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科目代碼、名稱:(803)化工原理

專業類別：■學術型 □專業學位

適用專業:化學工程與技術等專業

一、基本內容

1.流體力學基礎

(1)熟練掌握流體靜力學方程并靈活運用;

(2)理解流體流動過程的描述方法及相關概念;

(3)熟練掌握連續性方程和機械能衡算方程并靈活運用;

(4)理解牛頓粘性定律、層流和湍流以及邊界層、非牛頓型流體等概念;

(5)熟練掌握簡單管路、并聯管路和分支管路的計算方法;

(6)掌握流速、流量的測定原理和方法。

2.流體輸送機械

(1)深入理解流體輸送機械的流量、壓頭、功率和效率等概念，熟練掌握泵的特性曲線;

(2)掌握離心泵的操作原理，理解氣縛和汽蝕現象;

(3)熟練掌握離心泵選型和安裝高度計算的方法;

(4)熟練掌握不同類型流體輸送機械的流量調節方法;

(5)了解其它流體輸送機械的操作原理、基本構造及適用范圍。

3.機械分離與固體流態化

(1)了解固體顆粒特性和固定床特性，熟練掌握顆粒沉降速度的計算;

(2)掌握降塵室的操作原理和設計方法;

(3)掌握旋風分離器的操作原理、分離性能計算方法和選型方法;

(4)掌握過濾過程的物理模型和數學模型;

(5)了解板框壓濾機、葉濾機、轉筒過濾機的構造和操作原理;

(6)熟練掌握過濾速率方程及其在恒壓操作條件下的應用;

(7)熟練掌握恒速和恒壓過濾方程及過濾機生產能力的計算;

(8)理解固體流態化現象，掌握流化床的流體力學性能和計算方法，了解流化床的傳熱和傳質機理以及特點。

4.機械攪拌

(1)掌握機械操作的基本原理、攪拌設備的基本結構、攪拌葉輪的類型及特點;

(2)了解攪拌容器內的總體流動狀況，掌握攪拌雷諾數的定義;

(3)理解互溶液體攪拌、固-液懸浮攪拌、液-液分散攪拌及氣-液分散攪拌過程中涉及的過程原理和流動特點，掌握這些攪拌過程所涉及相關參數的計算方法;

(4)掌握攪拌功率的計算、攪拌設計與放大的基本方法。

5.熱量傳遞基礎

(1)熟練掌握傅立葉定律和一維穩態導熱過程的計算;

(2)深入理解兩流體通過固體間壁傳熱的概念;

(3)熟練掌握傳熱速率方程、熱量衡算方程和傳熱系數的計算;

(4)理解對流傳熱的概念以及牛頓冷卻定律;

(5)理解對流傳熱膜系數的準數方程式，并能分析各種因素對不同情況下對流傳熱的影響;

(6)掌握傳熱效率和傳熱單元數的計算方法;

(7)了解熱輻射概念，掌握兩固體間的輻射傳熱和設備熱損失的計算方法;

(8)了解冷凝和沸騰傳熱的特點。

6.傳熱設備(換熱器)

(1)了解化工生產中常用的換熱設備;

(2)熟練掌握列管式換熱器的結構、選型和設計方法;

(3)熟練掌握換熱過程的強化途徑;

(4)了解其它類型換熱器的結構及其特點。

7.質量傳遞基礎

(1)理解兩相傳質過程概念;

(2)熟練掌握相組成的各種表示方法;

(3)熟練掌握費克定律和分子擴散速率的計算;

(4)理解對流擴散概念，熟練掌握對流擴散速率的計算。

8.氣體吸收

(1)熟練掌握氣體在液體中溶解度的表示方法和亨利定律的三種形式;

(2)熟練掌握吸收速率方程、總傳質系數和傳質分系數之間的關系;

(3)熟練掌握吸收塔物料衡算和操作線方程;

(4)熟練掌握低濃度氣體吸收塔溶劑用量和填料層高度、理論塔板數的計算;

(5)了解脫吸的特點，掌握脫吸過程的計算方法;

(6)了解多組分吸收、化學吸收和非等溫吸收等概念以及高濃度氣體吸收的特點;

(7)了解雙膜、滲透和表面更新等三種傳質模型以及傳質系數關聯式。

9.蒸餾

(1)了解雙組分混合液的汽液平衡概念，熟練掌握理想系統相平衡的計算方法;

(2)掌握簡單蒸餾和平衡蒸餾的原理和計算方法，掌握平衡級蒸餾概念;

(3)深入理解精餾過程原理;

(4)熟練掌握雙組分混合液連續精餾的操作線、平衡線和進料線方程，深入理解進料狀態對操作的影響，并運用于精餾過程的操作型計算和設計型計算;

(5)熟練掌握理論塔板數的各種計算方法;

(6)深入理解板效率的概念，掌握實際塔板數的計算方法;

(7)深入理解回流比等操作參數的優化選取原則和方法;

(8)掌握塔頂分凝器、塔底直接通入蒸汽、多股進料和側線出料等雙組分精餾過程的基本原理，了解水蒸氣蒸餾、間歇精餾、恒沸精餾、萃取精餾和多元精餾等基本概念、操作原理和適用場合。

10.氣液傳質設備

(1)了解板式塔和填料塔的典型結構、分類和特點;

(2)了解不同類型的塔板和填料的結構特點;

(3)理解塔板和填料的流體力學性能及其操作極限;

(4)初步掌握塔設備的基本設計方法;

(5)了解板效率的預測方法和經驗關聯式。

11.干燥

(1)熟練掌握濕空氣的性質、T-H圖及其用法;

(2)熟練掌握空氣對流干燥器的物料衡算和熱量衡算方法;

(3)理解干燥過程的機理，熟練應用干燥曲線計算恒定干燥條件下的干燥速度和干燥時間;

(4)了解各種常用干燥器的操作原理和結構特點;

(5)了解氣體增濕、減濕的操作原理。

12.其它

(1)深入理解各類化工過程中的平衡和速率、推動力和阻力等概念;

(2)熟練掌握質量衡算和能量衡算的原理和方法;

(3)深入理解萃取和浸取過程的相關概念;

(4)了解其它化工分離過程的基本原理;

(5)了解化學工程技術發展趨勢;

(6)能夠靈活運用相關知識解釋生產和生活中的實際問題。

(7)熟練掌握化工原理相關實驗的方法、原理、過程與操作技能。

二、考試要求(包括考試時間、總分、考試方式、題型、分數比例等)

1. 考試時間：3小時;

2. 總分：150分;

3. 考試方式：筆試;

4. 題型及分數比例如下：

(1)選擇題：約30分;(2)填空題：約20分;(3)簡答題：約30分;

(4)計算題：約70分。

三、主要參考書目

1. 何潮洪，劉永忠，竇梅，馮霄.《化工原理》(上)，科學出版社，2017

2. 何潮洪，伍欽，魏鳳玉，姚克儉.《化工原理》(下)，科學出版社，2017

3. 余立新，蔣維鈞.《化工原理》，清華大學出版社，2005

4. 姚克儉，姬登祥，俞曉梅等. 《化工原理實驗立體教材》，浙江大學出版社，2009