化工原理課程以化工單元操作為對象,傳遞過程原理和研究方法為主線,研究單元過程的基本規(guī)律,工程問題的實驗研究方法,典型設(shè)備的設(shè)計方法,過程操作和調(diào)節(jié)的基本原理等一系列工程技術(shù)問題。要求考生全面理解課程涉及的基本概念和基本原理,掌握有關(guān)基本理論和基本知識,具有一定的綜合分析應(yīng)用能力。
二、考試內(nèi)容
上冊部分:
緒論
重點考核內(nèi)容:單位及單位制;物料衡算與熱量衡算。
一般考核內(nèi)容:本課程的性質(zhì)和任務(wù);化工過程與單元操作的概念。
第一章 流體流動
重點考核內(nèi)容:流體的物理性質(zhì);流體靜力學(xué)基本方程;流體流動的基本方程(連續(xù)性方程;Bernoulli機械能守恒方程);流體流動現(xiàn)象(牛頓黏性定律;流型及其判斷;層流阻力與范寧、泊稷葉公式;因次分析法與湍流阻力系數(shù)計算);管路流動阻力損失(局部阻力的表示方式);管路計算(簡單管路與分支管路);流速和流量的測量原理及計算公式;流速和流量的測量設(shè)備結(jié)構(gòu)與使用方法。
一般考核內(nèi)容:流動邊界層概念。
第二章 流體輸送機械
重點考核內(nèi)容:離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理;離心泵的理論壓頭公式;離心泵的理論壓頭與實際壓頭的比較;主要性能參數(shù)與特性曲線;氣縛現(xiàn)象;安裝高度與氣蝕現(xiàn)象;流量調(diào)節(jié)與安裝高度;離心泵選型;離心風(fēng)機基本性能及選用。
一般考核內(nèi)容:其他液體輸送泵的結(jié)構(gòu)與分類、原理與性能;各類泵的比較及選擇與調(diào)節(jié);往復(fù)式氣體壓縮機原理、過程及功率計算;氣體輸送設(shè)備原理與構(gòu)造。
第三章 非均相物系的分離和固體流態(tài)化
重點考核內(nèi)容:顆粒直徑表示方法;顆粒及顆粒床層的特性;流體通過床層流動的壓降;顆粒在流體中的運動及受力;斯托克斯沉降速度公式及運用;沉降分離及設(shè)備;過濾原理及設(shè)備;過濾過程計算(恒壓及恒速過濾計算,過濾周期、生產(chǎn)能力)。
一般考核內(nèi)容:重力沉降設(shè)備原理及設(shè)計;離心沉降設(shè)備與原理;固體流態(tài)化技術(shù);氣力輸送。
第四章 傳熱
重點考核內(nèi)容:傳熱基本方式及特征;付立葉定律在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中的運用;流體間傳熱的熱邊界層分析及管內(nèi)對流傳熱膜系數(shù)計算;傳熱推動力(平均溫差)計算;總傳熱系數(shù)計算及其影響因素;傳熱單元數(shù)計算及其物理意義;強化傳熱的主要途徑;典型換熱器的傳熱計算及設(shè)計選型;傳熱設(shè)備的基本形式及特點。
一般考核內(nèi)容:相變傳熱及其強化;非定態(tài)傳熱;物體間的輻射傳熱
第五章 蒸發(fā)
一般考核內(nèi)容:單效及真空蒸發(fā)計算;三類蒸發(fā)溫差損失原因及第一類蒸發(fā)溫差損失計算;多效蒸發(fā)原理及基本流程形式;蒸發(fā)操作的經(jīng)濟性和操作方式;典型蒸發(fā)設(shè)備結(jié)構(gòu)。
下冊部分:
第一章 蒸餾
重點考核內(nèi)容:雙組分氣--液相平衡(拉烏爾定律;泡點、露點方程;相對揮發(fā)度、平衡線方程);平衡蒸餾、簡單蒸餾流程與過程計算:精餾原理及流程;雙組分連續(xù)精餾(理論板概念、意義;恒摩爾流假定;全塔物料衡算及精餾、提餾操作線方程;5種進料熱狀況與q線方程:理論板數(shù)的逐板計算和梯級圖解法;最小回流比計算:最大回流比與Fensk方程;操作型問題分析--回流比R、進料濃度xf等變化對xw、xd的影響;靈敏板概念)。
一般考核內(nèi)容:間歇精餾;再沸器和分凝器的理論板作用;幾種特殊情況下精餾的理論板數(shù)的求法;簡捷法求理論板--吉利蘭圖應(yīng)用;全塔效率、單板效率概念;特殊精餾(恒沸精餾、萃取精餾分離原理;挾帶劑或萃取劑的選擇原則)。
第二章 氣體吸收
重點考核內(nèi)容:吸收過程氣-液相平衡(吸收操作方式分類;吸收與精餾的區(qū)別、聯(lián)系;氣體溶解度定義、單位;亨利定律:亨利常數(shù)與壓強、溫度的關(guān)系;幾個亨利常數(shù)之間的關(guān)系與換算;氣、液相濃度的表示方法);吸收傳質(zhì)機理與傳質(zhì)速率;傳質(zhì)步驟;傳質(zhì)阻力;分子擴散與費克定律;等分子反向擴散速率;單向擴散與主體流動;氣相表示的傳質(zhì)分速率及總速率方程;對流傳質(zhì)雙膜理論;界面平衡濃度確定方法;總傳質(zhì)吸收系數(shù)與總傳質(zhì)速率方程的表示法;總吸收系數(shù)與分傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系;吸收阻力與吸收控制步驟;吸收塔的物料衡算與操作線方程(物料衡算--全塔衡算,任意塔段衡算與操作線方程;吸收劑用量的決定:最小液-氣比;實際液--氣比確定的原則;并流吸收操作線與過程特點);填料吸收塔高度計算(傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度概念及物理意義;傳質(zhì)單元數(shù)的求取--解吸因子法、對數(shù)平均濃度法、直接圖解梯級法;理論板與等板高度:理論板的圖解梯級法、解析法計算)
一般考核內(nèi)容:擴散系數(shù);溶質(zhì)滲透理論;表面更新理論;脫吸及其他條件下的吸收。
第三章 氣液傳質(zhì)設(shè)備
重點考核內(nèi)容:板式塔結(jié)構(gòu)、操作工況與壓降、負荷性能圖、板效率;填料塔流體力學(xué)特性、填料與性能參數(shù)、填料塔傳質(zhì)現(xiàn)象及影響因素。
一般考核內(nèi)容:篩板塔的設(shè)計;填料塔設(shè)計。
第四章 液-液萃取
一般考核內(nèi)容:概述;萃取原理與萃取劑選擇、三角形相圖及其應(yīng)用;理想萃取過程及其圖解;萃取過程計算;萃取設(shè)備。
第五章 干燥
重點考核內(nèi)容:濕空氣性質(zhì)(濕度定義及計算公式;相對濕度;濕空氣的比容;濕空氣的比熱;濕空氣的焓;干、濕球溫度及其關(guān)系;絕熱飽和溫度;露點;干球溫度、濕球溫度、絕熱飽和溫度、露點之間的關(guān)系);濕焓圖構(gòu)成、特點及讀圖使用方法;干燥靜力學(xué)(物料濕基、干基含水量計算;新鮮干空氣用量;干燥產(chǎn)品流量計算;干燥系統(tǒng)熱效率分析;絕熱等焓干燥圖及特點;杠桿規(guī)則);干燥動力學(xué)(濕物料中水份存在的形式:濕物料中水份分類原則;平衡水份與自由水份、結(jié)合水份與非結(jié)合水份概念及其四者之間互相關(guān)系;恒定干燥概念;恒定干燥實驗及干燥曲線繪制;恒定干燥速率及速率曲線形式及特點:等速干燥、降速干燥表達式;臨界含水量;恒定干燥時間計算);
一般考核內(nèi)容:變動干燥概念;干燥器前后空氣狀態(tài)變化;干燥器結(jié)構(gòu)。
三、題型與結(jié)構(gòu)
客觀題:包括選擇題、判斷題、填空題、簡答題及圖解題,分值約占40%
計算題:分值約占60%。
四、主要參考書目
1.夏清、陳常貴主編,《化工原理》(第二版),天津大學(xué)出版社,2012年。
2.柴誠敬主編,《化工原理》(第二版),高等教育出版社,2010年。
3.陳敏恒等編,《化工原理》(第三版),化學(xué)工業(yè)出版社,2006年。
4.譚天恩等編,《化工原理》(第四版),化學(xué)工業(yè)出版社,2013年。
本文內(nèi)容整理于湘潭大學(xué)研究生院。
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