化學工程原理考試大綱

一、考試的目的和基本要求

1.要求學生具有工程觀點和解決實際工程問題的能力，包括對化工單元操作進行工程化的能力，正確使用工程圖的能力，用技術和經濟的觀點分析和解決實際工程問題的能力；

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

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

二、命題的指導思想和原則

1、命題的指導思想

全面考察學生對本課程基本原理、基本概念、主要知識點的學習、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；題目數量多，權重小，范圍廣；最基礎的知識一般占60%左右，稍靈活的題目占20%左右，難的題目占20%左右；絕大多數題目應該是中到小題，即使是大題也要在其中設置多個小題，大題占總分的比例要適當降低。客觀性應該得到更多的重視。

三、考試知識點和要求

1.正式介紹

考試知識點:

(1)《化工原理》課程的性質、研究對象、任務和基本內容；

(2)本課程的特點和學習方法；

(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、研究對象、任務和基本內容；《化工原理及其在專業(yè)中的應用》課程的特點、定義、任務以及工程觀的初步確立。

2.流體流動

考試知識點:

(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、邊界層效應、邊界層形成、邊界層分離、直管阻力、局部阻力、當量長度、當量直徑、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)流體靜力學方程及其應用；(5)連續(xù)性方程及其應用；(6)伯努利方程及其應用；(7)管內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:各種流量計的結構和測量原理。

3.流體運輸

考試知識點:

(1)離心泵的結構和工作原理、離心泵的特性曲線、選擇依據及其應用；(2)離心泵的工作點和流量調節(jié)；(3)離心泵安裝高度允許吸真空度。(4)通過本章的研究，要求根據生產任務和管道特點的要求選擇合適的輸送設備，并正確安裝和使用。

考試要求:

碩士:離心泵的性能參數和特性曲線；管道特性曲線、離心泵工作點調整、離心泵安裝高度計算；離心泵“氣蝕”和“氣結”現象的概念和預防措施，以及離心泵運行的注意事項；離心風機風量和風壓的計算。了解:流體輸送設備在生產中的應用和分類；離心泵的基本結構、工作原理、應用及選型；往復泵和游泳旋渦泵的工作原理、特點、流量調節(jié)方法、安裝要點及適用范圍等。；壓縮機、鼓風機、風機的工作原理、特點及選擇方法，離心式風機的特性參數及特性曲線；真空泵的主要性能及選型。

4.非均質材料的分離和顆粒的流化

考試知識點:

(1)重力沉降速度、粉塵沉降室、懸浮液沉降過程和沉降槽結構；(2)離心分離原理、離心沉降速度、旋風分離器、水力旋流器、離心機；(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、粒子床特性的表達方法；沉降室和旋風分離器的結構特點、主要性能、選擇和操作要點，水力旋流器的工作原理和主要特點；過濾操作的基本概念和過濾介質、過濾速率、恒壓過濾、恒速過濾、過濾常數的概念；板框過濾機、葉片式過濾機、旋轉式真空過濾機的基本結構、操作方法及相關計算；過濾常數的測量方法:其他清洗方法、特點及應用。

6.傳熱和熱交換設備

考試知識點:

(1)三種傳熱方式:傅立葉定律、熱傳導、平壁穩(wěn)定熱傳導、圓柱壁穩(wěn)定熱傳導；(2)隔墻兩側流體換熱過程分析，總傳熱系數、熱平衡公式、傳熱速率方程之間的關系，平均溫差和壁溫的計算；(3)對流、對流換熱系數、影響對流換熱系數的因素以及量綱分析在對流換熱中的應用；(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、螺旋換熱器的結構和原理；(6)換熱器的強化方式；(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)管式換熱器的設計和選擇；(10)強化傳熱過程的措施:增加傳熱溫差、增加傳熱面積和總傳熱系數等。(11)其他類型的熱交換器。

考試要求:

碩士:熱傳導基本原理、一維穩(wěn)態(tài)傅里葉定律及其應用、平壁和圓柱壁一維穩(wěn)態(tài)熱傳導的計算分析；對流傳熱的基本原理和影響對流傳熱的主要因素；無相變管道強制對流換熱系數的關聯式及其應用，Nu、re、Pr、Gr等特征數的物理意義和計算，對流換熱系數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荷計算、平均溫差計算、總傳熱系數計算與分析、污垢熱阻、傳熱面積計算、管殼式換熱器的設計與選擇；傳熱過程的強化措施；強化傳熱路徑。了解:熱傳導的基本原理，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)鳠嵯禂档奈锢硪饬x以及經驗關聯的用法和條件；工業(yè)生產中常用換熱器的類型、結構和特點，掌握管式換熱器的設計和選型；蒸汽冷凝方式和大容器內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:

(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)擴散過程中的基本概念，傳質，分子擴散和菲克定律，單向擴散，等摩爾反向擴散雙膜理論，氣液膜控制的傳質速率方程，吸收過程中的物料平衡，傳質單元，傳質單元高度，傳質單元數，理論塔板數，填料層高度的計算；(3)實際塔板數、點效率、板效率、總塔效率、總傳質系數、傳質分離系數和氣膜控制。

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式以及系數之間的換算關系；運用氣液平衡理論分析傳質的基本理論、影響氣液平衡的因素、傳質的驅動力、方向和極限，掌握雙膜理論和傳質模型；闡明低濃度氣體吸收的特點和工藝分析方法，掌握全塔物料平衡、最小液氣比、操作線、平衡線、最小液氣比、實際液氣比、溶質吸收率、吸收系數等概念，并能熟練理解和計算；掌握傳質單元高度、傳質單元數和平均驅動力的概念和計算方法，利用平均驅動力法和吸收系數法計算傳質單元數和填料層高度。理解:菲克定律和雙組分分子反向擴散和單向擴散的分析計算；傳質速率方程的各種表達式及部分傳質系數與總傳質系數的關系；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，包括傳質的基本模式、組分運動速度和擴散速度、傳質通量、傳質速度和傳質速率方程，可以分析傳質速率，了解傳質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；多組分吸收和化學吸收過程的特點，計算的基本思路，多組分吸收中關鍵組分的概念，化學吸收中增強因子的概念；常用的解吸方法；填料塔的主要結構，各塔內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的計算方法。

10.蒸餾

考試知識點:

(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、汽提段和進料口的操作線方程；(5)理論塔板數、實際塔板數、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，雙組分體系汽液平衡；整改原則；全塔物料平衡；精餾段、汽提段和進料線方程；最小回流比的計算、合適回流比的選擇、進料狀態(tài)和進料位置對精餾操作的影響；理論塔板數的計算。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；塔盤的結構、流型、常見塔盤形式及承載性能圖；板式塔設計。

12.提取

考試知識點:

(1)萃取劑、萃取相、萃余相、萃取液和萃余液的定義；(2)分布系數和選擇性系數；(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；(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、相平衡關系、分布曲線、分布系統(tǒng)在三角坐標圖中的表示方法；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和選擇性系數，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:溶劑的性質和選擇溶劑的原則；各種萃取設備的結構、工作原理、特點及應用場合；選擇提取設備和其他提取方法的依據等。

13.變干

考試知識點:

(1)干燥的目的、原理和實施方法；(2)不同的濕度表示方法，濕空氣體的性質，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，固體物料的干燥機理；恒速干燥階段平衡含水率、臨界含水率與干燥速率的關系；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；各種干燥方法的基本原理和特點；工業(yè)上常用的結構干燥器的類型、性能和選擇原則。

四、試卷結構及主要題型

1.試卷結構

基礎題約60%，綜合題約20%，應用題約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，權重和難度相等，但不完全相同，附標準答案和評分規(guī)則。

六、問題數量和時間要求

試卷完全覆蓋教學大綱規(guī)定的內容，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:化學工業(yè)出版社，2013

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