化工原理第二版两册答案(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

?4?4????0.00856?8.56?10kgm?s?8.56?10Pa?s ???cm?s?1000g?1m?则 ???????g??1kg??100cm?(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

?kmol??1h??1atm??52?KG?34.2?2?9.378?10kmolm?s?kPa?

??3600s??101.33kPa?m?h?atm??????(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

?dyn??1?10N??100cm???74??7.4?10?2Nm ??????cm??1dyn??1m?(6)导热系数 基本物理量的换算关系为

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?5

1 kcal=4.1868×103 J,1 h=3600 s

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?3P

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