
3 ?m?9.81?10?28.96?0.916kg/m
8.314?373
【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。
（1）判断下列两关系是否成立，即 pA=p'A pB=p'B （2）计
化工原理答案
绪论习题
1.含水份52%的木材共120kg，经日光照晒，木材含水份降至25%，问：共失去水份多少千克？以上含水份均指质量百分数。
木材 木材 ? 120(1-0.52)=(120-w)(1-0.25) 照晒 ?w=43.2kg
2.以两个串联的蒸发器对NaOH水溶液予以浓缩，流程及各符号意义如图所示，F、G、E皆为NaOH水溶液的质量流量，x表示溶液中含NaOH的质量分数，W表示各蒸发器产生水蒸汽的质量流量。若
，
，
，
，问：W1、W2、E、x1各为多少？
W1kg/s W2kg/s NaOH水液 G kg/s E kg/s F=6.2Kg/s
X0=0.105
蒸发器1 蒸发器2 X2 =0.30
W1:W2=1:1.15 , X---(Wt),x1,w1,w2,D,E=? 对控制
化工原理答案
第五章 蒸 馏 一、名词解释：
1、蒸馏：
利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进
行质量传递，实现混合物的分离。 2、拉乌尔定律：
当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。 3、挥发度：
组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。
4、相对挥发度：
混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏：
是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：
气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：
产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系：
在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比：
精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比：
两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率：
在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率：
是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题：
1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点
化工原理答案
第一章 流体流动
1-1 求空气在1MPa和25℃时的密度。 解：由101.3kPa,0℃空气密度?o?1.293kg/m3得：
pTO106?2733???O??1.293?11.693kg/m
pOT101.3?103?(25?273)pM106?1000?29或????11.705kg/m3
RT8.314?(25?273)1-2 某混合溶液中乙醇含量为35%（质量分数），其余为水，试确定该混合溶液在293K时的密度。
解：查表得293K时乙醇和水的密度分别为763.6kg/m3和997kg/m3则
1??0.351?0.35??1.1103?10?3,??900.65kg/m3 763.69971-3 某水泵进口管处真空表读数为650mmHg，出口管处压力表读数为2.5kgf/c㎡。试求泵进口和出口两处的压强差为多少千帕？多少米水柱？
p1真?650mmHg?650?1.01325?105?86660Pa,p1?p0?86660Pa760?2.5kgf/cm2?2.5?98.07?103?245175Pa,p2?p0?245175Pa331.835?10.33?33.83mH2O
化工原理答案
祁存谦 丁楠 吕树申
《化工原理》习题解答
第1章 流体流动 第2章 流体输送 第3章 沉降过滤 第4章 传热 第5章 蒸发 第6章 蒸馏 第7章 吸收 第9章 干燥 第8章 萃取 第10章 流态化
广州 中山大学化工学院（510275）2008/09/28
1
第1章 流体流动
1-1．容器A中气体的表压力为60kPa，容器B中的气体的真空度为1.2?104Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干Pa。该处环境大气压等于标准大气压。（答：A,160kPa；B,88kPa ）
解：取标准大气压为100kPa，所以得到：
PA?60?100?160kPa；
PB?100?12?88kPa。
1-2．某设备进、出口的表压分别为 -12kPa和157kPa，当地大气压为101.3kPa，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa。 (答：-169kPa) 解：?P?P进?P出??12?157??169kPa。
1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa（表压）。问水封管插入液面下的深度h最小应为若干？ （答：1.02m） 解：H??P
化工原理答案
第五章 蒸 馏 一、名词解释：
1、蒸馏：
利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进
行质量传递，实现混合物的分离。 2、拉乌尔定律：
当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。 3、挥发度：
组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。
4、相对挥发度：
混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏：
是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：
气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：
产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系：
在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比：
精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比：
两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率：
在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率：
是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题：
1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点