化工基础知识点(带答案)

1、化学工程基础李德华编著（第三版）知识点汇总第一章 化学工业与化学工程掌握：1. 化工基础的主要研究内容是（三传一反）。可以为一个空或四个空。2. 化工生产过程可认为是由（化学反应过程）和（单元操作）所组成。第7页。3. 化工数据：我国法定计量单位是以（国际单位制）为基础的。所有物理量都可以由（7）个基本单位导出。会简单的换算。了解：1. 化学与化工的区别和联系；联系：化工以化学学科研究的成果为基础，化学通过化工来实现其研究价值。区别：规模：“三传”（传动、传热、传质）对反应的影响；实现原料预处理和产物的后处理涉及了“单元操作”；经济性；安全性；环保；等等工程问题。2. 化工过程开发的主要研究方

2、法有哪些？逐级经验放大法；数学模型放大法第二章 流体流动过程第一节 概述 知识点：1. 流体是什么？流体是气体与液体的总称。2. 流体具有哪些性质？具有压缩性；无固定形状，随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动第二节 流体静力学基本方程式 知识点：1. 概念：密度，比体积，重点是压力垂直作用在单位面积上的力称为压强，习惯上称之为压力，用符号p表示。2. 压力中需掌握单位换算，以及绝对压力、真空度、表压、当地大气压之间的关系。3. 流体静力学方程式及适用条件，19页2-9。（1）适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体；4. 静力学方程在U形管上的压力测量。重点是会选取等压面，等压面

3、选取的条件是（静止的，连通的，同一种流体的同一水平面）。第三节 流体流动的基本方程式1. 体积流量，质量流量，体积平均流速及它们之前的关系，并会简单的单位换算。掌握公式22页的2-15,2-16。2. 定态流动时的连续性方程，即为质量流量为常数。23页的2-20。3. 背过实际流体的伯努利方程，并理解每一项的物理意义。课本24页的2-29a，2-29b和2-30，选择一个来掌握。4. 伯努利方程用于计算时的做题步骤。第四节 管内流体流动现象1. 黏性2. 牛顿黏性定律与牛顿型流体 3. 黏度随温度的变化规律及单位。速度分布均匀，无黏性（黏度为零）的流体称为理想流体 。一般来说，气体的黏度随温度

4、的升高而增大 ，液体的黏度随温度的升高而减小。单位：Ns/m24. 流体流动形态有哪几种？如果判断流型？教材29页。5. 流体在圆形管道呈层流和湍流时速度分布的特点。6. 边界层的分离是加剧能量损耗的，应设法减少，主要发生在流道突然增大或缩小，流体方向突然改变或遇到障碍物等的局部。第五节 管内流体流动的阻力1. 阻力损失的来源有哪两种？直管阻力损失和局部阻力损失2. 直管阻力损失的计算公式，教材32页的2-41.3. 摩擦系数的求取方法。经验公式法和摩擦系数图法4. 摩擦系数图的特点，有两个特殊区域：层流区和完全湍流区。 5. 局部阻力的两种计算方法；阻力系数法和当量长度法6. 非圆形管道的当

5、量直径定义，教材33页。第六节 管路计算1.掌握简单管路计算第一类问题，摩擦损失计算问题。第七节 流量的测量1. 掌握孔板流量计、文丘里流量计和转子流量计的特点和测量原理，对公式不要求背记，实际问题中会借助于课本计算即可。1.孔板流量计是利用流体流经节流元件产生的压力差来实现流量测量。其节流元件为孔板，即中央开有圆孔的金属板，将孔板垂直安装在管路中，以一定的取压方式测取孔板前后两端的压差。2. 文丘里（Venturi）流量计属差压式流量计；能量损失小，造价高。3. 转子流量计第八节 流体输送机械 知识点：1. 离心泵的工作原理2. 离心泵的主要构件及其作用离心泵吸入管路底阀的作用是（防止启动前

6、充入的液体从泵内漏出）。3. 什么是气缚现象，如何避免？贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。4. 离心泵的四个特性参数是什么？4. 轴功率的计算公式，教材45页2-61和2-62。6离心泵特性曲线的特点。7 .什么是离心泵的工作点，如何调节泵的实际流量。离心泵的工作点泵的He-qv与管路的He-qv曲线的交点8. 什么是气蚀现象，如何避免？9. 往复泵的工作原理，怎么调节流量。10.气体输送机械按压缩比的分类。教材55页。第四章 传热第一节 概述需掌握的内容：1. 热量传递的三种基本方式，对流传热又分为

7、哪两种。2. 传热过程通常分为两种（强化传热过程）和（削弱传热过程）。第二节 热传导 需要掌握的：1. 描述热传导的基本定律是什么，其表达式为88页的4-1a；2. 热导率的一般规律，及如何判断哪些适合做换热材料，哪些适合做保温材料？3. 平壁和多层平壁热传导的分析及计算。掌握90页公式4-4。4. 圆筒壁热传导的计算与平壁的区别5. 对数平均值的近似处理第三节 对流传热 知识点：1. 对流传热的热阻主要集中在层流内层。2. 描述对流传热的公式为牛顿冷却定律，其表达式为？ 3. 在求对流传热系数中，涉及哪四个特征数，其物理意义是什么？ 4. 强制对流涉及哪三个特征数，自然对流涉及哪三个特征数。

8、5. 圆形直管内做强制对流是对流传热系数的计算，公式96页4-15。并知道有一定的应用范围，应用范围内要求掌握，不满足范围的自学不作要求。6. 对于知识点5，当流体物性一定时，对流传热系数与流速的0.8次方成正比，与管径的0.2次方成反比。第四节 辐射传热 知识点1. 热辐射的本质（凡热力学温度在0度以上的物体都会以电磁波形式发射热辐射线，热辐射线的传播不需要任何介质）2. 黑体，白体，透热体，灰体的概念。3. 描述黑体辐射能力与温度的关系的方程是。式中 s0黑体辐射常数，= 5.67 10-8W/(m2 .K4)； C0黑体辐射系数，= 5.67W/(m2 .K4)四次方定律表明，热辐射对温

9、度特别敏感4. 黑度概念。5. 克希霍夫定律的结论。6. 能全部吸收辐射能的物体称为黑体，能全部反射辐射能的物体称为白体，能以相同的吸收率吸收所有波长范围辐射能的物体称为灰体。灰体的黑度可以表征其辐射能力的大小。第五节 传热计算 知识点1. 传热基本方程105页4-422. 热负荷Q的计算，105页4-43和4-45。 3. 并流逆流平均温差的计算公式，108页4-52. 4. 总传热系数K的计算，掌握以外表面为基准就可以，115页4-55a. 5. 看一下116页例题4-6的第一问即可。第六节 热交换器1. 掌握夹套式换热器，套管式换热器，列管式换热器，其他了解。2. 其中夹套式换热器，蒸汽

10、加热时，应从哪儿进出；当冷却时，冷却水怎么进出。教材118页。第七节 传热过程的强化掌握简答题：如何提高换热器的传热速率？第八节 管壳式换热器的设计与选用掌握哪些流体适合走管程，哪些走壳程？管程：不清洁或易结垢、腐蚀性、压力高的流体壳程：饱和蒸汽、需要冷却、粘度大或流量小的流体第六章 吸收第一节 概述掌握：1. 吸收是分离（气体混合物）的，依据的性质是（溶解度不同）。 2. 塔设备按气液两相接触方式不同分为哪两类，填料塔属于哪一类，板式塔属于哪一类？ 见教材150页第二段话。 熟悉：1. 吸收剂的选择，见教材149页。2.本章重点研究的是（低浓度单组分等温物理吸收）。第二节 吸收相平衡 掌握：

11、1. 温度，压力对于吸收（或解吸）的影响；2. 描述一定温度下，稀溶液的气液平衡关系的方程是（亨利定律）；3. 气相、液相浓度的表达各有哪三个？4. 亨利定律的表达式，一共有四种，掌握亨利系数E和相平衡常数m的变化规律，及关系。（1）E值越大，表示该气体的溶解度越小，难溶解。（2）一般E随温度的升高而增大。5. 利用相平衡关系，会判断过程进行的方向。6.会吸收操作（或解吸操作）推动力的表达。第三节 吸收机理掌握：1. 吸收过程的三个阶段；154页最底部。2. 描述物质在单相内做分子扩散的速率方程为（菲克定律），其表达式为教材155页6-13。3. 物质在流体内的扩散有分子扩散和涡流扩散两种。4

12、. 双膜理论的三个要点。教材156页。熟悉：气膜分子扩散速率方程6-18和液膜分子扩散速率方程6-20，及方程中的漂流因子。第四节 传质速率方程1. 总推动力的表达有哪6种，会借助于亨利定律写出任意一种。2. 会判断一个吸收过程是属于气膜控制还是液膜控制。3. 易溶气体，属气膜控制；难溶气体属液膜控制。4. 掌握总传质系数与气液相传质系数之间的关系，6-38b和6-41a。对于易溶气体，传质阻力几乎全部集中在气膜中；对于难溶气体，传质阻力主要集中在液膜中。第五节，填料塔的计算 1. 操作线方程，吸收率的概念。操作线是一条直线，其斜率L/V，液气比。2. 吸收剂用量L的求取方法。已知需要处理的气

13、体量V，处理气体混合物的组成Y1，出塔气体组成Y2（或吸收率）和选择的吸收剂组成X2，求吸收剂用量的方法如下：1. 用165页的公式6-56或6-57求最小液气比；2. 求最小吸收剂用量Lmin；3. 根据式子6-55确定吸收剂的用量范围，在计算题中会给出操作液气比是最小液气比的具体倍数。其中第一步最小液气比的求取是关键，平衡线是直线或下凹曲线时，采用6-56计算，此时最小液气比所对应的操作线与平衡线相交；当平衡曲线是上凸时，用6-57计算，此时最小液气比所对应的操作线与平衡线相切。具体见教材165页图6-9。3. 操作液气比是最小液气比的1.1-2.0倍。4. 填料层高度H的计算包含哪两部分

14、。两部分的物理意义是什么？第七章 精馏第一节 概述 知识点：1. 蒸馏是分离（均相液体混合物）的，它依据的性质是（不同液体的沸点不同）。2. 蒸馏的基本原理；3. 精馏和蒸馏的本质区别在于(回流)，包括（塔顶的液相回流）和（塔釜部分汽化所造成的气相回流）第三个知识点可以是一个空，也可以是两个空。第二节 双组分溶液的气液相平衡 知识点：1. 什么是理想溶液，一般哪些溶液可近似为理想溶液。2. 理想溶液的气液相平衡符合（拉乌尔）定律，其表达式。3. T-x-y图的两线三区指的是什么？两线指的是“气相线”和“液相线”；三区指的是“单一液相区”，“过热蒸汽区”和“气液两相共存区”。4. y-x图中，平

15、衡曲线在对角线的左上方，说明什么，距离对角线越远，表明什么？5. 相对挥发度的定义。理想溶液的相对挥发度为7-6。6. 以相对挥发度表示的气液相平衡方程184页的7-9，必须背过。第三节 简单蒸馏和平衡蒸馏 知识点：1. 简单蒸馏的两个特点：2. 熟悉内容：能够区分开简单蒸馏和平衡蒸馏即可。第四节 精馏的基本原理 知识点：1. 精馏是通过多次（部分汽化）和多次（部分冷凝）将液体混合物加以分离，并获得高纯度产品的一种操作。2. 精馏塔分为哪两个部分，其作用是什么？塔体和附属设备。3. 精馏塔内温度，气液相组成从塔顶到塔底的规律。4. 什么是理论板？5. 熟悉精馏过程的实现须具备的条件。第五节 精

16、馏塔计算 知识点：1. 全塔物料衡算188页的7-10和7-11，及塔顶易挥发组分的回收率定义；2. 精馏塔的两个假定：恒摩尔流假定和理论板假定；3. 精馏段操作线方程189页7-17，操作线是一条（），斜率为（），经过哪两个点？4. 提馏段操作线方程190页的7-22，该操作线是一条直线，经过对角线上的哪一个点？5. q值的意义，指的是把每摩尔原料液变成饱和蒸汽所需的热量除以原料摩尔汽化热，它是衡量进料热状态的标志。6. 进料有哪五种热状况，其q值的范围是什么。见192页表7-6。7. 气液混合物进料时，q值=进料液相摩尔分数。8. 熟悉L和L，V和V之间的关系式。见教材191页的7-27和

17、7-28。9. 掌握进料线方程7-30，并且会在图中画出q线和提馏段操作线。10. 教材194页图7-13右侧最后一句话。11. 掌握理论塔板数的计算方法前两种，了解第三种简捷计算法。12. 什么是全回流，其操作线变为（曲线），方程式为()，此时所需的理论塔板数（），见教材196页。13. 掌握最小回流比的计算，公式7-34。 14. 最优操作回流比的数值范围是（）。15. 单板效率和全塔效率的概念。202-203页。第十一章 化学反应工程学-反应器基本原理第一节概述，知识点：1. 同一化学反应中以不同组分计算的反应速率之间的关系。2. 会求化工反应速率方程中的反应级数，方程11-4。3. 阿

18、伦尼乌斯方程是描述什么的？ 4. 原子利用率为（100%），则该反应为理想的原子经济反应。5. 绿色化工的评价指标有（环境因子）和（环境商）。6. 教材284页第一句和最后一句话。从化学反应工程角度来说，比较合理的体系是以（相态）为第一级区分，而以（反应器型式）为第二级划分。反应工程着重于解决（化学因素）与（物理因素）相结合所出现的问题。7. 四种典型的理想均相反应器里特点？见教材285页。第二节 物料在反应器内的流动模型1. 两种理想流动模型及特征，见教材286页。2. 区分混合和返混，见教材287页第二段。第三节 理想均相反应器计算（只掌握结论）1. 设计计算需要哪三类方程？（物料衡算，热量衡算和动力学方程）；等温操作的反应器需要哪两个。只有物料衡算和动力学方程。2. 结论：对于同一个反应达到相同的转化率，采用哪一种均相反应器所需要的体积最小。（活塞流反应器）3. 多级全混流反应器随着串联个数N的增大，其性能趋近于活塞流反应器。该节不要求背记公式及计算，仅要求掌握结论。例题结论见301页表11-9。第四节 反应器形式和操作评比1. 熟悉容积效率的概念，掌握302页图11-13及右侧前三个特点。2. 平行反应中提高目标产物收率可采取哪些措施？掌握最简单的A生成R或