化工原理(第二版)上册课后习题答案完整版柴诚敬主编
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大学课后习题解答之
化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编
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=0.00856 g/(cm·s) (2)密度ρ=138.6 kgf ?s2/m4
(3)某物质的比热容CP=0.24 BTU/(lb·℉) (4)传质系数KG=34.2 kmol/(m2?h?atm) (5)表面张力σ=74 dyn/cm
(6)导热系数λ=1 kcal/(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
1 kg=1000 g,1 m=100 cm
?g??1kg??100cm??4?4????0.00856??8.56?10kgm?s?8.56?10Pa?s???1000g?1m?cm?s????则 ??(2)密度 基本物理量的换算关系为
1 kgf=9.81 N,1 N=1 kg?m/s2
?kgf?s2??9.81N??1kg?ms2?3??138.6??1350kgm?????4则 ?m??1kgf??1N?(3)从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU=1.055 kJ,l b=0.4536 kg 1oF?5oC
9则
?BTU??1.055kJ??1lb??1?F?cp?0.24???1BTU??0.4536kg??59?C??1.005kJ?kg??C?lb?F????? ???(4)传质系数 基本物理量的换算关系为
1 h=3600 s,1 atm=101.33 kPa
则
?kmol??1h??1atm?KG?34.2?2?9.378?10?5kmolm2?s?kPa??????m?h?atm??3600s??101.33kPa???
(5)表面张力 基本物理量的换算关系为
1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm
则
?5?dyn??1?10N??100cm??2??74??7.4?10Nm???1dyn?1m?cm???? ??
3
(6)导热系数 基本物理量的换算关系为
1 kcal=4.1868×103 J,1 h=3600 s 则
3?kcall??4.1868?10J??1h???1?2??????1.163J?m?s??C??1.163W?m??C?m?h??C1kcal3600s??????
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??0.3048Z0?BC13??L?L
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25 mm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
1ft?0.3049m
1lb?ft2?h??1.356?10?3kg?m2?s? (见1)
α量纲为一,不必换算
1cp?1?10?3Pa?s
lb?lb??1kg??3.2803ft?313=1?3??=16.01 kg/m2
???ft?ft??2.2046lb??1m? (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:
?m HEft?HE?则 HE?HEmm3.2803ft??? ?HE?3.2803HEftftm同理 G?G?1.356?10?3?737.5G?
??D?3.2803D? ? Z0?3.2803Z0
4
??1?10?3? ?L??L?16.01?0.06246?L? ?L??L(3) 将以上关系式代原经验公式,得
??3.9?0.572.78?10?4?737.5G?3.2803HE???12.01?3.2803D??-0.11.24?
?0.3048??3.2803Z0??13??????1000?L?0.0624?L????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?1.24Z013??L?L
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化工原理(第二版)上册课后习题标准答案完整版柴诚敬主编
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