理学院化学工程专业学位《化工原理》入学考试大纲

一、考试要求

考核学生本学科领域内的基础专业理论知识、分析问题和解决问题的能力。化工原理主要涉及化工单元操作的过程和设备，包括若干工程问题的处理方法，过程的计算等等，经过考试，检验学生对基本概念、工程问题初步分析方法、常规单元操作计算方法的掌握情况。

考试形式：书面笔试。

二、考试内容

1、基本内容（流体力学基础）

　熟练掌握流体静力学方程并灵活运用；理解流体流动过程的描述方法及相关概念；熟练掌握连续性方程和机械能衡算方程并灵活运用；理解牛顿粘性定律、层流和湍流以及边界层、非牛顿型流体等概念；熟练掌握简单管路、并联管路和分支管路的计算方法；掌握流速、流量的测定原理和方法。

 

2、流体流动

流体静力学；压强和势能的分布；静力学原理的工程应用。

质量守恒；流动流体的机械能守恒（柏努利方程）；机械能守恒原理的应用。

层流和湍流的基本特征；沿程阻力损失；局部阻力损失；管路计算（常用流速）；阻力损失对流动的影响。

毕托管、孔板流量计、转子流量计的原理和计算方法。

 

2、流体输送机械

管路特性方程；影响离心泵压头的主要因素（流量、密度及气缚现象等）；泵的功率、效率；离心泵的工作点和流量调节方法；离心泵的安装高度，汽蚀余量；离心泵的选用。

容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法（以往复泵为主）。

气体输送的特点及离心风机的全风压概念；气体输送机械的主要特性。

 

3、液体搅拌

搅拌的目的和方法；搅拌装置，常用搅拌浆的型式，挡板及其它构件；混合机理。

4、流体通过颗粒层的流动

颗粒床层的基本特性；数学模型法；影响压降的主要因素。

过滤过程的物料衡算和过滤速率方程；过滤速率方程的积分应用；洗涤时间；过滤机的生产能力；加快过滤速率的途径。

 

5、颗粒的沉降和流态化

球形颗粒的斯托克斯定律。自由沉降速度及其计算；降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系；旋风分离器的工作原理及影响性能的主要因素，粒级效率的概念。

流化床的主要特性；流化床的操作范围(起始流化速度和带出速度)。

 

6、传热 

傅利叶定律；一维导热的计算。牛顿冷却定律；自然对流的起因和影响因素；管内强制对流(湍流)给热系数经验式；沸腾给热和沸腾曲线；蒸汽冷凝给热。单个物体的辐射和吸收特性(Stefan Boltzmann定律，Kirchhoff定律)；黑体和灰体概念。热量衡算和传热速率式；传热平均温度差，热阻和传热系数；壁温计算。传热设计型问题的参数选择和计算方法；传热操作型问题的讨论和计算方法。常用换热器的结构；换热设备的强化和其它类型。

 

7、蒸发

蒸发过程的目的、方法及特点；常用蒸发器的结构；沸点升高和传热温度差损失。单效蒸发的物料衡算、热量衡算和传热速率方程。

 

8、气体吸收

气体吸收的目的、原理及实施方法；吸收过程的经济性与吸收剂的选择原则。亨利定律，温度、总压对平衡的影响。对流传质与传质分系数；对流传质与双膜理论。相际传质速率方程，传质分系数和总系数的关系；传质推动力与传质系数的关系溶解度对两相传质阻力分配的影响。低浓度气体吸收的假定；物料衡算、传质速率； HOG,NOG的分解；计算NOG的对数平均推动力法和吸收因数法；物料衡算及操作线的含义。吸收过程设计中参数的选择，指定分离要求下的最小液气比；返混及其对过程的影响。影响吸收结果的操作因素分析。

 

9、精馏

蒸馏操作的目的、原理及实施方法，蒸馏操作的经济性。理想溶液的汽液相平衡及泡、露点计算；相对挥发度。

精馏原理；恒摩尔流的简化假设，理论板和板效率；加料板上的过程分析；控制体物料衡算和操作线方程。理论板数的逐板计算法；用图解法分析精馏过程的方法；全回流和最少理论板数，最小回流比；加料热状态和回流比的选择。精馏操作型问题的命题；分离能力和物料衡算对精馏操作的制约和调节；灵敏板的概念。

间歇精馏过程的特点及应用场合。恒沸精馏与萃取精馏的基本概念。

 

10、气液传质设备 气液传质过程对塔设备的要求。

板式塔板上的气液接触状态；塔内非理想流动及其改善；漏液、液泛及有效操作范围(负荷性能图)；常用塔板型式及其主要特性；板式塔的效率。常用填料；气液两相在填料塔内的流动、压降、最小喷淋密度和液泛现象；HETP。

 

11、液液萃取

萃取的目的、原理和实施方法。三角形相图；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。单级萃取计算；完全不互溶物系萃取的计算。常用萃取设备的工作原理。

 

12、其它传质分离方法

结晶原理；溶解度曲线；形成过饱和度的方法；物料衡算和热量衡算；结晶设备。

吸附原理；常用吸附剂；吸附相平衡；吸附机理及吸附速率；吸附设备。

反渗透原理及工业应用；超滤原理及工业应用；电渗析原理及工业应用；气体膜分离原理；膜分离设备。

 

13、热质同时传递的过程和固体干燥

热、质同时传递过程的主要特点；湿球温度与绝热饱和温度。固体干燥的目的、原理及实施方法。湿空气的状态参数及其计算；I-H图及其应用；水分在气固两相间的平衡。

恒定气流条件下物料的干燥速率及临界含水量。间歇干燥过程的干燥时间；连续干燥过程的特点，物料衡算，热量衡算及热效率。常用干燥设备。

 

三、参考书目

 

《化工原理》（第三版）陈敏恒等编，化学工业出版社，2006年。

《化工原理（少学时）》学习指导，潘鹤林等编，华东理工大学出版社，2014年。