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化学工程学院

发布日期:2017-10-29

北京石油化工学院专业学位硕士研究生入学考试

《化工原理》考试大纲

Unit Operations of Chemical Engineering

、课程名称及对象

名称:化工原理(含实验)

对象:化工类专业硕士研究生入学考试用

二、理论部分

第一章  流体流动

1.流体流动概述与流体静力学

流体流动及输送问题;定态流动与非定态流动;牛顿粘性定律;压强特性及表示方法;静力学方程及应用;液柱压差计。

2.流体流动的基本方程

流量与流速的定义;流体流动的质量衡算;流体流动的机械能衡算;柏努利方程及应用。

3.流体流动现象与阻力计算

雷诺实验;两种流动型态及判据;层流与湍流的特征;管流剪应力分布和速度分布;边界层概念;边界层分离现象;直管阻力(层流阻力、湍流阻力);当量的概念(当量直径,当量长度);局部阻力;流动总阻力计算。

4. 管路计算与流量测量

简单管路计算:复杂管路的特点及计算方法;皮托管流量计、孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计算方法。

第二章  流体输送机械

1.离心泵

流体输送机械分类;管路特性方程;离心泵工作原理与主要部件;气缚现象;泵性能参数与特性曲线;工作点和流量调节;泵组合操作及选择原则;安装高度与汽蚀现象;离心泵操作与选型。

2.其它类型泵与气体输送机械

正位移泵工作原理与结构、性能参数与流量调节(往复泵、旋转泵等);旋涡泵的结构、工作原理及流量调节;气体输送机械分类;离心式通风机工作原理及性能参数;罗茨鼓风机、真空泵、离心压缩机与往复压缩机。

第三章 机械分离与固体流态化

颗粒床层的特性;沉降原理;流体对颗粒运动的阻力;球形颗粒的曳力系数与斯托克斯定律;自由沉降过程;重力沉降速度;重力沉降设备(降尘室性能分析);离心沉降速度;离心沉降设备(旋风分离器性能分析);流体通过颗粒层的压降;过滤原理与设备;过滤速率;过滤基本方程及应用;过滤常数;恒压过滤与恒速过滤;板框过滤机性能分析与计算;加压叶滤机性能分析与计算;回转真空过滤机性能分析与计算;加快过滤速率的途径;固体流态化的概念;固体流态化的主要特性。

第四章 传热

1.热传导

傅立叶定律;导热系数及影响因素;一维定态热传导计算(单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁)。

2.对流传热

对流传热过程分析;牛顿冷却定律;对流传热系数及其影响因素;无相变对流传热系数经验关联式的建立;准数方程与准数的物理意义;管内强制对流传热计算、管外强制对流传热、自然对流传热、蒸汽冷凝传热、液体沸腾传热。

3.热辐射

物体的辐射能力;斯蒂芬-波尔兹曼定律;克希霍夫定律;两灰体间的辐射传热。

4.传热过程的计算

间壁换热过程;热量衡算式及总传热速率方程;总传热系数计算、热阻及传热平均温度差;污垢热阻;壁温的计算;传热设计型问题的参数选择和计算方法;传热操作型问题的分析和计算方法(传热效率及传热单元数)。

5.换热器

间壁式换热器类型、结构及应用;列管式换热器的设计与选用;换热器的强化及其它类型。

第五章 吸收

1.吸收概述与气液相平衡

吸收依据;吸收目的;吸收与解吸的特征;吸收过程的分类;吸收剂的选择;吸收过程的经济性;气体在液体中的溶解度;亨利定律;温度、压力对相平衡的影响;相平衡与吸收过程的关系。

2.扩散与单相传质

分子扩散与费克定律;气相和液相中的分子扩散(等摩尔反向扩散、单向扩散);扩散系数及其影响因素;涡流扩散与对流传质;相内传质速率方程与传质分系数。

3.相际传质

双膜理论;相际传质速率方程与总传质系数;吸收过程传质阻力分析及控制质阻。

4.低浓度气体吸收(解吸)的计算

低浓度气体吸收的假定;物料衡算与操作线方程;传质速率与填料层高度的计算;传质单元数与传质单元高度;传质单元数的计算;吸收塔的设计型计算(吸收过程设计中参数的选择;最小液气比;塔内返混的影响);吸收塔的操作型计算(计算方法及吸收过程的强化);板式吸收塔计算。

第六章 蒸馏

1.蒸馏概述与二元物系的汽液相平衡

蒸馏依据;蒸馏目的;理想溶液的汽液相平衡;拉乌尔定律、相图及相平衡曲线;泡点及露点的计算;相对挥发度;非理想溶液。

2平衡蒸馏与简单蒸馏

平衡蒸馏;简单蒸馏;平衡蒸馏与简单蒸馏的比较。

3.精馏

精馏原理;全塔物料衡算;恒摩尔流假定;理论板及板效率;加料板过程分析;精馏段与提馏段操作方程。

4.双组分精馏的设计型计算和操作型计算

理论塔板的逐板计算法及图解法;回流比影响及选择;全回流及最少理论板数;最小回流比;进料热状况影响及选择;双组分精馏过程的其它类型;实际塔板与全塔效率;填料精馏塔计算;操作参数对精馏过程的影响;精馏塔的温度分布与灵敏板。

5.间歇精馏与特殊精馏

间歇精馏的特点;恒回流比操作与恒馏出液组成操作;恒沸精馏的原理及应用;萃取精馏的原理及应用;恒沸精馏与萃取精馏的比较。

6.气液传质设备

气液传质过程对塔设备的一般要求;塔设备类型及特点;板式塔的结构;板上气液接触状态;塔板水力学性能和不正常操作现象;塔板负荷性能图;板式塔的效率;评价板式塔的性能指标;常见塔板型式及特点;筛板塔工艺计算内容;填料塔结构;填料种类及特性;气液两相在填料塔内的流动;填料塔压降与空塔气速的关系;最小喷淋密度;填料塔工艺计算方法;填料塔内的传质。

第七章 萃取

萃取的基本概念;液液萃取过程;三角形相图及性质;物料衡算与杠杆定律;部分互溶物系的相平衡;分配系数与选择性系数;单级萃取;多级错流萃取;多级逆流萃取;萃取设备。

第八章 干燥

1.物料的去湿方法;干燥过程的分类;湿空气的性质及计算;空气的湿度图及应用;湿空气状态的变化过程;水分在气固两相间的平衡(结合水分与非结合水分,平衡水分与自由水分)

2.干燥速率与干燥过程的计算

恒定干燥条件下的干燥速率;干燥曲线与干燥速率曲线;干燥机理;间歇干燥过程的计算;连续干燥过程的特点;连续干燥过程的物料衡算、热量衡算及干燥器的热效率。

三、实验部分

1.流体流动阻力的测定

2.离心泵性能实验

3.传热膜系数测定实验

4.吸收实验

5.精馏实验

6.干燥实验

四、参考书

1.化工原理》(上、下册)(第四版)谭天恩等. 北京:化学工业出版社,2013

2.《化工原理》(上)(第二版),柴诚敬等编.北京:高等教育出版社2010

3.《化工原理》(下)(第二版),贾绍义等编.北京:高等教育出版社2010

4.《化工原理辅导及习题解析》,杨嘉谟主编.武汉:华中科技大学出版社,2009

 

 

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