化工基础知识点(带答案)

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。

atm 1（标准大气压）O mH mmHg Pa 2533.1076010013.1==⨯=
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。

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
体的黏度随温度的升高而增大，液体的黏度随温度的升高而减小。

单位：N·s/m2
4.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
离心泵吸入管路底阀的作用是（防止启动前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。

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；
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。

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 0──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，热辐射对温度特别敏感 4. 黑度概念。

4
04
0)
100
(T C T d E E o b ===⎰
∞
σλλ
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4-42
2.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：
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。

不利于气体的吸收。

越小，值越大，气体的溶解度值变小。

温度降低，总压升高，值变大；
温度升高、总压降低，，对一定的物系，m m m p T f m ),(
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.双膜理论的三个要点。

教材156页。

漂流因子。

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。

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。

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。