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2020年西安理工大學研究生招生入學考試

《化工原理》考試大綱

科目代碼：859  

科目名稱：化工原理

第一部分 課程目標與基本要求 

一、課程目標

“化工原理”主要研究化工過程中各種單元操作的基本原理、典型設備的結構及設計方法，主要闡述化工過程的原理、開發、應用及處理工程問題的方法，是化學工程與技術學科的一個重要基礎組成部分，是化學工程、應用化學、化學工藝、生物化工、環境工程等專業的一門重要的專業基礎課程。通過“化工原理” 的學習，主要培養學生分析、解決化工生產過程中各種問題的能力，培養學生運用工程的觀點和方法分析、研究化工過程中的科研和生產問題。

二、基本要求

“化工原理”以傳遞過程（動量傳遞、傳質和傳熱）為主線，涵蓋了化學工業中涉及的主要單元操作過程。要求學生理解和掌握研究化工工程問題的基本方法與理論，掌握各單元操作過程的原理和典型設備的性能，能夠進行定量過程計算和基本的工程設計，并具備綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。

第二部分 課程內容與考核目標 

第一章緒論                                                        

了解化工過程與單元操作的基本概念；了解化工原理課程的內容、性質及任務；熟悉單位、量綱、因次與單位換算。

第二章流體流動                                          

1、流體靜力學

了解靜壓強及其特征、表示方法、測量；掌握流體靜力學的基本方程式，掌握流體靜力學基本方程式的應用。

2、流體在圓管內的流動規律

掌握牛頓粘性定律及粘度定義、表示方法；掌握流量與流速的表示方法；掌握流體連續性方程及其應用；掌握柏努利方程及其應用；流體擬定態計算。

3、流體流動的內部結構

了解流體流動的型態，邊界層理論；掌握雷諾準數的概念、意義、表示方法、應用；熟悉流體流動的阻力和流動規律的數學模型，掌握層流的直管阻力計算；掌握湍流的直管阻力實驗研究方法、因次分析方法和∏定律；熟悉局部阻力的損失和計算；掌握管路阻力及計算。

4、流速和流量的測定

明確畢托管的原理、應用和計算；熟悉孔板流量計和文丘里流量計的原理、應用和計算；掌握轉子流量計的原理、應用和計算。

第三章 流體輸送機械                                     

1、離心泵

熟悉離心泵的工作原理；掌握離心泵的功率、效率、特性曲線、工作點和流量調節；掌握離心泵的組合操作；了解離心泵的安裝高度及類型與選用。

2、往復泵

了解往復泵的作用原理和類型；了解往復泵的流量不均勻性及調節。

3、其他流體輸送機械

了解非正位移泵、正位移泵、通風機、鼓風機和壓縮機的工作原理。

第四章 沉降與過濾                                          

1、非均相物系的分離

明確顆粒與流體的相對運動所受阻力。

2、重力沉降

掌握沉降速率的公式及應用；掌握阻力系數的公式及應用；了解明確沉降室的工作原理、處理量和設計；了解離心分離沉降；了解電沉降。

3、過濾

掌握懸浮液的過濾公式及應用；掌握過濾速率的基本方程式及應用；熟悉恒壓過濾的計算和應用；明確過濾的常用設備的工作原理。

第五章 傳熱                                

1、概述

了解熱源和冷源；了解傳熱過程的接觸方法，熟悉傳熱過程的基本方程，熟悉傳熱過程的熱負荷的計算。

2、熱傳導

掌握傅立葉定律和導熱系數的定義、表示方法；熟悉通過平壁的定態導熱過程；熟悉通過圓筒壁的定態導熱過程。

3、對流傳熱

掌握對流傳熱的基本概念；了解影響對流給熱系數的主要因素，掌握對流給熱系數的經驗關聯式及其應用；了解有相變的對流傳熱和無相變的對流傳熱。

4、傳熱計算

掌握總的傳熱速率方程；掌握傳熱的平均溫差的計算；了解流體流動方向的選擇；掌握總的傳熱系數的公式及應用；掌握垢阻的計算，掌握傳熱設計型計算和操作型計算。

5、熱輻射

掌握熱輻射的基本個概念。掌握物體的輻射能力與斯蒂芬-波爾茲曼定律；掌握兩固體間的相互輻射的公式及其應用。

6、換熱器

明確換熱器的分類，了解間壁式換熱器的選用和強化。

第六章 吸收                                                 

1、傳質過程分離

掌握相平衡與吸收過程的關系。掌握吸收過程的速率的推導；明確費克定律和分子擴散；熟悉明確穩定分子擴散、單相傳質速率方程、總的吸收速率方程。熟悉氣液平衡關系；掌握亨利定律的計算；熟悉氣液平衡關系分析吸收過程。

2、吸收

掌握吸收塔的物料衡算與操作線方程；熟悉吸收塔的操作方程和最小液氣比；熟悉吸收塔高度的計算，了解吸收塔的操作計算；了解其他的吸收過程。

3、設備

了解填料塔的特性和選型。

第七章  精餾                                                

1、雙組分溶液的氣液相平衡

掌握溶液的蒸汽壓及溶液的汽液平衡；掌握拉烏爾定律；掌握溫度組成圖（t-y-x圖）氣液相平衡圖（y-x圖）；了解雙組分理想溶液和揮發度及相對揮發度。

2、精餾與精餾塔

掌握簡單精餾與平衡精餾的原理、計算公式；了解掌握精餾原理；熟悉精餾塔的全塔衡算、操作線方程、理論板數、進料狀態、加料位置；掌握精餾塔的最小回流比、最少理論塔板數和芬斯克公式；了解回流比、進料狀態參數的影響和選擇。

3、其他精餾

了解間歇精餾、恒沸精餾、萃取精餾的工作原理。

4、精餾設備

了解板式塔的結構；了解板式塔的負荷性能圖；掌握塔高的確定。

第八章 干燥                                        

1、干燥的概述

了解去濕的方法，了解干燥過程的分類，了解干燥過程的條件。

2、濕空氣與干燥

掌握濕空氣的性質及焓濕圖的應用。掌握干燥過程的物料衡算、熱量衡算。

3、干燥曲線和干燥速度

了解物料中所含水的性質。掌握干燥實驗和干燥曲線；掌握恒壓、恒速干燥的時間和速率的計算。

4、干燥設備

熟悉干燥設備的計算方法，了解干燥設備的選擇。

第九章 其他分離

1、掌握液液萃取的流程；熟悉部分互溶三元體系液液萃取原理，熟悉萃取過程的計算；了解液液萃取設備。

2、掌握結晶原理；熟悉結晶過程物料衡算和熱量衡算；了解結晶控制和結晶設備。

3、理解蒸發過程特點、基本流程、操作方法；掌握單效蒸發流程和計算；掌握多效蒸發器及其計算。

4、了解吸附劑及其特性；掌握吸附平衡、吸附等溫線公式及其應用；熟悉吸附操作及設備計算。

第三部分 有關說明與實施要求 

1、考試目標的能力層次的表述

本課程對各考核點的能力要求一般分為三個層次，用相關詞語描述：

較低要求——了解；一般要求——理解、熟悉、會；較高要求——掌握、應用。一般來說，對概念、原理、理論知識等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等詞表述；對計算方法、應用方面，可用“會”、“應用”、“掌握”等詞。

2、命題考試的若干規定

(1)本課程的命題考試是根據本大綱規定的考試內容來確定的，根據本大綱規定的各種比例(每種比例規定可有3分以內的浮動幅度，來組配試卷，適當掌握試題的內容、覆蓋面、能力層次和難易度)。

(2)各章考題所占分數大致如下：

第一章~第三章 25％，第四章~第六章40％，第七章~第九章35％。

(3)其難易度分為易、較易、較難、難四級，每份試卷中四種難易度，試題分數比例一般為2:3:3:2。

(4)試卷中對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：

“了解(知識)”占15%；“理解(熟悉、能、會)”占40%；“掌握(應用)”占45%。

(5)試題主要題型有填空題、解答題、計算題等多種題型。

(6)考試方式為閉卷筆試?？荚嚂r間為180分鐘，試題主要測驗考生對本學科的基礎理論、基本知識和基本技能掌握的程度，以及運用所學理論分析、解決問題的能力。試題要有一定的區分度，難易程度要適當。一般應使本學科、專業本科畢業的優秀考生能取得及格以上成績。

(7)題型舉例

● 填空題：15％（由6－8個小題組成，含說明題或證明題。）

流體在圓形管道中作層流流動，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的______倍；如果只將管徑增加一倍而流速不變，則阻力損失為原來的_______倍。

● 解答題：25％（由5－6個小題組成，含說明題或證明題。）

為蒸發某種粘度隨濃度和溫度變化較大的溶液，應采用什么流程？比較和其他工藝的優缺點。

● 計算題：60％（由4－6個小題組成，含實驗題或設計題。）

用離心泵把20℃的水從儲槽送至水洗塔頂部，槽內水位維持恒定。各部分相對位置如本題附圖所示。管路的直徑均為Φ76mm×2.5mm，在操作條件下，泵入口處真空表的讀數為24.66×103Pa；水流經吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按與 計算，由于管徑不變，故式中u為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭連接處的壓強為98.07×103Pa（表壓）。試求

（1）水在管內的流速u；

（2）泵的有效功率；

（3）已知泵的效率為60%，求操作條件下泵的軸功率。

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