DOC《北京化工大学硕士研究生入学考试》

北京化工大学硕士研究生入学考试 《化工原理》考试大纲 (Unit Operations of Chemical Engineering)

一、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;

流体流动的考察方法;

定态流动与非定态流动;

流体流动的作用力;

牛顿粘性定律;

流体的物性;

压强特性及表示方法;

静力学方程及应用;

液柱压差计. 2. 流体流动的守恒原理 流量与流速的定义;

流体流动的质量守恒;

流体流动的机械能守恒;

柏努利方程及应用;

动量守恒原理及应用. 3.流体流动的内部结构与阻力计算 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;

摩擦系数;

湍流阻力――量纲分析法;

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:管路设计型计算特点及方法、管路操作型计算特点及方法;

复杂管路的特点及计算方法;

流动阻力对管内流动的影响;

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;

带泵管路的分析方法――过程分解法;

离心泵工作原理与主要部件;

气缚现象;

理论压头及分析;

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、性能参数与计算;

罗茨鼓风机、真空泵、离心压缩机与往复压缩机.

第三章 流体通过颗粒层的流动 非均相分离概论;

颗粒床层的特性;

流体通过颗粒层的压降――数学模型法;

过滤原理与设备;

过滤速率、推动力和阻力的概念――过滤速率工程处理方法;

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.

第四章 颗粒的沉降与流态化 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);

固体流态化概念;

散式流态化与聚式流态化;

流化曲线与流化床特征;

起始流化速度与带出速度;

流化床操作及其强化.

第五章 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、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――传热速率的工程处理方法;

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.

第六章 气体吸收 气体吸收概述与气液相平衡 吸收依据;

吸收目的;

吸收过程的工业实施;

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. 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. 相际传质 双膜理论;

相际传质速率方程与总传质系数;

传质推动力与传质系数的关系――传质速率的工程处理方法;

吸收过程传质阻力分析及控制质阻. 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――过程分解法;

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);

吸收与解吸过程的对比分析;

板式吸收塔计算.

第七章 液体精馏 液体蒸馏概述与二元物系的气液相平衡 蒸馏依据;

蒸馏目的;

蒸馏过程的工业实施;

蒸馏操作的经济性;

理想溶液的气液相平衡;

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;

非理想溶液的气液平衡. 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. 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. 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. 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.

第八章 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;

板式塔的设计意图;

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.

第九章 液液萃取 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.

第十章 固体干燥 1. 物料的去湿方法;

干燥过程的分类;

干燥操作的经济性;

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. 3.干燥设备 工业常用的干燥器;

干燥器的性能要求与选型原则.

三、实验部分 流体流动阻力的测定 离心泵性能实验 传热膜系数测定实验 氧解吸实验 精馏实验 干燥实验

四、参考书 1.《化工原理》(上、下册),丁忠伟,刘丽英,刘伟. 北京:高等教育出版社,2014 2.《化工原理学习指导》(第二版),丁忠伟等编.北京:化学工业出版社,2014 3.《化工原理实验》(第二版),杨祖荣等编.北京:化学工业出版社,2014 4.《化工原理》(第三版),杨祖荣等编.北京:化学工业出版社,2014 5.《化工原理》(第三版),陈敏恒等编.北京:化学工业出版社,2006