《化工综合》考试大纲



北京化工大学攻读硕士学位研究生入学考试
《化工综合》考试大纲
第一部分《化工原理》考试大纲
一.适用的招生专业
化学工程与技术:化学工艺、化学工程、工业催化。
二.考试的基本要求

  1.掌握的内容 流体的密度和粘度的定义、单位及影响因素,压力的定义、表示法及单位换算;流体静力学方 程、连续性方程、柏努利方程及其应用;流动型态及其判据,雷诺准数的物理意义及计算;流体在 管内流动的机械能损失计算;简单管路的计算;离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线,泵的工 作点及流量调节,泵的安装及使用等。 非均相混合物的重力沉降与离心沉降基本计算公式;过滤的机理和基本方程式。 热传导、热对流、热辐射的传热特点;传导传热基本方程式及在平壁和圆筒壁定态热传导过程 中的应用;对流传热基本原理与对流传热系数,流体在圆形直管内强制湍流时对流传热系数关联式 及其应用;总传热过程的计算;管式换热器的结构和传热计算。 相组成的表示法及换算;气体在液体中溶解度,亨利定律各种表达式及相互间的关系;相平衡 的应用;分子扩散、菲克定律及其在等分子反向扩散和单向扩散的应用;对流传质概念;双膜理论 要点;吸收的物料衡算、操作线方程及图示方法;最小液气比概念及吸收剂用量的确定;填料层高 度的计算,传质单元高度与传质单元数的定义、物理意义,传质单元数的计算(平推动力法和吸收 因数法) ;吸收塔的设计计算。 双组分理想物系的气液相平衡关系及相图表示;精馏原理及精馏过程分析;双组分连续精馏塔 的计算(包括物料衡算、操作线方程、q线方程、进料热状况参数q的计算、回流比确定、求算理论 板层数等);板式塔的结构及气液流动方式、板式塔非理想流动及不正常操作现象、全塔效率和单 板效率、塔高及塔径计算。 湿空气的性质及计算;湿空气的焓湿图及应用;干燥过程的物料衡算和热量衡算;恒速干燥阶 段与降速干燥阶段的特点;物料中所含水分的性质。
液液萃取过程;三角形相图及性质。 柏努利演示实验;雷诺演示实验;流体阻力实验;离心泵性能实验;精馏实验;吸收(解吸)实 验。
  2.熟悉的内容 层流与湍流的特征;复杂管路计算要点;测速管、孔板流量计及转子流量计的工作原理、基本 结构与计算;往复泵的工作原理及正位移特性;离心通风机的性能参数、特性曲线。 沉降区域的划分;降尘室生产能力的计算。 有相变对流传热过程及影响因素;复杂流动的平均温度差求算;列管式换热器的设计要点;传 热过程强化措施。 各种形式的传质速率方程、传质系数和传质推动力的对应关系;各种传质系数间的关系;气膜 控制与液膜控制;吸收剂的选择;吸收塔的操作型分析;解吸的特点及计算。 理论板层数简捷计算法;精馏装置的热量衡算;平衡蒸馏、简单蒸馏的特点及计算;塔板的主 要类型、塔板负荷性能图的特点及作用。 空气通过干燥器时的状态变化;临界含水量的含义及影响因素;恒速干燥阶段干燥时间的计算 方法;干燥过程的强化。 物料衡算与杠杆定律。
  3.了解的内容 层流内层与边界层;其它化工用泵的工作原理及特性;往复压缩机的工作原理。 降尘室、沉降槽、离心沉降、过滤等设备的构造、原理及选择; 非均相混合物分离过程的强化。 常用换热器类型、结构及工作原理;热辐射基本概念及计算;对流与辐射联合传热。 分子扩散系数及影响因素;塔高计算基本方程的推导。 其它精馏方式的特点;精馏过程的强化及展望。 各种干燥器的结构及工作原理;干燥器的设计要点。 部分互溶物系的相平衡;分配系数与选择性系数;单级萃取;多级错流萃取;多级逆流萃取; 萃取设备。
三.考试的方法和考试时间
考试为闭卷笔试,可以使用无字典和编程功能的电子计算器;考试时间为
  1.5 小时。
四.考试的主要内容与要求

  1、流体流动概述与流体静力学 流体流动及输送问题;流体流动的考察方法;定态流动与非定态流动;流体流动的作用力;牛
顿粘性定律;流体的物性;压强特性及表示方法;静力学方程及应用;液柱压差计。
  2、流体流动的守恒原理 流量与流速的定义;流体流动的质量守恒;流体流动的机械能守恒;柏努利方程及应用;动量 守恒原理及应用。
  3、流体流动的内部结构与阻力计算 雷诺实验;两种流动型态及判据;层流与湍流的特征;管流剪应力分布和速度分布;边界层概 念;边界层分离现象;直管阻力;层流阻力;摩擦系数;湍流阻力??因次分析法;当量的概念(当 量直径,当量长度);局部阻力;流动总阻力计算。
  4、管路计算与流量测量 简单管路计算:管路设计型计算特点及方法、管路操作型计算特点及方法;复杂管路的特点及 计算方法;流动阻力对管内流动的影响;孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计 算方法。
  5、离心泵 流体输送机械分类;管路特性方程;带泵管路的分析方法??过程分解法;离心泵工作原理与 主要部件;气缚现象;理论压头及分析;性能参数与特性曲线;工作点和流量调节;泵组合操作及 选择原则;安装高度与汽蚀现象;离心泵操作与选型。
  6、其它类型泵与气体输送机械 正位移泵工作原理与结构、性能参数与流量调节(往复泵、旋转泵等);旋涡泵的结构、工作 原理及流量调节;气体输送机械分类;离心式通风机工作原理;性能参数与计算;罗茨鼓风机、真 空泵、离心压缩机与往复压缩机。
  7、液体搅拌 搅拌的目的及方法;机械搅拌装置的基本构件;常用搅拌器的类型及特点;搅拌器的功能;均 相液体的混合机理;非均相物系的混合机理;常见搅拌器的性能;强化湍动的措施。
  8、流体通过颗粒层的流动 非均相分离概论;颗粒床层的特性;流体通过颗粒层的压降??数学模型法;过滤原理与设备; 过滤速率、推动力和阻力的概念??过滤速率工程处理方法;过滤基本方程及应用;过滤常数;恒 压过滤与恒速过滤;板框过滤机性能分析与计算;加压叶滤机性能分析与计算;回转真空过滤机性 能分析与计算;加快过滤速率的途径。
  9、颗粒的沉降与流态化 沉降原理;流体对颗粒运动的阻力;球形颗粒的曳力系数与斯托克斯定律;自由沉降过程;重 力沉降速度;重力沉降设备(降尘室性能分析);离心沉降速度;离心沉降设备(旋风分离器性能
分析);固体流态化概念;散式流态化与聚式流态化;流化曲线与流化床特征;起始流化速度与带 出速度;流化床操作及其强化。
  10、.传热概述与热传导 传热过程在化工生产中的应用;传热的基本方式;工业换热过程;传热速率;傅立叶定律;导 热系数及影响因素;一维定态热传导计算(单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁)。
  11. 对流传热 对流传热过程分析;牛顿冷却定律;对流传热系数及其影响因素;无相变对流传热系数经验关 联式的建立;准数方程与准数的物理意义;管内强制对流传热、管外强制对流传热、自然对流传热、 蒸汽冷凝传热、液体沸腾传热。
  12. 热辐射 物体的辐射能力;斯蒂芬-波尔兹曼定律;克希霍夫定律;两灰体间的辐射传热。
  13. 传热过程的计算 间壁换热过程;热量衡算式及总传热速率方程;总传热系数计算、热阻及传热平均温度差?? 传热速率的工程处理方法;污垢热阻;壁温的计算;传热设计型问题的参数选择和计算方法;传热 操作型问题的分析和计算方法(传热效率及传热单元数)。
  14. 换热器 间壁式换热器类型、结构及应用;列管式换热器的设计与选用;换热器的强化及其它类型。
  15.气体吸收概述与气液相平衡 吸收依据;吸收目的;吸收过程的工业实施;吸收与解吸的特征;吸收过程的分类;吸收剂的 选择;吸收过程的经济性;气体在液体中的溶解度;亨利定律;温度、压力对相平衡的影响;相平 衡与吸收过程的关系。
  16.扩散与单相传质 分子扩散与费克定律;气相和液相中的分子扩散(等摩尔反向扩散、单相扩散) ;扩散系数及其 影响因素;涡流扩散与对流传质;相内传质速率方程与传质分系数。
  17.相际传质 双膜理论;相际传质速率方程与总传质系数;传质推动力与传质系数的关系??传质速率的工 程处理方法;吸收过程传质阻力分析及控制质阻。
  18.低浓度气体吸收(解吸)的计算 低浓度气体吸收的假定;物料衡算与操作线方程;传质速率与填料层高度的计算;传质单元数 与传质单元高度??过程分解法;传质单元数的计算;吸收塔的设计型计算(吸收过程设计中参数 的选择;最小液气比;塔内返混的影响) ;吸收塔的操作型计算(计算方法及吸收过程的强化) ;吸 收与解吸过程的对比分析;板式吸收塔计算。
  19.液体蒸馏概述与二元物系的气液相平衡
蒸馏依据;蒸馏目的;蒸馏过程的工业实施;蒸馏操作的经济性;理想溶液的气液相平衡;拉 乌尔定律、相图及相平衡曲线;泡点及露点的计算;相对挥发度;非理想溶液的气液平衡。
  20.平衡蒸馏与简单蒸馏 平衡蒸馏;简单蒸馏;平衡蒸馏与简单蒸馏的比较。
  21.精馏 精馏原理;全塔物料衡算;恒摩尔流假定;理论板及板效率;加料板过程分析;精馏段与提馏 段操作方程。
  22.双组分精馏的设计型计算和操作型计算 理论塔板的逐板计算法及图解法;回流比影响及选择;全回流及最少理论板数;最小回流比; 进料热状况影响及选择;双组分精馏过程的其它类型;实际塔板与全塔效率;填料精馏塔计算;操 作参数对精馏过程的影响;精馏塔的温度分布与灵敏板。
  23.间歇精馏与特殊精馏 间歇精馏的特点;恒回流比操作与恒馏出液组成操作;恒沸精馏的原理及应用;萃取精馏的原 理及应用;恒沸精馏与萃取精馏的比较。
  24.气液传质设备 气液传质过程对塔设备的一般要求;塔设备类型及特点;板式塔的设计意图;板式塔的结构; 板上气液接触状态;塔板水力学性能和不正常操作现象;塔板负荷性能图;板式塔的效率;评价板 式塔的性能指标;常见塔板型式及特点;筛板塔工艺计算内容;填料塔结构;填料种类及特性;气 液两相在填料塔内的流动;填料塔压降与空塔气速的关系;最小喷淋密度;填料塔工艺计算方法; 填料塔内的传质。
  25. 液液萃取 液液萃取过程;三角形相图及性质;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;多级错流萃取;多级逆流萃取;萃取设备。
  26.固体干燥概述与干燥静力学 物料的去湿方法;干燥过程的分类;干燥操作的经济性;湿空气的性质及计算;空气的湿度图 及应用;湿空气状态的变化过程;水分在气固两相间的平衡(结合水分与非结合水分,平衡水分与 自由水分)
  27. 干燥速率与干燥过程的计算 恒定干燥条件下的干燥速率;干燥曲线与干燥速率曲线;干燥机理;间歇干燥过程的计算;连 续干燥过程的特点;连续干燥过程的物料衡算、热量衡算及干燥器的热效率。
  28.干燥设备
工业常用的干燥器;干燥器的性能要求与选型原则。

  29.实验。

  1)柏努利演示实验 实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换;验证流体静力学原理和柏努利方程;实测流体 流动压头变化及相应压头损失,确定两者相互之间关系。 (
  2).雷诺演示实验 观测雷诺数与流体流动类型关系;观察层流中流体质点的速度分布。 (
  3)流体阻力实验 掌握流体流动阻力测定方法,测定直管摩擦阻力系数及局部阻力系数;验证层流区摩擦阻力系数 与雷诺数和管子相对粗糙度关系。 (
  4)离心泵性能实验 测定离心泵性能曲线并确定最佳工作范围;测定孔板流量计的孔流系数。 (
  5)强制对流传热膜系数的测定实验 通过实验确定传热膜系数准数关联式中的系数和指数;分析影响传热膜系数的因素;了解强化传 热的途径。 (
  6)精馏实验 掌握精馏塔的操作方法与调节方法;测定全回
 

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