化工原理課程是化學(xué)工程、化工工藝類及相近專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,它在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承前啟后、由理及工的橋梁作用,是化工類及相關(guān)專業(yè)的主干課程。
二、考查目標(biāo)
要求考生能系統(tǒng)理解各單元操作的基本概念和基本內(nèi)容,掌握各單元操作設(shè)備的特點和工藝計算方法,提高分析和解決工程問題的能力;熟悉單元操作的研究方法,包括數(shù)學(xué)解析方法、量綱分析理論指導(dǎo)下的實驗研究方法和數(shù)學(xué)模型法;學(xué)會從傳遞過程的實質(zhì)上理解單元操作過程。
三、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)
本考試為閉卷考試,滿分為150分,考試時間為180分鐘。
試卷結(jié)構(gòu):填空、選擇30%,簡答及分析20%,計算50%
四、考試內(nèi)容
1、流體流動
流體流動的兩種考察方法;牛頓粘性定律。流體靜力學(xué);壓強(qiáng)和勢能的分布;靜力學(xué)原理的工程應(yīng)用。質(zhì)量守恒;流動流體的機(jī)械能守恒(柏努利方程);機(jī)械能守恒原理的應(yīng)用。層流和湍流的基本特征;沿程阻力損失;局部阻力損失;管路計算(常用流速);阻力損失對流動的影響。畢托管、孔板流量計、轉(zhuǎn)子流量計的原理和計算方法。
2、流體輸送機(jī)械
管路特性方程;離心泵的輸液原理;影響離心泵壓頭的主要因素(流量、密度及氣縛現(xiàn)象等);泵的功率、效率和實際壓頭;離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)方法;離心泵的并聯(lián)和串聯(lián);離心泵的安裝高度,汽蝕余量;離心泵的選用。容積式泵的工作原理、特點和流量調(diào)節(jié)方法(以往復(fù)泵為主)。氣體輸送的特點及全風(fēng)壓的概念;氣體輸送機(jī)械的主要特性。
3、機(jī)械分離與固體流態(tài)化
顆粒和床層的基本特性;影響壓降的主要因素。表面曳力和形體曳力;球形顆粒的曳力系數(shù)及斯托克斯定律。自由沉降速度及其計算;降塵室的流量、沉降面積和粒徑的關(guān)系;旋風(fēng)分離器的工作原理及影響性能的主要因素,粒級效率的概念。過濾過程數(shù)學(xué)描述(物料衡算和過濾速率方程),過濾速率、推動力和阻力的概念;過濾速率方程的積分應(yīng)用;洗滌時間;過濾機(jī)的生產(chǎn)能力;加快過濾速率的途徑。流化床的主要特性;流化床的操作范圍(起始流化速度和帶出速度)。
4、傳熱
傳熱的三種基本方式及機(jī)理、傅利葉定律;一維導(dǎo)熱的計算。牛頓冷卻定律;自然對流的起因和影響因素;管內(nèi)強(qiáng)制對流(湍流)給熱系數(shù)經(jīng)驗式;沸騰給熱和沸騰曲線;蒸汽冷凝給熱。熱量衡算和傳熱速率式;傳熱平均溫度差,熱阻和傳熱系數(shù);垢層熱阻,壁溫計算。傳熱設(shè)計型問題的參數(shù)選擇和計算方法;傳熱操作型問題的討論和計算方法。單個物體的輻射和吸收特性(StefanBoltzmann定律,Kirchhoff定律);黑體和灰體。常用換熱器的結(jié)構(gòu);換熱設(shè)備的強(qiáng)化和其它類型。
5、氣體吸收
氣體吸收的目的、原理及實施方法;吸收過程的經(jīng)濟(jì)性與吸收劑的選擇原則。亨利定律,溫度、總壓對平衡的影響;相平衡與吸收過程的關(guān)系。對流傳質(zhì)與傳質(zhì)分系數(shù);對流傳質(zhì)與有效膜模型(雙膜理論)。相際傳質(zhì)速率方程,傳質(zhì)分系數(shù)和總系數(shù)的關(guān)系;傳質(zhì)推動力與傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系溶解度對兩相傳質(zhì)阻力分配的影響。低濃度氣體吸收的假定;物料衡算、傳質(zhì)速率;HOG,NOG的分解;計算NOG的對數(shù)平均推動力法和吸收因數(shù)法;物料衡算及操作線的含義。吸收過程設(shè)計中參數(shù)的選擇,指定分離要求下的最小液氣比;返混及其對過程的影響。影響吸收結(jié)果的操作因素分析。
6、精餾
蒸餾操作的目的、原理及實施方法,蒸餾操作的經(jīng)濟(jì)性。理想溶液的汽液相平衡及泡、露點計算;相對揮發(fā)度;平衡蒸餾與簡單蒸餾。精餾原理;恒摩爾流的簡化假設(shè),理論板和板效率;加料板上的過程分析;控制體物料衡算和操作線方程。理論板數(shù)的逐板計算法;用圖解法分析精餾過程的方法;全回流和最少理論板數(shù),最小回流比;加料熱狀態(tài)和回流比的選擇。精餾操作型問題的命題;分離能力和物料衡算對精餾操作的制約和調(diào)節(jié);靈敏板的概念。間歇精餾過程的特點及應(yīng)用場合。恒沸精餾與萃取精餾的基本概念。
7、氣液傳質(zhì)設(shè)備
氣液傳質(zhì)過程對塔設(shè)備的要求。板式塔板上的氣液接觸狀態(tài);塔內(nèi)非理想流動及其改善;漏液、液泛及有效操作范圍(負(fù)荷性能圖);常用塔板型式及其主要特性;板式塔的效率。常用填料及其特性(比表面、空隙率、填料因子等);氣液兩相在填料塔內(nèi)的流動、壓降、最小噴淋密度和液泛現(xiàn)象;HETP。
8、干燥
干燥的目的、原理及實施方法。熱、質(zhì)同時傳遞過程的主要特點;濕空氣的狀態(tài)參數(shù)及其計算;H-I圖及其應(yīng)用;水分在氣固兩相間的平衡。恒定氣流條件下物料的干燥速率及臨界含水量。間歇干燥過程的干燥時間;連續(xù)干燥過程的特點,物料衡算,熱量衡算及熱效率。常用干燥設(shè)備的主要組成部分及特性。
9、其他傳質(zhì)分離方法
結(jié)晶原理;溶解度曲線;物料衡算和熱量衡算;結(jié)晶設(shè)備。反滲透原理及工業(yè)應(yīng)用;超濾原理及工業(yè)應(yīng)用;電滲析原理及工業(yè)應(yīng)用;氣體膜分離原理;膜分離設(shè)備。
五、是否需使用計算器
允許攜帶無存儲功能的計算器。
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