化学工程原理考试大纲

一、考试的目的和基本要求

1.要求学生具有工程观点和解决实际工程问题的能力，包括对化工单元操作进行工程化的能力，正确使用工程图的能力，用技术和经济的观点分析和解决实际工程问题的能力；

2.要求学生掌握一些处理工程问题的基本方法，如分析法、数学模型法、过程分解法、试差计算法、图解计算法等，使学生有能力在不同场合选择不同的方法处理工程问题；

3.要求学生具备科学思维能力、创新思维能力和独立工作能力，从过程的基本原理出发，观察、分析、综合、总结诸多影响因素，找出问题的主要方面，用所学知识解决工程问题。

二、命题的指导思想和原则

1、命题的指导思想

全面考察学生对本课程基本原理、基本概念、主要知识点的学习、理解和掌握情况。

2、命题原则

题型尽量多样，全试卷题型不少于5类；题目数量多，权重小，范围广；最基础的知识一般占60%左右，稍灵活的题目占20%左右，难的题目占20%左右；绝大多数题目应该是中到小题，即使是大题也要在其中设置多个小题，大题占总分的比例要适当降低。客观性应该得到更多的重视。

三、考试知识点和要求

1.正式介绍

考试知识点:

(1)《化工原理》课程的性质、研究对象、任务和基本内容；

(2)本课程的特点和学习方法；

(3)维度、单位制、单位换算。

考试要求:

掌握单元操作的概念；维度、单位制、单位换算；主要了解《化工原理》的性质、研究对象、任务和基本内容；《化工原理及其在专业中的应用》课程的特点、定义、任务以及工程观的初步确立。

2.流体流动

考试知识点:

(1)流体流动的基本概念(密度、比容、比重、压力、粘度、牛顿粘度定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、边界层分离、直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、量纲分析等概念和方法)；(2)牛顿粘性定律；(3)流体流动的类型；(4)流体静力学方程及其应用；(5)连续性方程及其应用；(6)伯努利方程及其应用；(7)管内流体流动阻力损失的原因及计算；(8)流量测量。

考试要求:

硕士:流体静力学方程；连续性方程；伯努利方程；流体流动的类型和确定；阻力损失的原因及计算方法:管道计算；合适流量的选择和管道直径的确定。了解:各种流量计的结构和测量原理。

3.流体运输

考试知识点:

(1)离心泵的结构和工作原理、离心泵的特性曲线、选择依据及其应用；(2)离心泵的工作点和流量调节；(3)离心泵安装高度允许吸真空度。(4)通过本章的研究，要求根据生产任务和管道特点的要求选择合适的输送设备，并正确安装和使用。

考试要求:

硕士:离心泵的性能参数和特性曲线；管道特性曲线、离心泵工作点调整、离心泵安装高度计算；离心泵“气蚀”和“气结”现象的概念和预防措施，以及离心泵运行的注意事项；离心风机风量和风压的计算。了解:流体输送设备在生产中的应用和分类；离心泵的基本结构、工作原理、应用及选型；往复泵和游泳旋涡泵的工作原理、特点、流量调节方法、安装要点及适用范围等。；压缩机、鼓风机、风机的工作原理、特点及选择方法，离心式风机的特性参数及特性曲线；真空泵的主要性能及选型。

4.非均质材料的分离和颗粒的流化

考试知识点:

(1)重力沉降速度、粉尘沉降室、悬浮液沉降过程和沉降槽结构；(2)离心分离原理、离心沉降速度、旋风分离器、水力旋流器、离心机；(3)过滤速度、过滤方程、板框过滤器和true 空过滤器。

考试要求:

掌握:重力沉降和离心沉降的基本原理，沉降速度的定义、意义和基本计算方法；集尘室中颗粒分离的条件和集尘室阵列的计算；恒压过滤的基本方程和计算。理解:单粒子、粒子群、粒子床特性的表达方法；沉降室和旋风分离器的结构特点、主要性能、选择和操作要点，水力旋流器的工作原理和主要特点；过滤操作的基本概念和过滤介质、过滤速率、恒压过滤、恒速过滤、过滤常数的概念；板框过滤机、叶片式过滤机、旋转式真空过滤机的基本结构、操作方法及相关计算；过滤常数的测量方法:其他清洗方法、特点及应用。

6.传热和热交换设备

考试知识点:

(1)三种传热方式:傅立叶定律、热传导、平壁稳定热传导、圆柱壁稳定热传导；(2)隔墙两侧流体换热过程分析，总传热系数、热平衡公式、传热速率方程之间的关系，平均温差和壁温的计算；(3)对流、对流换热系数、影响对流换热系数的因素以及量纲分析在对流换热中的应用；(4)辐射传热的基本概念和计算；(5)夹套换热器、盘管换热器、双管换热器、管壳式换热器、板式换热器、螺旋换热器的结构和原理；(6)换热器的强化方式；(7)换热器分类:按用途分为加热器、冷却器、冷凝器、再沸器和蒸发器，按换热原理和方法分为直接接触式、蓄热式和隔断式；(8)分区换热器类型:夹套换热器、盘管换热器、喷淋换热器、双管换热器、管壳式换热器、板式换热器等。；(9)管式换热器的设计和选择；(10)强化传热过程的措施:增加传热温差、增加传热面积和总传热系数等。(11)其他类型的热交换器。

考试要求:

硕士:热传导基本原理、一维稳态傅里叶定律及其应用、平壁和圆柱壁一维稳态热传导的计算分析；对流传热的基本原理和影响对流传热的主要因素；无相变管道强制对流换热系数的关联式及其应用，Nu、re、Pr、Gr等特征数的物理意义和计算，对流换热系数计算公式的正确选择，注意其适用范围和适用条件；传热速率方程及热负荷计算、平均温差计算、总传热系数计算与分析、污垢热阻、传热面积计算、管壳式换热器的设计与选择；传热过程的强化措施；强化传热路径。了解:热传导的基本原理，傅立叶定律，稳态传热和非稳态传热的概念；牛顿冷却定律、对流表面传热系数的物理意义以及经验关联的用法和条件；工业生产中常用换热器的类型、结构和特点，掌握管式换热器的设计和选型；蒸汽冷凝方式和大容器内液体沸腾的沸腾曲线；黑体、白体、透热、黑的概念；斯蒂芬·玻尔兹曼定律，什科夫定律。

9.气体吸收

考试知识点:

(1)吸收过程、气体在液体中的溶解度、平衡分压和亨利定律；(2)扩散过程中的基本概念，传质，分子扩散和菲克定律，单向扩散，等摩尔反向扩散双膜理论，气液膜控制的传质速率方程，吸收过程中的物料平衡，传质单元，传质单元高度，传质单元数，理论塔板数，填料层高度的计算；(3)实际塔板数、点效率、板效率、总塔效率、总传质系数、传质分离系数和气膜控制。

考试要求:

掌握:吸收过程的基本原理，气液相平衡，亨利定律的各种表达式以及系数之间的换算关系；运用气液平衡理论分析传质的基本理论、影响气液平衡的因素、传质的驱动力、方向和极限，掌握双膜理论和传质模型；阐明低浓度气体吸收的特点和工艺分析方法，掌握全塔物料平衡、最小液气比、操作线、平衡线、最小液气比、实际液气比、溶质吸收率、吸收系数等概念，并能熟练理解和计算；掌握传质单元高度、传质单元数和平均驱动力的概念和计算方法，利用平均驱动力法和吸收系数法计算传质单元数和填料层高度。理解:菲克定律和双组分分子反向扩散和单向扩散的分析计算；传质速率方程的各种表达式及部分传质系数与总传质系数的关系；吸收过程的分类、吸收过程的基本流程和对吸收剂的基本要求；吸收过程中的传质，包括传质的基本模式、组分运动速度和扩散速度、传质通量、传质速度和传质速率方程，可以分析传质速率，了解传质的气膜控制过程和液膜控制过程。掌握高浓度气体的吸收特性及其对吸收过程的影响，尤其是相平衡关系和操作线方程对高浓度气体吸收条件下的吸收过程影响较大，因此需要了解该条件下吸收过程计算的原理方法和简化算法；多组分吸收和化学吸收过程的特点，计算的基本思路，多组分吸收中关键组分的概念，化学吸收中增强因子的概念；常用的解吸方法；填料塔的主要结构，各塔内件的作用及其对填料塔性能的影响，吸收过程中理论塔板数的计算方法。

10.蒸馏

考试知识点:

(1)气液平衡、理想解、拉乌尔定律、道尔顿定律；(2)简单蒸馏、间歇蒸馏、平衡蒸馏、平衡阶段和精馏；(3)精馏塔的物料平衡、挥发度和相对挥发度；(4)精馏段、汽提段和进料口的操作线方程；(5)理论塔板数、实际塔板数、塔板效率、回流比、最小回流比和填料层高度；(6)逐板计算法、图解法和快速算法。

考试要求:

硕士:蒸馏操作基础，双组分体系汽液平衡；整改原则；全塔物料平衡；精馏段、汽提段和进料线方程；最小回流比的计算、合适回流比的选择、进料状态和进料位置对精馏操作的影响；理论塔板数的计算。了解简单蒸馏和平衡蒸馏的概念和原理；间歇精馏、共沸精馏和萃取精馏的原理和特点；塔盘的结构、流型、常见塔盘形式及承载性能图；板式塔设计。

12.提取

考试知识点:

(1)萃取剂、萃取相、萃余相、萃取液和萃余液的定义；(2)分布系数和选择性系数；(3)三角相图、杠杆定律、溶解度曲线、平衡连接线、辅助线、折叠点；(4)单级萃取、多级错流萃取和多级逆流萃取的解析计算；(5)提取设备和提取操作流程。

考试要求:

掌握:相组成、杠杆定律、相平衡关系、分布曲线、分布系统在三角坐标图中的表示方法；单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取过程的计算；萃取原理，相平衡的定义和物理意义，部分互溶体系的分配系数和选择性系数，B和S部分互溶时的图解法，B和S完全互溶时的图解法和公式法。了解:溶剂的性质和选择溶剂的原则；各种萃取设备的结构、工作原理、特点及应用场合；选择提取设备和其他提取方法的依据等。

13.变干

考试知识点:

(1)干燥的目的、原理和实施方法；(2)不同的湿度表示方法，湿空气体的性质，湿度图；(3)空空气干燥器的工作原理，干燥过程中的物料平衡和能量平衡，图解法。

考试要求:

掌握:干燥过程中的物料平衡和热量平衡，固体物料的干燥机理；恒速干燥阶段平衡含水率、临界含水率与干燥速率的关系；恒速和慢速干燥曲线、干燥速率曲线和干燥时间的计算。理解:干燥的概念和分类以及对流干燥操作的必要条件；代表湿空气体特性和空气体湿度图的参数；各种干燥方法的基本原理和特点；工业上常用的结构干燥器的类型、性能和选择原则。

四、试卷结构及主要题型

1.试卷结构

基础题约60%，综合题约20%，应用题约20%。

2.主要问题类型

题型尽可能多样化，包括单项选择题、多项选择题、真假题、分析题、名词解释题、简答题、简答题、随笔题、计算题、应用题、证明题等。

动词 （verb的缩写）考试方法

考试方式:闭卷考试；

两套试题A和B要同时出，权重和难度相等，但不完全相同，附标准答案和评分规则。

六、问题数量和时间要求

试卷完全覆盖教学大纲规定的内容，题型适中；考试时间100分钟；总分:100分。

七.参考教科书

谭天恩等:《化工原理》(第四版)。北京:化学工业出版社，2013

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