内容发布更新时间 : 2024/12/23 5:45:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

习题解答

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??1kcal?m?h??C?

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则 ??0.00856?cm?s??1000g??1m??8.56?10kg?m?s??8.56?10Pa?s

???????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?1360kgm则 ??138.6? ?????41kgf1Nm??????（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

51?F??C

9则

?BTU??1.055kJ??1lb??1?F?cp?0.24???1.005kJ?kg??C? ???????lb?F??1BTU??0.4536kg??59?C?（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

1

?kmol??1h??1atm??52?KG?34.2?2?9.375?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

则

?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

1 kcal=4.1868×103 J，1 h=3600 s

则

3?kcal??4.1868?10J??1h???1?2??????1.163J?m?s??C??1.163W?m??C? m?h??C1kcal3600s???????52．乱堆25mm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

2

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/m3

???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??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?0.57?2.78?10?4?737.5G??3.2803HE?0.1?12.01?3.2803D??1.24?????

?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?1.905?104A?0.205G??0.1?39.4D?1.24Z013??L?L

3