(应化、化学)化工基础习题1

化工基础习题1、化学工程特有的研究方法有：实验研究方法和数学模型方法。

2、传递过程的研究通常按分子尺度、微团尺度和设备尺度三种不同的尺度进行。

3、化工系统工程谋求的目标是该系统的整体优化。

一、流体流动1、根据流体流动的连续性假定，流体是由无数流体质点组成的连续介质。

2、牛顿粘性定律的表达式为____________________。

3、粘性产生的原因，气体：分子热运动碰撞，液体：分子间吸引力。

4、流体静力学方程式的表示式为，其物理意义为流体静压强仅与流体的密度及该点的几何位置有关。

5、测得某设备的真空度为190mmHg，若当时的大气压强为10.33mH2O，则该设备内的绝对压强为 KPa。

（75.98）6、粘度是流体的粘性的度量，流体的粘度越大则流体的流动性越小。

气体的粘度随温度的升高（降低）而增大（减小），液体的粘度随温度的升高而减小。

7、根据流体的连续性方程，当流量一定时，管路直径愈小，则流速愈大；若所选流体密度愈小，则流速愈大。

8、一般液体在管路中流动时，常用流速范围为0.5-2.5 m/s；压缩气体在管路中流动时，常用流速范围为15-25 m/s。

9、已知规格为φ114×4的管道出口处水的体积流量为0.0628m3/s，则管出口处水的流速为m/s。

（7.12）10、雷诺准数的计算式为，湍流时，平均速度u= 0.8 u max11、局部阻力计算中的当量长度是指与局部阻力相当的直管长度。

12、孔板流量计的特点是变压差、变流速、变阻力、恒流通截面。

13、转子流量计的特点是恒压差、恒流速、恒阻力、变流通截面。

14、测量流体流量时，随着流体流量增大，转子流量计两端压差值不变；孔板流量计两端压差值增大。

15、离心泵铭牌上的Qe表示泵的送液能力，He表示扬程，这些数据指标是在泵的工作效率最高时的工况参数。

16、离心泵产生离心力的大小，除与叶轮的转速和直径有关外，还与流体的密度有关，密度越大，则叶轮产生的离心力越大。

17、离心泵在启动前必须充满液体，这是为了防止气缚现象。

二、传热1、对流传热是流体内部由于流体质点的位移和混和而引起的。

传导传热是依靠粒子的热运动碰撞而进行的。

2、物质在发生相变时伴随的热量变化称为 潜热 。

3、工业生产中的换热方法有三种： 直接式换热 、间壁式换热、蓄热式换热。

4、在圆筒壁热传导计算中，当 时，用对数平均半径来计算传热面积。

5、平壁稳定热传导过程，通过三层厚度相同的材料，每层温度变化如图所示， 则λ1、λ2、λ3的大小顺序为 ，每层热阻R 1、R 2、R3 的大小顺序是 。

7、对流给热方程中的传热膜系数α通常与流体的 导热系数 成正比，而与 传热边界层厚度成反比。

8、若其他条件相同，则并流操作的平均温度差小于 逆流操作的平均温度差；若传递同样的热量，则并流操作所需的传热面积 大于 逆流操作。

9、为减少圆形管导热损失，采用包覆三种厚度相等的保温材料A 、B 、C ，若C B A λλλ〉〉，则包覆的顺序从内到外依次应该为 C 、B 、A 。

10、通过对复杂的对流传热过程的分析和简化处理后，对流传热的热阻就集中到 传热边界层内 。

11、换热器要经常清除污垢，其原因是 污垢传热系数小，热阻大。

12、在热传导基本方程中，负号表示 热量沿温度降低方向传递 。

13、对数平均温差是指 换热器一端两流体 的温度差减去 另一端两流体 的温度差，再除以这两个温度差之比的自然对数。

14、强化传热可以从 增大总传热系数 、 增大传热面积 、 提高平均温度差三个方面采取措施。

15、列管式换热器每立方米有效容积的传热面积可达 40-150m 2 。

管长与壳内径之比通常为 6~10 。

三、吸收1、吸收在化学工业中的应用有：（1）原料气的净化；（2）有用组分的回收；（3）某些产品的制取；（4）废气治理。

2、气体的溶解度一般随温度的升高而 降低 ，液体的溶解度随温度升高而 增大 。

3、在吸收操作中，温度 降低 和压力 升高 都可提高气体在液体中的溶解度而有利于吸收的进行。

若温度不变，压力增大，可使相平衡常数m 减小 ，传质推动力 增大 。

4、相平衡常数m 越大，则物质的溶解度 越小 ；对同一吸收质，温度升高，则亨利系数H 增大 ，溶解度 下降 。

5、在吸收过程中通常以 实际浓度与平衡浓度 的偏离程度来表示吸收过程的推动力。

吸收塔某一截面上总推动力以气相浓度差表示为 Y-Y* 。

T 1 λ1 λ2 λ3 T 2 T 3 T 46、在层流流动中，吸收质在垂直于流体流动方向的扩散靠分子运动来完成；在湍流流动中，吸收质主要靠流体质点不规则运动的涡流实现扩散。

7、涡流扩散系数D E不是物质的特性常数，与湍流程度、质点位置等因素有关。

8、在吸收总系数与分系数关系表达式中，若溶解度系数E很小，K L近似等于k L，则该吸收过程为液膜控制过程。

若溶解度系数E很大，K G近似等于k G，则吸收过程为气膜控制过程。

9、根据“双膜理论”，下列判断中可以成立的是（ B ）A、可溶组分的溶解度小，吸收过程的速率为气膜控制；B、可溶组分的亨利系数大，吸收过程的速率为液膜控制；C、可溶组分的相平衡常数大，吸收过程的速率为气膜控制；D、液相的粘度低，吸收过程的速率为液膜控制。

10、在实验室用水吸收空气中的CO2基本属于液膜控制，其气膜中的浓度梯度小于液膜中的浓度梯度。

气膜阻力小于液膜阻力。

11、为选择合适类型的吸收设备，需判断吸收过程的控制步骤。

浓H2SO4吸收NO2的吸收过程为液膜控制，浓H2SO4吸收SO3为气膜控制，稀氨水吸收NH3为气膜控制。

12、吸收剂用量增大，会使吸收操作线斜率增大，因而使完成同样吸收任务所需的填料层高度减小。

13、亨利定律的适用条件是（1）总压不太高，即总压≤0.1Mpa；（2）稀溶液，即浓度≤10%。

四、精馏1、精馏的基本原理是借助液体具有挥发而成为蒸气的能力，将液体混合物多次部分气化和多次部分冷凝，从而将液体混合物分离开来。

2、纯液体的挥发度是指该液体在一定温度下的饱和蒸气压。

3、减压蒸馏是因为降低压力可以降低液体的沸点。

4、精馏理论中，“理论板”概念提出的充分而必要的前提是离开塔板的气液相达到平衡。

5、精馏塔内气、液两相接触传质的必要条件是：塔顶液相回流和塔釜气相回流。

6、泡点进料时，精馏段上升蒸气量等于提馏段上升蒸气量，下降液体量小于提馏；露点进料时，精馏段下降液体量等于提馏段，上升蒸气量大于提馏段。

7、连续精馏操作，原工况为泡点进料，由某种原因温度降低，使q>1，进料浓度、塔顶采出率及进料位置均保持不变。

试判断：⑴塔釜蒸汽量V 保持不变，则塔釜加热量QR 不变，Dx下降,Wx增加；⑵保持回流比R不变，则塔釜加热量QR 变大，Dx变大,Wx变小。

8、若回流比增大，则过程推动力增大，理论塔板数减少，设备费减少，操作费增大。

反之亦然。

9、若已知精馏过程的回流比R 和塔顶产品含量x D ，则精馏段操作线方程的表达式为。

10、对一定分离程度而言，若全回流，则理论塔板数 最少 ，此时操作费用 最大 ；若最小回流比，则理论塔板数 无穷多 ，此时传质推动力 为零 。

11、精馏塔操作时，其温度和压力从塔底到塔顶的变化趋势为：温度逐渐 降低 ，压力逐渐 减小 。

12、在精馏塔操作中，保持F 、F x 、q 、L 不变，而增大V ，则R 减小 ，D x 减小 ，L /V 减小 。

13、在精馏实验中，若增大回流比R ，则塔顶馏出液组成x D 将 增加 ，釜液x W 将 减小 ，精馏段上升蒸气量V 将 增加 ，精馏段液气比L/V 将 增加 。

14、以气相浓度表示的莫夫里板效率为：E mV =（y n - y n+1）/（y n * - y n+1） 。

五、化学反应工程与反应器1、从微观化学反应动力学的角度看，影响化学反应速率的因素主要有：温度和浓度 。

2、数学模拟方法为解决化学反应工程问题提供了一条途径，其关键在于 对过程实质的了解 和 对过程的合理简化，从而得到 与实际过程近似等效 的数学模型 。

3、按反应器的结构形式分类，工业反应器可分为： 管式反应器 、釜式反应器 和 塔式反应器。

3、化学反应过程中，反应级数的大小反映 该物料浓度对反应速率影响的程度 ，其绝对值一般不会超过 3 。

4、对于同一个反应，反应速率常数随 温度 、溶剂 和 催化剂 的变化而变化。

5、返混也称逆向混合，专指 不同停留时间的流体粒子之间的混合，是连续化所伴生的现象。

6、活塞流反应器的特点是：（1）空间各点的运动参数不随时间而变但随位置而变；（2）所有物料的反应时间相同；（3）没有返混。

7、连续操作搅拌釜式反应器可视为全混流反应器，其特点是：（1）空间各点的温度、浓度均匀一致，且不随时间而变；（2）物料反应时间为0～∞ 。

8、理想置换流动最大的特点是 没有返混，所有物料反应时间一致 ；理想混合流动的最大特点是 立刻完全混合均匀，物料反应时间为0～∞。

六、合成氨1、合成氨的生产流程为：造气、净化、压缩合成、分离和循环。

2、当混合气中N 2的含量为 22%~21% 时，称为半水煤气。

3、间歇法制半水煤气的工艺条件包括：温度、吹风速度、水蒸气用量、燃料层高度和循环时间等。

4、由于原料气中都含有一定数量的硫化物，能使 催化剂中毒 和 管道设备受到腐蚀，所以必须进行脱硫操作。

5、湿法脱硫是用液体吸收剂吸收原料气中的硫化物，常用的化学吸收法主要有 氨水催化法 和 改良ADA 法 。

6、变换是将原料气中的CO 除去的操作，其化学反应式为： 。

7、提高平衡氨含量的途径为：（1）降低温度；（2）提高压强；（3）保持氢氮比为3左右；（4）减少惰性气体的含量。

8、合成氨铁系催化剂的主要成分是 FeO 和Fe 2O 3 ，催化剂的活性组分是 金属铁 。

七、选择题：1、如图流体在倾斜变径管中流动，则U 型压差计的读数R 的大小反映情况 。

（（3、内径为27mm 的自来水管其设计输水能力宜为 。

（A ）0.2m 3/h (B)2 m 3/h (C)20 m 3/h (D)200 m 3/h4、某二元混合物，若液相组成A x 为0.45，相应的泡点温度为1t ；气相组成A y 为0.45，相应的露点温度为2t ，则（ ）。

A. 1t ＜2tB. 1t =2tC. 1t ＞2tD.不能判断5、分离某两元混合液，进料量为10kmol/h ，组成F x =0.6，若要求馏出液组成D x ≥0.9，则最大馏出液的量为（ ）。

A.6.67 kmol/hB.6 kmol/hC.9 kmol/hD.不能确定6、精馏塔中由塔顶往下的第1-n 、n 、1+n 层理论板，其气相组成关系为（ ）。

A. 1+n y ＞n y ＞1-n yB. 1+n y ＜n y ＜1-n yC. 1+n y =n y =1-n yD. 不能确定7、用精馏塔完成分离任务所需理论板数N T 为8（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际塔板数为（ ）。