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2020年西安理工大学研究生招生入学考试

《化工原理》考试大纲

科目代码：859  

科目名称：化工原理

第一部分 课程目标与基本要求 

一、课程目标

“化工原理”主要研究化工过程中各种单元操作的基本原理、典型设备的结构及设计方法，主要阐述化工过程的原理、开发、应用及处理工程问题的方法，是化学工程与技术学科的一个重要基础组成部分，是化学工程、应用化学、化学工艺、生物化工、环境工程等专业的一门重要的专业基础课程。通过“化工原理” 的学习，主要培养学生分析、解决化工生产过程中各种问题的能力，培养学生运用工程的观点和方法分析、研究化工过程中的科研和生产问题。

二、基本要求

“化工原理”以传递过程（动量传递、传质和传热）为主线，涵盖了化学工业中涉及的主要单元操作过程。要求学生理解和掌握研究化工工程问题的基本方法与理论，掌握各单元操作过程的原理和典型设备的性能，能够进行定量过程计算和基本的工程设计，并具备综合运用所学知识分析和解决问题的能力。

第二部分 课程内容与考核目标 

第一章绪论                                                        

了解化工过程与单元操作的基本概念；了解化工原理课程的内容、性质及任务；熟悉单位、量纲、因次与单位换算。

第二章流体流动                                          

1、流体静力学

了解静压强及其特征、表示方法、测量；掌握流体静力学的基本方程式，掌握流体静力学基本方程式的应用。

2、流体在圆管内的流动规律

掌握牛顿粘性定律及粘度定义、表示方法；掌握流量与流速的表示方法；掌握流体连续性方程及其应用；掌握柏努利方程及其应用；流体拟定态计算。

3、流体流动的内部结构

了解流体流动的型态，边界层理论；掌握雷诺准数的概念、意义、表示方法、应用；熟悉流体流动的阻力和流动规律的数学模型，掌握层流的直管阻力计算；掌握湍流的直管阻力实验研究方法、因次分析方法和∏定律；熟悉局部阻力的损失和计算；掌握管路阻力及计算。

4、流速和流量的测定

明确毕托管的原理、应用和计算；熟悉孔板流量计和文丘里流量计的原理、应用和计算；掌握转子流量计的原理、应用和计算。

第三章 流体输送机械                                     

1、离心泵

熟悉离心泵的工作原理；掌握离心泵的功率、效率、特性曲线、工作点和流量调节；掌握离心泵的组合操作；了解离心泵的安装高度及类型与选用。

2、往复泵

了解往复泵的作用原理和类型；了解往复泵的流量不均匀性及调节。

3、其他流体输送机械

了解非正位移泵、正位移泵、通风机、鼓风机和压缩机的工作原理。

第四章 沉降与过滤                                          

1、非均相物系的分离

明确颗粒与流体的相对运动所受阻力。

2、重力沉降

掌握沉降速率的公式及应用；掌握阻力系数的公式及应用；了解明确沉降室的工作原理、处理量和设计；了解离心分离沉降；了解电沉降。

3、过滤

掌握悬浮液的过滤公式及应用；掌握过滤速率的基本方程式及应用；熟悉恒压过滤的计算和应用；明确过滤的常用设备的工作原理。

第五章 传热                                

1、概述

了解热源和冷源；了解传热过程的接触方法，熟悉传热过程的基本方程，熟悉传热过程的热负荷的计算。

2、热传导

掌握傅立叶定律和导热系数的定义、表示方法；熟悉通过平壁的定态导热过程；熟悉通过圆筒壁的定态导热过程。

3、对流传热

掌握对流传热的基本概念；了解影响对流给热系数的主要因素，掌握对流给热系数的经验关联式及其应用；了解有相变的对流传热和无相变的对流传热。

4、传热计算

掌握总的传热速率方程；掌握传热的平均温差的计算；了解流体流动方向的选择；掌握总的传热系数的公式及应用；掌握垢阻的计算，掌握传热设计型计算和操作型计算。

5、热辐射

掌握热辐射的基本个概念。掌握物体的辐射能力与斯蒂芬-波尔兹曼定律；掌握两固体间的相互辐射的公式及其应用。

6、换热器

明确换热器的分类，了解间壁式换热器的选用和强化。

第六章 吸收                                                 

1、传质过程分离

掌握相平衡与吸收过程的关系。掌握吸收过程的速率的推导；明确费克定律和分子扩散；熟悉明确稳定分子扩散、单相传质速率方程、总的吸收速率方程。熟悉气液平衡关系；掌握亨利定律的计算；熟悉气液平衡关系分析吸收过程。

2、吸收

掌握吸收塔的物料衡算与操作线方程；熟悉吸收塔的操作方程和最小液气比；熟悉吸收塔高度的计算，了解吸收塔的操作计算；了解其他的吸收过程。

3、设备

了解填料塔的特性和选型。

第七章  精馏                                                

1、双组分溶液的气液相平衡

掌握溶液的蒸汽压及溶液的汽液平衡；掌握拉乌尔定律；掌握温度组成图（t-y-x图）气液相平衡图（y-x图）；了解双组分理想溶液和挥发度及相对挥发度。

2、精馏与精馏塔

掌握简单精馏与平衡精馏的原理、计算公式；了解掌握精馏原理；熟悉精馏塔的全塔衡算、操作线方程、理论板数、进料状态、加料位置；掌握精馏塔的最小回流比、最少理论塔板数和芬斯克公式；了解回流比、进料状态参数的影响和选择。

3、其他精馏

了解间歇精馏、恒沸精馏、萃取精馏的工作原理。

4、精馏设备

了解板式塔的结构；了解板式塔的负荷性能图；掌握塔高的确定。

第八章 干燥                                        

1、干燥的概述

了解去湿的方法，了解干燥过程的分类，了解干燥过程的条件。

2、湿空气与干燥

掌握湿空气的性质及焓湿图的应用。掌握干燥过程的物料衡算、热量衡算。

3、干燥曲线和干燥速度

了解物料中所含水的性质。掌握干燥实验和干燥曲线；掌握恒压、恒速干燥的时间和速率的计算。

4、干燥设备

熟悉干燥设备的计算方法，了解干燥设备的选择。

第九章 其他分离

1、掌握液液萃取的流程；熟悉部分互溶三元体系液液萃取原理，熟悉萃取过程的计算；了解液液萃取设备。

2、掌握结晶原理；熟悉结晶过程物料衡算和热量衡算；了解结晶控制和结晶设备。

3、理解蒸发过程特点、基本流程、操作方法；掌握单效蒸发流程和计算；掌握多效蒸发器及其计算。

4、了解吸附剂及其特性；掌握吸附平衡、吸附等温线公式及其应用；熟悉吸附操作及设备计算。

第三部分 有关说明与实施要求 

1、考试目标的能力层次的表述

本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次，用相关词语描述：

较低要求——了解；一般要求——理解、熟悉、会；较高要求——掌握、应用。一般来说，对概念、原理、理论知识等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对计算方法、应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。

2、命题考试的若干规定

(1)本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的，根据本大纲规定的各种比例(每种比例规定可有3分以内的浮动幅度，来组配试卷，适当掌握试题的内容、覆盖面、能力层次和难易度)。

(2)各章考题所占分数大致如下：

第一章~第三章 25％，第四章~第六章40％，第七章~第九章35％。

(3)其难易度分为易、较易、较难、难四级，每份试卷中四种难易度，试题分数比例一般为2:3:3:2。

(4)试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：

“了解(知识)”占15%；“理解(熟悉、能、会)”占40%；“掌握(应用)”占45%。

(5)试题主要题型有填空题、解答题、计算题等多种题型。

(6)考试方式为闭卷笔试。考试时间为180分钟，试题主要测验考生对本学科的基础理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题要有一定的区分度，难易程度要适当。一般应使本学科、专业本科毕业的优秀考生能取得及格以上成绩。

(7)题型举例

● 填空题：15％（由6－8个小题组成，含说明题或证明题。）

流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的______倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的_______倍。

● 解答题：25％（由5－6个小题组成，含说明题或证明题。）

为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用什么流程？比较和其他工艺的优缺点。

● 计算题：60％（由4－6个小题组成，含实验题或设计题。）

用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为Φ76mm×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按与 计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa（表压）。试求

（1）水在管内的流速u；

（2）泵的有效功率；

（3）已知泵的效率为60%，求操作条件下泵的轴功率。

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