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中國科學院大學碩士研究生入學考試

《化工原理》考試大綱

本《化工原理》考試大綱適用于中國科學院大學化學工程、應(yīng)用化學、化學工藝、生物化工、環(huán)境工程等專業(yè)的碩士研究生入學考試。“化工原理”是化工類及相近專業(yè)的重要應(yīng)用基礎(chǔ)課程，以傳遞過程(動量傳遞、傳質(zhì)和傳熱)為主線，涵蓋了化學工業(yè)中涉及的主要單元操作過程。要求考生掌握研究化工工程問題的方法論，掌握各單元操作過程原理和設(shè)備性能，能夠進行定量過程計算和基本的工程設(shè)計，并具備綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。

一、考試基本要求

1. 熟練掌握單元操作的基本概念和基礎(chǔ)理論;

2. 掌握單元操作過程的典型設(shè)備的特性，并了解基本選型能力;

3. 掌握主要單元操作過程的基本設(shè)計和操作計算方法;

4. 能夠靈活運用單元操作的基本原理，分析解決單元操作常見問題。

二、考試方式與時間

碩士研究生入學《化工原理》考試為筆試，考試時間為180分鐘。

三、考試主要內(nèi)容和要求

(一)流體流動

1、考試內(nèi)容

(1)流體運動的考察方法、流體受力和能量守恒分析方法;(2)流體靜力學及壓強測定;(3)流體流動的連續(xù)性方程及其應(yīng)用;(4)機械能守恒及伯努利方程的應(yīng)用;(5)流動型態(tài)(層流和湍流)及判據(jù);(6)流速分布及流動阻力分析計算;;(7)管路計算;(8)流速和流量的測定、流量計;(9)非牛頓流體與流動。

2、考試要求

熟練掌握流體流動過程中的基本原理及流動規(guī)律，包括流體靜力學和機械能守恒方程。能夠靈活運用流體力學基本知識分析和計算流體流動問題，包括流體流動阻力計算和管路計算。

(二)流體輸送機械

1、考試內(nèi)容

(1)主要流體輸送機械的類型及特點;(2)離心泵的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)、特性曲線、流量調(diào)節(jié)、組合操作、安裝和汽蝕現(xiàn)象;(3)往復(fù)泵的類型、工作原理、流量調(diào)節(jié)和特性曲線;(4)其它主要化工用泵(正位移泵和非正位移泵)的主要特性;(5)氣體輸送機械(通風機、鼓風機、壓縮機和真空泵)的主要特性。

2、考試要求

了解各類化工用泵的主要結(jié)構(gòu)、原理和主要用途。掌握離心泵的工作原理、特性曲線、流量調(diào)節(jié)和安裝。能夠進行涉及離心泵的基本計算。

(三)液體的攪拌

1、考試內(nèi)容

(1)攪拌器的主要類型;(2)混合機理;(3)攪拌器的性能;(4)攪拌功率;(5)攪拌器放大; (6) 其他混合設(shè)備主要類型(靜態(tài)混合器、管道混合器和射流混合器)。

2、考試要求

了解攪拌器的主要結(jié)構(gòu)、流體混合特性和表征，了解攪拌設(shè)備的基本設(shè)計和放大。

(四)流體通過顆粒層的流動及過濾

1、考試內(nèi)容

(1)單顆粒、顆粒群和顆粒床層的特性;(2)流體通過固定床的壓降及簡化模型;(3)過濾原理和分類;(4)過濾過程的數(shù)學描述及計算、濾餅的洗滌;(5)壓濾和吸濾設(shè)備、離心過濾設(shè)備。

2、考試要求

了解顆粒床層的特性和流動壓降計算。掌握過濾操作的基本原理、基本方程式及應(yīng)用、不同過濾方式的操作計算。了解典型過濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點。

(五)顆粒的沉降和流態(tài)化

1、考試內(nèi)容

(1)曳力和顆粒自由沉降;(2)沉降分離設(shè)備、操作原理及計算;(3)流化床基本概念和主要特性;(4)流化床操作及計算;(5)氣力輸送原理、分類和主要流動特性。

2、考試要求

掌握分析顆粒運動的基本方法，能夠?qū)︻w粒運動過程進行分析和計算。掌握流態(tài)化的原理和計算。了解沉降分離設(shè)備和氣力輸送設(shè)備的分類和應(yīng)用，掌握沉降分離設(shè)備的原理和計算。。

(六)傳熱及換熱設(shè)備

1、考試內(nèi)容

(1)冷、熱流體熱交換的形式、載熱體;(2)傳熱速率和熱通量及傳熱機理;(3)熱傳導(dǎo)與傅立葉定律、導(dǎo)熱系數(shù);(4)平壁、圓筒壁和多層壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)的計算;(5)對流傳熱過程分析和數(shù)學描述;(6)準數(shù)和傳熱系數(shù)經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式;(7)沸騰傳熱和冷凝傳熱;(8)黑體輻射及基本規(guī)律;(9)傳熱過程計算;(10)換熱器的分類、計算與選型;(11)傳熱過程的強化途徑;;(12)蒸發(fā)操作主要特點;(13)蒸發(fā)設(shè)備，單效和多效蒸發(fā)。

2、考試要求

熟練掌握傅立葉定律、熱傳導(dǎo)的基本原理和定態(tài)熱傳導(dǎo)的計算。了解對流傳熱的影響因素、主要關(guān)聯(lián)式、對流傳熱的計算和傳熱強化。掌握換熱器和蒸發(fā)器的基本計算，了解換熱器和蒸發(fā)器的分類、選型和應(yīng)用。了解黑體輻射的特點和規(guī)律。能夠靈活運用傳熱基本原理，求解簡單的非穩(wěn)態(tài)傳熱問題。

(七)氣體吸收

1、考試內(nèi)容

(1)氣液相平衡;(2)分子擴散和菲克定律、擴散系數(shù);(3)對流傳質(zhì)理論和相關(guān)準數(shù);(4)吸收過程的數(shù)學描述;(5)吸收塔的設(shè)計型和操作型計算;(6)氣體吸收特點和吸收過程計算;(7)化學吸收。

2、考試要求

熟練掌握傳質(zhì)、吸收與解吸過程的基本理論，了解擴散系數(shù)、傳質(zhì)系數(shù)等參數(shù)的計算方法。掌握物料衡算、操作線方程以及吸收過程的計算。了解主要的吸收設(shè)備、流程及應(yīng)用。能夠靈活運用傳質(zhì)基本原理，解決簡單的非穩(wěn)態(tài)吸收問題。

(八)液體精餾

1、考試內(nèi)容

(1)蒸餾分離的依據(jù);(2)雙組份溶液(理想和非理想體系)的汽液平衡的汽液相平衡，(3)平衡蒸餾和簡單蒸餾;(4)精餾原理和精餾過程的數(shù)學描述;(5)精餾塔的操作和操作方程;(6)雙組分精餾的設(shè)計型和操作型計算;(7)間歇精餾特點與計算;(8)萃取精餾和恒沸精餾; (9)多組分精餾基礎(chǔ)和計算。

2、考試要求

熟練掌握蒸餾和精餾的基本原理、以及不同條件下的精餾計算，包括進料狀態(tài)和位置、平衡線、q線、回流比、精餾段操作線和提餾段操作線、理論板及全塔效率等。了解特殊精餾的特點。能夠靈活運用傳質(zhì)基本原理，解決簡單的非穩(wěn)態(tài)精餾問題。

(九)氣液傳質(zhì)設(shè)備

1、考試內(nèi)容

(1)板式塔的結(jié)構(gòu)和操作;(2)塔板和塔內(nèi)的兩相流體力學特性、塔板效率;(4)填料塔的結(jié)構(gòu)及主要填料的特性;(5)填料層和填料塔內(nèi)的流體力學性能和氣液傳質(zhì);(7)氣液傳質(zhì)設(shè)備的不正常操作。

2、考試要求

了解填料塔和板式塔的主要構(gòu)件，了解塔內(nèi)兩相流動狀況和傳質(zhì)特性，了解常見的氣液傳質(zhì)設(shè)備不正常操作情況。掌握板式塔和填料塔的一般計算。

(十)液液萃取

1、考試內(nèi)容

(1)液液萃取原理;(2)液液相平衡和三角形相圖;(3)單級和多級萃取過程計算;(4)萃取設(shè)備主要類型、特點和選型;(5)萃取設(shè)備操作和液液傳質(zhì);(6)超臨界流體萃取和液膜萃取。

2、考試要求

熟練掌握液液兩相傳質(zhì)特性和萃取原理，掌握單級和多級萃取過程的計算方法，了解萃取操作和設(shè)備特性，了解超臨界流體萃取和液膜萃取。

(十一)熱質(zhì)同時傳遞過程和固體干燥

1、考試內(nèi)容

(1)濕空氣的性質(zhì)和濕度圖;(2)熱質(zhì)同時傳遞過程的數(shù)學描述和基本計算;(3)干燥速率及其影響因素;(4)干燥過程計算;(5)常用干燥器及其特點。

2、考試要求

掌握濕空氣的主要性質(zhì)和狀態(tài)參數(shù)。掌握干燥過程的物料衡算和熱量衡算。了解影響干燥過程的因素、以及干燥器的主要型式和應(yīng)用。

(十二)其它傳質(zhì)分離方法

1、考試內(nèi)容

(1)溶液結(jié)晶;(2)吸附分離;(3)膜分離。

2、考試要求

理解溶液結(jié)晶、吸附分離和膜分離過程的基本原理，了解所涉及的物料和熱量衡算、以及設(shè)備特性。

四、試卷題型及比例

l 試題包括基本概念題、計算題和分析題。

l 題型(大約比例)：選擇填空題占20%、問答題占20%、計算題占40%、分析題占20%。

l 試卷滿分為：150分。

五、參考教材

l 《化工原理》(第四版)，上、下冊. 陳敏恒、叢德滋、方圖南、齊鳴齋/潘鶴林編，北京：化學工業(yè)出版社，2015