科目代码、名称:化工原理

专业类别：■学术型 □专业学位

适用专业:081701化学工程、081702化学工艺、081704应用化学、081705工业催化、0817Z1生物质资源利用技术与工程

一、 基本内容

第一章 流体流动

1.1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。

1.2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。

1.3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——量纲分析法;当量的概念(当量直径，当量长度);局部阻力;流动总阻力计算。

1.4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。

第二章 流体输送机械

2.1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。

2.2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。

第三章 机械分离与固体流态化

3.1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。

3.2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。

第四章 传热

4.1热传导

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)。

4.2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。

4.3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。

4.4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)。

4.5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。

第五章 气体吸收

5.1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。

5.2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、单向扩散);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。

5.3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。

5.4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。

第六章 蒸馏

6.1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。

6.2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。

6.3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。

6.4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。

6.5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。

第七章 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。

第八章 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。

第九章 干燥

9.1干燥概念及湿空气性质

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)

9.2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。

9.3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。

二、考试要求(包括考试时间、总分、考试方式、题型、分数比例等)

(一)考试时间：180分钟

(二)总分：150分

(三)考试方式：闭卷，笔试

(四)题型与分数比例：

1、选择题：约30分; 2、填空题：约20分;

3、简答题：约10分; 4、计算题：约90分。

三、主要参考书目

《化工原理》上册，第2版， 何潮洪 , 冯霄 主编, 科学出版社，2007

《化工原理》下册，第2版， 冯霄 , 何潮洪 主编, 科学出版社，2007

《化工原理》(上、下册)(第三版)，谭天恩，化学工业出版社，2006