科目代碼、名稱:化工原理

專業(yè)類別：■學(xué)術(shù)型 □專業(yè)學(xué)位

適用專業(yè):081701化學(xué)工程、081702化學(xué)工藝、081704應(yīng)用化學(xué)、081705工業(yè)催化、0817Z1生物質(zhì)資源利用技術(shù)與工程

一、基本內(nèi)容

第一章 流體流動(dòng)

1.1流體流動(dòng)概述與流體靜力學(xué)

流體流動(dòng)及輸送問(wèn)題；流體流動(dòng)的考察方法；定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)；流體流動(dòng)的作用力；牛頓粘性定律；流體的物性；壓強(qiáng)特性及表示方法；靜力學(xué)方程及應(yīng)用；液柱壓差計(jì)。

1.2流體流動(dòng)的守恒原理

流量與流速的定義；流體流動(dòng)的質(zhì)量守恒；流體流動(dòng)的機(jī)械能守恒；柏努利方程及應(yīng)用；動(dòng)量守恒原理及應(yīng)用。

1.3流體流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與阻力計(jì)算

雷諾實(shí)驗(yàn)；兩種流動(dòng)型態(tài)及判據(jù)；層流與湍流的特征；管流剪應(yīng)力分布和速度分布；邊界層概念；邊界層分離現(xiàn)象；直管阻力；層流阻力；摩擦系數(shù)；湍流阻力——量綱分析法；當(dāng)量的概念（當(dāng)量直徑，當(dāng)量長(zhǎng)度）；局部阻力；流動(dòng)總阻力計(jì)算。

1.4管路計(jì)算與流量測(cè)量

簡(jiǎn)單管路計(jì)算：管路設(shè)計(jì)型計(jì)算特點(diǎn)及方法、管路操作型計(jì)算特點(diǎn)及方法；復(fù)雜管路的特點(diǎn)及計(jì)算方法；流動(dòng)阻力對(duì)管內(nèi)流動(dòng)的影響；孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)及轉(zhuǎn)子流量計(jì)的測(cè)量原理和計(jì)算方法。

第二章 流體輸送機(jī)械

2.1離心泵

流體輸送機(jī)械分類；管路特性方程；帶泵管路的分析方法——過(guò)程分解法；離心泵工作原理與主要部件；氣縛現(xiàn)象；理論壓頭及分析；性能參數(shù)與特性曲線；工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)；泵組合操作及選擇原則；安裝高度與汽蝕現(xiàn)象；離心泵操作與選型。

2.2其它類型泵與氣體輸送機(jī)械

正位移泵工作原理與結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)與流量調(diào)節(jié)（往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵等）；旋渦泵的結(jié)構(gòu)、工作原理及流量調(diào)節(jié)；氣體輸送機(jī)械分類；離心式通風(fēng)機(jī)工作原理、性能參數(shù)與計(jì)算；羅茨鼓風(fēng)機(jī)、真空泵、離心壓縮機(jī)與往復(fù)壓縮機(jī)。

第三章 機(jī)械分離與固體流態(tài)化

3.1流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)

非均相分離概論；顆粒床層的特性；流體通過(guò)顆粒層的壓降——數(shù)學(xué)模型法；過(guò)濾原理與設(shè)備；過(guò)濾速率、推動(dòng)力和阻力的概念——過(guò)濾速率工程處理方法；過(guò)濾基本方程及應(yīng)用；過(guò)濾常數(shù)；恒壓過(guò)濾與恒速過(guò)濾；板框過(guò)濾機(jī)性能分析與計(jì)算；加壓葉濾機(jī)性能分析與計(jì)算；回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)性能分析與計(jì)算；加快過(guò)濾速率的途徑。

3.2顆粒的沉降與流態(tài)化

沉降原理；流體對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的阻力；球形顆粒的曳力系數(shù)與斯托克斯定律；自由沉降過(guò)程；重力沉降速度；重力沉降設(shè)備（降塵室性能分析）；離心沉降速度；離心沉降設(shè)備（旋風(fēng)分離器性能分析）；固體流態(tài)化概念；散式流態(tài)化與聚式流態(tài)化；流化曲線與流化床特征；起始流化速度與帶出速度；流化床操作及其強(qiáng)化。

第四章 傳熱

4.1熱傳導(dǎo)

傅立葉定律；導(dǎo)熱系數(shù)及影響因素；一維定態(tài)熱傳導(dǎo)計(jì)算（單層與多層平壁、單層與多層圓筒壁）。

4.2對(duì)流傳熱

對(duì)流傳熱過(guò)程分析；牛頓冷卻定律；對(duì)流傳熱系數(shù)及其影響因素；無(wú)相變對(duì)流傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的建立；準(zhǔn)數(shù)方程與準(zhǔn)數(shù)的物理意義；管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流傳熱、管外強(qiáng)制對(duì)流傳熱、自然對(duì)流傳熱、蒸汽冷凝傳熱、液體沸騰傳熱。

4.3熱輻射

物體的輻射能力；斯蒂芬-波爾茲曼定律；克?；舴蚨?；兩灰體間的輻射傳熱。

4.4傳熱過(guò)程的計(jì)算

間壁換熱過(guò)程；熱量衡算式及總傳熱速率方程；總傳熱系數(shù)計(jì)算、熱阻及傳熱平均溫度差——傳熱速率的工程處理方法；污垢熱阻；壁溫的計(jì)算；傳熱設(shè)計(jì)型問(wèn)題的參數(shù)選擇和計(jì)算方法；傳熱操作型問(wèn)題的分析和計(jì)算方法（傳熱效率及傳熱單元數(shù)）。

4.5換熱器

間壁式換熱器類型、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用；列管式換熱器的設(shè)計(jì)與選用；換熱器的強(qiáng)化及其它類型。

第五章 氣體吸收

5.1氣體吸收概述與氣液相平衡

吸收依據(jù)；吸收目的；吸收過(guò)程的工業(yè)實(shí)施；吸收與解吸的特征；吸收過(guò)程的分類；吸收劑的選擇；吸收過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性；氣體在液體中的溶解度；亨利定律；溫度、壓力對(duì)相平衡的影響；相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系。

5.2擴(kuò)散與單相傳質(zhì)

分子擴(kuò)散與費(fèi)克定律；氣相和液相中的分子擴(kuò)散（等摩爾反向擴(kuò)散、單向擴(kuò)散）；擴(kuò)散系數(shù)及其影響因素；渦流擴(kuò)散與對(duì)流傳質(zhì)；相內(nèi)傳質(zhì)速率方程與傳質(zhì)分系數(shù)。

5.3相際傳質(zhì)

雙膜理論；相際傳質(zhì)速率方程與總傳質(zhì)系數(shù)；傳質(zhì)推動(dòng)力與傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系——傳質(zhì)速率的工程處理方法；吸收過(guò)程傳質(zhì)阻力分析及控制質(zhì)阻。

5.4低濃度氣體吸收（解吸）的計(jì)算

低濃度氣體吸收的假定；物料衡算與操作線方程；傳質(zhì)速率與填料層高度的計(jì)算；傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度——過(guò)程分解法；傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算；吸收塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算（吸收過(guò)程設(shè)計(jì)中參數(shù)的選擇；最小液氣比；塔內(nèi)返混的影響）；吸收塔的操作型計(jì)算（計(jì)算方法及吸收過(guò)程的強(qiáng)化）；吸收與解吸過(guò)程的對(duì)比分析；板式吸收塔計(jì)算。

第六章 蒸餾

6.1蒸餾概述與二元物系的氣液相平衡

蒸餾依據(jù)；蒸餾目的；蒸餾過(guò)程的工業(yè)實(shí)施；蒸餾操作的經(jīng)濟(jì)性；理想溶液的氣液相平衡；拉烏爾定律、相圖及相平衡曲線；泡點(diǎn)及露點(diǎn)的計(jì)算；相對(duì)揮發(fā)度；非理想溶液的氣液平衡。

6.2平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾

平衡蒸餾；簡(jiǎn)單蒸餾；平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾的比較。

6.3精餾

精餾原理；全塔物料衡算；恒摩爾流假定；理論板及板效率；加料板過(guò)程分析；精餾段與提餾段操作方程。

6.4雙組分精餾的設(shè)計(jì)型計(jì)算和操作型計(jì)算

理論塔板的逐板計(jì)算法及圖解法；回流比影響及選擇；全回流及最少理論板數(shù)；最小回流比；進(jìn)料熱狀況影響及選擇；雙組分精餾過(guò)程的其它類型；實(shí)際塔板與全塔效率；填料精餾塔計(jì)算；操作參數(shù)對(duì)精餾過(guò)程的影響；精餾塔的溫度分布與靈敏板。

6.5間歇精餾與特殊精餾

間歇精餾的特點(diǎn)；恒回流比操作與恒餾出液組成操作；恒沸精餾的原理及應(yīng)用；萃取精餾的原理及應(yīng)用；恒沸精餾與萃取精餾的比較。

第七章 氣液傳質(zhì)設(shè)備

氣液傳質(zhì)過(guò)程對(duì)塔設(shè)備的一般要求；塔設(shè)備類型及特點(diǎn)；板式塔的設(shè)計(jì)意圖；板式塔的結(jié)構(gòu)；板上氣液接觸狀態(tài)；塔板水力學(xué)性能和不正常操作現(xiàn)象；塔板負(fù)荷性能圖；板式塔的效率；評(píng)價(jià)板式塔的性能指標(biāo)；常見(jiàn)塔板型式及特點(diǎn)；篩板塔工藝計(jì)算內(nèi)容；填料塔結(jié)構(gòu)；填料種類及特性；氣液兩相在填料塔內(nèi)的流動(dòng)；填料塔壓降與空塔氣速的關(guān)系；最小噴淋密度；填料塔工藝計(jì)算方法；填料塔內(nèi)的傳質(zhì)。

第八章 萃取

液液萃取過(guò)程；三角形相圖及性質(zhì)；物料衡算與杠桿定律；部分互溶物系的相平衡；分配系數(shù)與選擇性系數(shù)；單級(jí)萃??；多級(jí)錯(cuò)流萃取；多級(jí)逆流萃??；萃取設(shè)備。

第九章 干燥

9.1干燥概念及濕空氣性質(zhì)

物料的去濕方法；干燥過(guò)程的分類；干燥操作的經(jīng)濟(jì)性；濕空氣的性質(zhì)及計(jì)算；空氣的濕度圖及應(yīng)用；濕空氣狀態(tài)的變化過(guò)程；水分在氣固兩相間的平衡（結(jié)合水分與非結(jié)合水分，平衡水分與自由水分）

9.2干燥速率與干燥過(guò)程的計(jì)算

恒定干燥條件下的干燥速率；干燥曲線與干燥速率曲線；干燥機(jī)理；間歇干燥過(guò)程的計(jì)算；連續(xù)干燥過(guò)程的特點(diǎn)；連續(xù)干燥過(guò)程的物料衡算、熱量衡算及干燥器的熱效率。

9.3干燥設(shè)備

工業(yè)常用的干燥器；干燥器的性能要求與選型原則。

二、考試要求（包括考試時(shí)間、總分、考試方式、題型、分?jǐn)?shù)比例等）

（一）考試時(shí)間：180分鐘

（二）總分：150分

（三）考試方式：閉卷，筆試

（四）題型與分?jǐn)?shù)比例：

1、選擇題：約30分； 2、填空題：約20分；

3、簡(jiǎn)答題：約10分； 4、計(jì)算題：約90分。

三、主要參考書(shū)目

《化工原理》上冊(cè)，第2版， 何潮洪 , 馮霄 主編, 科學(xué)出版社，2007

《化工原理》下冊(cè)，第2版， 馮霄 , 何潮洪 主編, 科學(xué)出版社，2007

《化工原理》（上、下冊(cè)）（第三版），譚天恩，化學(xué)工業(yè)出版社，2006

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