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《化工原理》科目大纲

(科目代码：822)

一、考核要求

1 掌握流体流动过程中的基本原理及流动规律，包括流体静力学和机械能守恒方程。能够灵活运用流体力学基本知识分析和计算流体流动问题，包括流体流动阻力计算和管路计算。

2 了解各类化工用泵的结构、原理和主要用途，掌握离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线、流量调节和安装，能够进行涉及泵的基本计算及选型。

3 了解搅拌器的主要结构、流体混合特性和表征，了解搅拌设备的基本设计和放大原则。

4 了解颗粒床层的特性和流动压降计算。掌握过滤操作的基本原理、基本方程式及应用、不同过滤方式的操作计算。了解典型过滤设备的结构和特点。

5 掌握分析颗粒运动的基本方法，掌握流态化的原理和计算。能够对颗粒运动过程进行分析和计算。了解沉降分离设备和气力输送设备的分类和应用。

6 熟练掌握傅立叶定律、热传导的基本原理和定态热传导的计算。了解对流传热的影响因素、主要关联式、对流传热的计算和强化传热途径。掌握换热器和蒸发器的基本计算，了解换热器和蒸发器的分类、选型和应用。了解黑体辐射的特点和规律。

7 熟练掌握传质、吸收与解吸过程的基本理论，了解扩散系数、传质系数等参数的计算方法。掌握物料衡算和操作线方程，以及气体吸收过程的计算。了解主要的吸收设备、流程及应用。

8 熟练掌握蒸馏和精馏的基本原理、以及不同条件下的精馏计算，包括进料状态和位置、平衡线、q线、回流比、精馏段操作线和提馏段操作线、理论板及全塔效率等。了解特殊精馏的特点。

9 了解填料塔和板式塔的主要构件，了解塔内两相流动状况和传质特性，了解常见的气液传质设备不正常操作情况。了解板式塔和填料塔的一般计算。

10 掌握液液两相传质特性和萃取原理，掌握单级和多级萃取过程的计算方法，了解萃取操作和设备特性。

11 掌握湿空气的主要性质和状态参数。掌握干燥过程的物料衡算和热量衡算。了解影响干燥过程的因素、以及干燥器的主要型式和应用。

12 了解结晶、吸附分离和膜分离过程的基本原理，了解所涉及的物料和热量衡算、以及设备特性。

二、考核评价目标

化工原理是针对化学工程与技术学术型硕士研究生、材料与化工专业硕士研究生的专业课考试科目。考试对象为参加全国硕士研究生入学考试的准考考生。该课程旨在考查学生对化工基础理论知识和有关设备的掌握程度，以及运用基础理论知识，分析和解决化工有关单元操作中各种设计型问题和操作型问题的能力。它的评价标准是高等学校本科毕业生能达到的水平，以保证被录取者具有较好的化工基础理论和应用基础知识，能较好的适应入学后学习与科研工作。

三、考核内容

第一章 流体流动

1 流体运动的考察方法、流体受力和能量守恒分析方法;

2 流体静力学及压强测定;

3 流体流动的连续性方程及其应用;

4 机械能守恒及伯努利方程的应用;

5 流动型态(层流和湍流)及判据;

6 流速分布及流动阻力分析计算;

7 因次分析法;

8 管路计算;

9 流速和流量的测定、各种流量计。

第二章 流体输送机械

1 主要流体输送机械的类型及特点;

2 离心泵的类型、结构、工作原理、性能参数、特性曲线、流量调节、组合操作、安装和汽蚀现象;

3 往复泵的类型、工作原理、流量调节和特性曲线;

4 其它主要化工用泵(正位移泵和非正位移泵)、通风机、鼓风机、压缩机和真空泵的主要特性。

第三章 液体的搅拌

1 搅拌器的主要类型;

2 混合机理、混合效果表征;

3 搅拌器的主要性能;

4 搅拌功率的计算;

5 搅拌器设计及放大原则。

第四章 流体通过颗粒层的流动及过滤

1 单个颗粒、颗粒群和颗粒床层的特性;

2 流体通过固定床的压降及简化模型;

3 过滤原理和分类;

4 过滤过程的数学描述及计算;

5 压滤和吸滤设备、离心过滤设备的结构及特点。

第五章 颗粒的沉降和流态化

1 曳力和颗粒自由沉降;

2 降尘室、旋风分离器等主要沉降分离设备及操作原理;

3 流化床基本概念和主要特性;

4 流化床操作及计算;

5 气力输送原理、分类和主要流动特性。

第六章 传热及换热设备

1 冷、热流体热交换的形式、载热体的选择;

2 传热速率和热通量及传热机理;

3 热传导与傅立叶定律、导热系数;

4 平面壁、圆筒壁和多层壁面一维稳定热传导的计算;

5 对流传热过程分析和数学描述;

6传热传热系数的经验关联式;

7 沸腾传热和冷凝传热的特点;

8 黑体辐射及基本规律;

9 传热过程计算;

10 换热器的分类、计算与选型;

11 传热过程的强化途径;

12 蒸发操作主要特点;

13 蒸发设备的结构、单效和多效蒸发的计算。

第七章 气体吸收

1 气液相平衡;

2 分子扩散和菲克定律、扩散系数;

3 对流传质理论和相关准数;

4 吸收过程的数学描述;

5 吸收塔的设计型和操作型计算;

6 气体吸收特点和吸收过程计算;

7 化学吸收的特点。

第八章 液体精馏

1 蒸馏原理与蒸馏操作;

2 平衡蒸馏和简单蒸馏的特点及计算;

3 理想和非理想体系的汽液相平衡;

4 精馏原理和精馏过程的数学描述;

5 精馏塔的操作和操作线方程;

6 双组分精馏的设计型和操作型计算;

7 间歇精馏特点与计算;

8 萃取精馏和恒沸精馏的特点。

第九章 气液传质设备

1 板式塔的结构和操作;

2 塔板和塔内的两相流体力学特性、塔板效率;

3 填料塔的结构及主要填料的特性;

4 填料层和填料塔内的流体力学性能和气液传质过程;

5 气液传质设备的不正常操作过程分析。

第十章 液液萃取

1 液液萃取原理;

2 液液相平衡和三角形相图的应用;

3 单级和多级萃取过程计算;

4 萃取设备主要类型、特点、操作和选型。

第十一章 热质同时传递过程和固体干燥

1 湿空气的性质和湿度图;

2 热质同时传递过程的数学描述和基本计算;

3 干燥速率及其影响因素;

4 干燥过程计算;

5 常用干燥器及其特点。

第十二章 其它传质分离方法

1 结晶;

2 吸附分离;

3 膜分离。

参考书目：

《化工原理》，陈敏恒主编，化学工业出版社，第五版。

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