化學(xué)工程原理考試大綱

一、考試的目的和基本要求

1.要求學(xué)生具有工程觀點(diǎn)和解決實(shí)際工程問題的能力，包括對化工單元操作進(jìn)行工程化的能力，正確使用工程圖的能力，用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)分析和解決實(shí)際工程問題的能力；

2.要求學(xué)生掌握一些處理工程問題的基本方法，如分析法、數(shù)學(xué)模型法、過程分解法、試差計算法、圖解計算法等，使學(xué)生有能力在不同場合選擇不同的方法處理工程問題；

3.要求學(xué)生具備科學(xué)思維能力、創(chuàng)新思維能力和獨(dú)立工作能力，從過程的基本原理出發(fā)，觀察、分析、綜合、總結(jié)諸多影響因素，找出問題的主要方面，用所學(xué)知識解決工程問題。

二、命題的指導(dǎo)思想和原則

1、命題的指導(dǎo)思想

全面考察學(xué)生對本課程基本原理、基本概念、主要知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)、理解和掌握情況。

2、命題原則

題型盡量多樣，全試卷題型不少于5類；題目數(shù)量多，權(quán)重小，范圍廣；最基礎(chǔ)的知識一般占60%左右，稍靈活的題目占20%左右，難的題目占20%左右；絕大多數(shù)題目應(yīng)該是中到小題，即使是大題也要在其中設(shè)置多個小題，大題占總分的比例要適當(dāng)降低?？陀^性應(yīng)該得到更多的重視。

三、考試知識點(diǎn)和要求

1.正式介紹

考試知識點(diǎn):

(1)《化工原理》課程的性質(zhì)、研究對象、任務(wù)和基本內(nèi)容；

(2)本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法；

(3)維度、單位制、單位換算。

考試要求:

掌握單元操作的概念；維度、單位制、單位換算；主要了解《化工原理》的性質(zhì)、研究對象、任務(wù)和基本內(nèi)容；《化工原理及其在專業(yè)中的應(yīng)用》課程的特點(diǎn)、定義、任務(wù)以及工程觀的初步確立。

2.流體流動

考試知識點(diǎn):

(1)流體流動的基本概念(密度、比容、比重、壓力、粘度、牛頓粘度定律、雷諾數(shù)、邊界層效應(yīng)、邊界層形成、邊界層分離、直管阻力、局部阻力、當(dāng)量長度、當(dāng)量直徑、量綱分析等概念和方法)；(2)牛頓粘性定律；(3)流體流動的類型；(4)流體靜力學(xué)方程及其應(yīng)用；(5)連續(xù)性方程及其應(yīng)用；(6)伯努利方程及其應(yīng)用；(7)管內(nèi)流體流動阻力損失的原因及計算；(8)流量測量。

考試要求:

碩士:流體靜力學(xué)方程；連續(xù)性方程；伯努利方程；流體流動的類型和確定；阻力損失的原因及計算方法:管道計算；合適流量的選擇和管道直徑的確定。了解:各種流量計的結(jié)構(gòu)和測量原理。

3.流體運(yùn)輸

考試知識點(diǎn):

(1)離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理、離心泵的特性曲線、選擇依據(jù)及其應(yīng)用；(2)離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)；(3)離心泵安裝高度允許吸真空度。(4)通過本章的研究，要求根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和管道特點(diǎn)的要求選擇合適的輸送設(shè)備，并正確安裝和使用。

考試要求:

碩士:離心泵的性能參數(shù)和特性曲線；管道特性曲線、離心泵工作點(diǎn)調(diào)整、離心泵安裝高度計算；離心泵“氣蝕”和“氣結(jié)”現(xiàn)象的概念和預(yù)防措施，以及離心泵運(yùn)行的注意事項；離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓的計算。了解:流體輸送設(shè)備在生產(chǎn)中的應(yīng)用和分類；離心泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、應(yīng)用及選型；往復(fù)泵和游泳旋渦泵的工作原理、特點(diǎn)、流量調(diào)節(jié)方法、安裝要點(diǎn)及適用范圍等。；壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及選擇方法，離心式風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)及特性曲線；真空泵的主要性能及選型。

4.非均質(zhì)材料的分離和顆粒的流化

考試知識點(diǎn):

(1)重力沉降速度、粉塵沉降室、懸浮液沉降過程和沉降槽結(jié)構(gòu)；(2)離心分離原理、離心沉降速度、旋風(fēng)分離器、水力旋流器、離心機(jī)；(3)過濾速度、過濾方程、板框過濾器和true 空過濾器。

考試要求:

掌握:重力沉降和離心沉降的基本原理，沉降速度的定義、意義和基本計算方法；集塵室中顆粒分離的條件和集塵室陣列的計算；恒壓過濾的基本方程和計算。理解:單粒子、粒子群、粒子床特性的表達(dá)方法；沉降室和旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要性能、選擇和操作要點(diǎn)，水力旋流器的工作原理和主要特點(diǎn)；過濾操作的基本概念和過濾介質(zhì)、過濾速率、恒壓過濾、恒速過濾、過濾常數(shù)的概念；板框過濾機(jī)、葉片式過濾機(jī)、旋轉(zhuǎn)式真空過濾機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、操作方法及相關(guān)計算；過濾常數(shù)的測量方法:其他清洗方法、特點(diǎn)及應(yīng)用。

6.傳熱和熱交換設(shè)備

考試知識點(diǎn):

(1)三種傳熱方式:傅立葉定律、熱傳導(dǎo)、平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)、圓柱壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)；(2)隔墻兩側(cè)流體換熱過程分析，總傳熱系數(shù)、熱平衡公式、傳熱速率方程之間的關(guān)系，平均溫差和壁溫的計算；(3)對流、對流換熱系數(shù)、影響對流換熱系數(shù)的因素以及量綱分析在對流換熱中的應(yīng)用；(4)輻射傳熱的基本概念和計算；(5)夾套換熱器、盤管換熱器、雙管換熱器、管殼式換熱器、板式換熱器、螺旋換熱器的結(jié)構(gòu)和原理；(6)換熱器的強(qiáng)化方式；(7)換熱器分類:按用途分為加熱器、冷卻器、冷凝器、再沸器和蒸發(fā)器，按換熱原理和方法分為直接接觸式、蓄熱式和隔斷式；(8)分區(qū)換熱器類型:夾套換熱器、盤管換熱器、噴淋換熱器、雙管換熱器、管殼式換熱器、板式換熱器等。；(9)管式換熱器的設(shè)計和選擇；(10)強(qiáng)化傳熱過程的措施:增加傳熱溫差、增加傳熱面積和總傳熱系數(shù)等。(11)其他類型的熱交換器。

考試要求:

碩士:熱傳導(dǎo)基本原理、一維穩(wěn)態(tài)傅里葉定律及其應(yīng)用、平壁和圓柱壁一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)的計算分析；對流傳熱的基本原理和影響對流傳熱的主要因素；無相變管道強(qiáng)制對流換熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式及其應(yīng)用，Nu、re、Pr、Gr等特征數(shù)的物理意義和計算，對流換熱系數(shù)計算公式的正確選擇，注意其適用范圍和適用條件；傳熱速率方程及熱負(fù)荷計算、平均溫差計算、總傳熱系數(shù)計算與分析、污垢熱阻、傳熱面積計算、管殼式換熱器的設(shè)計與選擇；傳熱過程的強(qiáng)化措施；強(qiáng)化傳熱路徑。了解:熱傳導(dǎo)的基本原理，傅立葉定律，穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)傳熱的概念；牛頓冷卻定律、對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的物理意義以及經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)的用法和條件；工業(yè)生產(chǎn)中常用換熱器的類型、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，掌握管式換熱器的設(shè)計和選型；蒸汽冷凝方式和大容器內(nèi)液體沸騰的沸騰曲線；黑體、白體、透熱、黑的概念；斯蒂芬·玻爾茲曼定律，什科夫定律。

9.氣體吸收

考試知識點(diǎn):

(1)吸收過程、氣體在液體中的溶解度、平衡分壓和亨利定律；(2)擴(kuò)散過程中的基本概念，傳質(zhì)，分子擴(kuò)散和菲克定律，單向擴(kuò)散，等摩爾反向擴(kuò)散雙膜理論，氣液膜控制的傳質(zhì)速率方程，吸收過程中的物料平衡，傳質(zhì)單元，傳質(zhì)單元高度，傳質(zhì)單元數(shù)，理論塔板數(shù)，填料層高度的計算；(3)實(shí)際塔板數(shù)、點(diǎn)效率、板效率、總塔效率、總傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)分離系數(shù)和氣膜控制。

考試要求:

掌握:吸收過程的基本原理，氣液相平衡，亨利定律的各種表達(dá)式以及系數(shù)之間的換算關(guān)系；運(yùn)用氣液平衡理論分析傳質(zhì)的基本理論、影響氣液平衡的因素、傳質(zhì)的驅(qū)動力、方向和極限，掌握雙膜理論和傳質(zhì)模型；闡明低濃度氣體吸收的特點(diǎn)和工藝分析方法，掌握全塔物料平衡、最小液氣比、操作線、平衡線、最小液氣比、實(shí)際液氣比、溶質(zhì)吸收率、吸收系數(shù)等概念，并能熟練理解和計算；掌握傳質(zhì)單元高度、傳質(zhì)單元數(shù)和平均驅(qū)動力的概念和計算方法，利用平均驅(qū)動力法和吸收系數(shù)法計算傳質(zhì)單元數(shù)和填料層高度。理解:菲克定律和雙組分分子反向擴(kuò)散和單向擴(kuò)散的分析計算；傳質(zhì)速率方程的各種表達(dá)式及部分傳質(zhì)系數(shù)與總傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系；吸收過程的分類、吸收過程的基本流程和對吸收劑的基本要求；吸收過程中的傳質(zhì)，包括傳質(zhì)的基本模式、組分運(yùn)動速度和擴(kuò)散速度、傳質(zhì)通量、傳質(zhì)速度和傳質(zhì)速率方程，可以分析傳質(zhì)速率，了解傳質(zhì)的氣膜控制過程和液膜控制過程。掌握高濃度氣體的吸收特性及其對吸收過程的影響，尤其是相平衡關(guān)系和操作線方程對高濃度氣體吸收條件下的吸收過程影響較大，因此需要了解該條件下吸收過程計算的原理方法和簡化算法；多組分吸收和化學(xué)吸收過程的特點(diǎn)，計算的基本思路，多組分吸收中關(guān)鍵組分的概念，化學(xué)吸收中增強(qiáng)因子的概念；常用的解吸方法；填料塔的主要結(jié)構(gòu)，各塔內(nèi)件的作用及其對填料塔性能的影響，吸收過程中理論塔板數(shù)的計算方法。

10.蒸餾

考試知識點(diǎn):

(1)氣液平衡、理想解、拉烏爾定律、道爾頓定律；(2)簡單蒸餾、間歇蒸餾、平衡蒸餾、平衡階段和精餾；(3)精餾塔的物料平衡、揮發(fā)度和相對揮發(fā)度；(4)精餾段、汽提段和進(jìn)料口的操作線方程；(5)理論塔板數(shù)、實(shí)際塔板數(shù)、塔板效率、回流比、最小回流比和填料層高度；(6)逐板計算法、圖解法和快速算法。

考試要求:

碩士:蒸餾操作基礎(chǔ)，雙組分體系汽液平衡；整改原則；全塔物料平衡；精餾段、汽提段和進(jìn)料線方程；最小回流比的計算、合適回流比的選擇、進(jìn)料狀態(tài)和進(jìn)料位置對精餾操作的影響；理論塔板數(shù)的計算。了解簡單蒸餾和平衡蒸餾的概念和原理；間歇精餾、共沸精餾和萃取精餾的原理和特點(diǎn)；塔盤的結(jié)構(gòu)、流型、常見塔盤形式及承載性能圖；板式塔設(shè)計。

12.提取

考試知識點(diǎn):

(1)萃取劑、萃取相、萃余相、萃取液和萃余液的定義；(2)分布系數(shù)和選擇性系數(shù)；(3)三角相圖、杠桿定律、溶解度曲線、平衡連接線、輔助線、折疊點(diǎn)；(4)單級萃取、多級錯流萃取和多級逆流萃取的解析計算；(5)提取設(shè)備和提取操作流程。

考試要求:

掌握:相組成、杠桿定律、相平衡關(guān)系、分布曲線、分布系統(tǒng)在三角坐標(biāo)圖中的表示方法；單級萃取、多級錯流萃取、多級逆流萃取過程的計算；萃取原理，相平衡的定義和物理意義，部分互溶體系的分配系數(shù)和選擇性系數(shù)，B和S部分互溶時的圖解法，B和S完全互溶時的圖解法和公式法。了解:溶劑的性質(zhì)和選擇溶劑的原則；各種萃取設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用場合；選擇提取設(shè)備和其他提取方法的依據(jù)等。

13.變干

考試知識點(diǎn):

(1)干燥的目的、原理和實(shí)施方法；(2)不同的濕度表示方法，濕空氣體的性質(zhì)，濕度圖；(3)空空氣干燥器的工作原理，干燥過程中的物料平衡和能量平衡，圖解法。

考試要求:

掌握:干燥過程中的物料平衡和熱量平衡，固體物料的干燥機(jī)理；恒速干燥階段平衡含水率、臨界含水率與干燥速率的關(guān)系；恒速和慢速干燥曲線、干燥速率曲線和干燥時間的計算。理解:干燥的概念和分類以及對流干燥操作的必要條件；代表濕空氣體特性和空氣體濕度圖的參數(shù)；各種干燥方法的基本原理和特點(diǎn)；工業(yè)上常用的結(jié)構(gòu)干燥器的類型、性能和選擇原則。

四、試卷結(jié)構(gòu)及主要題型

1.試卷結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)題約60%，綜合題約20%，應(yīng)用題約20%。

2.主要問題類型

題型盡可能多樣化，包括單項選擇題、多項選擇題、真假題、分析題、名詞解釋題、簡答題、簡答題、隨筆題、計算題、應(yīng)用題、證明題等。

動詞 （verb的縮寫）考試方法

考試方式:閉卷考試；

兩套試題A和B要同時出，權(quán)重和難度相等，但不完全相同，附標(biāo)準(zhǔn)答案和評分規(guī)則。

六、問題數(shù)量和時間要求

試卷完全覆蓋教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容，題型適中；考試時間100分鐘；總分:100分。

七.參考教科書

譚天恩等:《化工原理》(第四版)。北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2013

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