化工原理习题
第一章
1、蒸汽锅炉上装置一复式U形水银测压计，如图
1-3所示。

截面2、4间充满水。

已知对某基准面而言
各点的标高为z0=2.1m，z2=0.9m，z4=2.0m，z6=0.7m，
z7=2.5m。

试求锅炉内水面上的蒸汽压强。

2、附图表示水从高位槽通过虹吸管流出，其中h=8m，
H=6m，设槽中水面保持不变，不计流动阻力损失，试求管出口
处水的流速及虹吸管最高处水的压强。

3、有一水平风管道，直径自300mm（1-1’截面）渐
缩到200mm（2-2’截面）。

为了粗略估计其中空气的流量，
在锥形接头两端分别测得1-1’截面与2-2’截面的表压力分
别为1200Pa、1000Pa，空气流过锥形管的能量损失可以
忽略。

求空气的体积流量为若干31
⋅，空气的温度为20℃，当地大气压为101.3kPa。

m h-
4、常温的水从水塔塔径为mm 4114⨯φ的管道输送至
车间。

水由水塔液面流至管出口内侧的能量损失为
1143J kg -⋅。

若要求水在管中的流速为12.9m s -⋅，试求水
塔内的液面与水管出口之间的垂直距离。

设水塔内的液面
维持恒定。

5、293K 、98% 硫酸在内径为50mm 的铅管内流动，流速为10.5m s -⋅。

已知硫酸密度为31836kg m -⋅，粘度为322310N s m --⨯⋅⋅，试求其流过100m 直管的压力降和压头损失。

6、20℃的水，以11.0m s -⋅的速度在Φ⨯60 3.5m m m m 的钢管中流动，试求水通过100米长直管的压力降及压头损失。

第二章
1、某离心泵输送水时得到以下数据：n=1200转/分，P=10.9kw ，q v=56m3/h，H=42 m。

试求：
⑴泵的效率；⑵n’=1450转/分时，求q v’，H’，P’，设η不变。

第三章
1、密度为3
⋅的球形石英粒子在20℃的空气中沉降，试求服从Stokes定律的最大颗2650kg m-
粒直径和服从Newton定律的最小颗粒直径。

2、在板框压滤机中以恒压差过滤某种悬浮液。

现已测得过滤10分钟得滤液1.25m3，再过滤10分钟又得滤液0.55m3，试求过滤半小时共得滤液若干m3？
第四章
1、 有一套管式换热器，由mm 5.357⨯Φ与mm 5.489⨯Φ的钢管组成。

甲醇在细管内流动，流量为15000kg h -⋅，由60℃冷却至30℃，甲醇侧的1211512--⋅⋅=C m W α，冷却水在内管与外管
之间的环隙内流动，其入口温度为20℃，出口温度为25℃，采取逆流操作。

试求冷却水用量和所需套管的长度。

计算中忽略热损失及污垢层热阻，且已知水在平均温度下，Pr=6.45，116.0--⋅⋅=C m W λ，管壁材料的导热系数为1146--⋅⋅C m W 。

2、在一单程列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。

温度为160 C 的饱和蒸汽在壳程冷凝为同温度的水。

原料油在管程湍流流动，并由20 C 加热到110C 。

列管换热器的管长为4m ，内有192Φ⨯m m m m 的列管25根。

若换热器的传热负荷为125kW ，蒸汽冷凝传热系数为
()217000/α=⋅ W m C ，忽略管壁热阻和两侧的污垢热阻，求（1）管内油侧的对流传热系数2α；
（2）油的流速增加一倍，保持饱和蒸汽及油的入口温度不变，假设油的物性不变，求以油侧换热面积为基准的总传热系数2K 提高的百分数。

1、在常压及20℃下测得氨在水中平衡数据为：浓度为0.5gNH 3/100gH 2O 的稀氨水上方的平衡分压为400Pa 。

在该浓度范围内相平衡关系可用亨利定律表示。

试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。

2、在一填料塔中，用洗油逆流吸收混合气体中的苯。

已知混合气体的流量为311600m h -⋅，进
塔气体中含苯0.05(摩尔分数,下同)，要求吸收率为90%，操作温度为25C ，操作压强为
101.3kPa ，相平衡关系为*26Y X =，操作液汽比为最小液汽比的1.3倍。

试求下列两种情况下的吸收剂用量及出塔洗油中苯的含量：① 洗油进塔浓度
20.00015x =；② 洗油进塔浓度20x =。

1、在常压连续精馏塔内分离某二元理想溶液。

原料液流量为100/
km ol h，组成为0.4（摩尔分率，下同）；馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.04，操作回流比为2.5。

求：1）塔顶和塔底产品流量，/
km ol h；
2）精馏段的上升蒸汽流量和下降液体流量，/
km ol h；
3）精馏段的操作线方程。

2、在常压连续精馏塔内分离某二元理想溶液。

原料液组成为0.4（摩尔分率，下同）；塔顶馏出液组成为0.95，操作回流比为最小回流比的1.5倍，进料状态q=1.2。

操作条件下溶液的平均相对挥发度为2，塔顶采用全凝器，求：精馏段的操作线方程。

3、在连续精馏塔中，已知精馏段操作线方程和q线方程分别为：
0.750.21
0.50.66
y x
y x
=+
⎧
⎨
=-+
⎩
，求：1）
进料热状态参数q；2）原料液组成
F
x；3）精馏段操作线与提馏段操作线的交点坐标。

4、在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。

该物系的平均相对挥发度为2.5。

原料液组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料。

塔顶采出率D/F为40%，且已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20，试求：1）提馏段操作线方程；2）若塔顶第一板下降的液相组成
为0.7，求该板的汽相莫弗里效率
1
mV
E。