化工原理 课程考核大纲

一、考核对象：
化学工程与工艺本科专业 
二、命题依据：
1、专业培养方案
2、本课程教学大纲
三、考核形式及试卷结构
1、试卷总分：100分
2、考核时限：120分钟
3、考核方式：闭卷
4、学生携带文具要求：笔，计算器，尺
5、试卷题型比例：选择题15-20%，填空题20-30%，综合题15-20%，计算题30-40%
6、试卷内容比例：基础题70%；提高题20%；较难题10%

四、课程考试内容和要求
上 册
绪论
1．化工过程与单元操作的关系
化工生产过程的特点 化工工艺学与化学工程学的性质 单元操作的任务
2．《化工原理》课程的性质，内容
基础理论 典型单元操作 相关课程
3．《化工原理》课程规律和重要基础概念
物料衡算 能量衡算 单位换算和公式转换 平衡关系 过程速率 经济效益
重 点：
化工原理课程中三大单元操作的分类和过程速率的重要概念的内涵。
第一章 流体流动
1．概述
流体的特性 连续介质模型 
2．流体静力学原理和应用 
流体密度 流体静压强流体静力学基本方程 U型压差计 
3．流体流动中的守恒定律
流体流动的连续性方程及其应用 定态流动
柏努利方程及其几何意义和应用 流线与轨线
4．流体流动的阻力
管流现象 流动型态一一层流和湍流
雷诺数的物理意义和临界值 流动阻力分析 管流阻力计算
牛顿粘性定律 管流速度分布 边界层的发展和和分离 
5．流体流动阻力的计算 
直管阻力计算式 层流时的摩擦系数 湍流时的摩擦系数 
海根—泊稷叶公式样 布拉修斯公式 范宁公式
局部阻力系数法和当量长度法 非圆管道的当量直径计算法
因次分析法 Moody图及其使用 
6．管路计算
简单管路与复杂管路 简单管路计算的方程组
管路的设计型计算 管路的操作型计算
空气、水在管中的常用流速范围 简单管路的典型试算法 
7．流速和流量的测量
皮托管 孔板流量计 文丘里流量计 转于流量计
重 点： 
流体流动过程中的基本原理及流体在管内的流动规律；柏努利方程式的应用；流体在管道内的流动阻力产生的原因和摩擦阻力的计算；简单管路的计算。
第二章 流体输送机械 
1．概述
离心泵的结构和工作原理 速度三角形 
2．离心泵的基本方程
欧拉方程 
3．离心泵的特性曲线及影响因素
泵的流量、扬程、轴功率和效率参数 升扬高度 扬程、轴功率、
效率与流量的关系曲线 泵的设计点和离心泵的铭牌参数
液体物理性质对特性曲线的影响 泵的转速和叶轮直径对特性曲线的影响。
4．离心泵的工作点和流量调节
管路特性曲线方程式 改变阀门的开度 改变泵的转速及叶轮外径
对离心泵工作点的影响 离心泵的串联和并联 
5．离心泵的安装和选型 
汽蚀现象 安装高度计算 离心泵的类型 离心泵的选型 
6．离心式风机
风机分类 性能参数 特性曲线风机选型 
7．其他类型的流体输送机械
往复泵 喷射泵 齿轮泵 旋涡泵等
基本要求：
了解离心泵的结构及基本方程式；掌握离心泵的性能参数及影响因素、泵的特性曲线、工作点和流量调节；掌握离心泵安装高度的确定原则；正确选用离心泵、风机的型号．了解其它类型流体输送机械．
重 点： 
离心泵的特性曲线及其影响因素； 管路特性曲线方程式．
第三章 机械分离和固体流态化
1．概述
非均相物系 非均相物系分离的理论依据
颗粒流体力学的研究内容 非均相分离的方法和用途 机械分离 
2．颗粒的几何特性
单颗粒的特性 颗粒群的特性 颗粒床层的特性 
3．液体过滤与过滤设备
固定床层的流动现象 毛细管束流动模型 模型参数的估值
柯士尼公式和欧根公式 过滤的分类 过滤速度基本计算式
过滤常数和过滤基本方程式及其应用 常见过滤设备的结构
和操作与计算 
4．颗粒沉降与沉降设备
重力沉降过程和沉降速度的基本概念 颗粒重力自由沉降计算式
沉降室的工艺计算 离心沉降的基本原理
旋风分离器的工艺计算 
5．固体流态化
固体颗粒床层的分类 流态化操作特点 固体流态化的
流体力学特性曲线 流化床的流化空速范围的计算
重 点： 
影响固定床层流动压降的主要因素；恒压过滤基本方程式及其应用；板框过滤机的操作和工艺计算；球形颗粒的重力自由沉降速度的计算；斯托克斯公式；除尘室的生产能力计算。
第四章 传热
1．概 述
传热的基本方式 冷、热流体热交换的形式 传热速率和热通量及其相互关系
传热在化工生产中的应用 
2．热传导
温度场与傅立叶定律 导热系数的物理意义 温度和压力对导热系数的影响
平壁和圆筒壁的热传导过程的特点 壁内温度分布形式 接触热阻
热传导速率的计算式 
3．对流传热
对流传热过程分析 对流传热过程的分类 牛顿冷却定律
影响对流传热系数的主要因素 无相变化流体的对流传热系数准数关联式
有相变化流体的传热系数关联式 对流传热系数的一般范围
传热系数计算公式中的解析方法、因次分析法和纯经验法的应用 
4．辐射传热 
物体的辐射能力 普朗克定律 斯蒂芬一一波尔茨曼定律
克希霍夫定律 固体壁面间的辐射传热 对流与辐射的串联传热
对流与辐射的并联传热 
5．传热过程计算． 
冷、热流体间壁传热过程的分解 传热速率方程式及其物理意义
无相变化与有相变化时热负荷的计算 恒温传热与变温传热平均温差的计算
推导对数平均温度差的简化假设条件 总传热系数的意义和计算
传热面积的计算与壁温的估算
换热器的设计型计算 换热器的核算型计算 传热效率法计算
式及其应用 
6．换热器
换热器的分类 传热过程的强化途径 换热器的设计与选型
重 点：
傅立叶定律及其一维稳态热传导应用；牛顿冷却定律和影响对流传热系数的主要因素；流体在圆形直管内强制湍流传热及对流传热系数的计算；换热器的热负荷计算，对数平均温度差的计算；总传热系数的计算；换热器的设计型计算。
下册
第一章 蒸馏 
1．概述
蒸馏原理与蒸馏操作 闪蒸 
2．双组分体系的汽液平衡
理想体系的汽液平衡 非理想体系的汽液平衡 
3．双组分简单蒸馏 
简单蒸馏 
4．双组分连续精馏
连续精馏原理与过程分析 基本型连续精馏塔的设计型和操作型计算
其它类型的连续精馏 
5．间歇精馏 
间歇精馏特点与计算 
6。特殊精馏 
萃取精馏 恒沸精馏 
重 点：
相对挥发度， “t—x—y”图线，精馏原理，恒摩尔流假设，进料状态，操作线方程， 操作型计算和设计型计算。
第二章 吸收 
1．概述
吸收与传质 物理吸收与化学吸收 吸收与解吸 溶剂的选择 
2．汽液相平衡
平衡溶解度 过程方向判断与过程推动力 
3．分子扩散
分子扩散速率(菲克定律) 分子扩散传质速率
组分在气相、液相中的分子扩散系数 
4．对流传质
吸收过程 吸收机理模型 对流传质速率 总传质系数 
5．填料塔中低浓度气体吸收过程的计算
填料塔简介 低浓度气体吸收的特点 物料衡算 填料层高层的计算
传质单元高度的计算 传质单元数的计算 填料吸收塔的设计型计算
填料吸收塔的操作型计算
重 点：
溶剂选择，亨利定律，菲克定律，双膜理论，汽、液相总传质系数，操作线，平衡线，设计型和操作型计算。
第三章 蒸馏和吸收塔设备
1． 概述
塔设备的分类塔设备的性能指标 
2． 填料塔
填料塔的结构 填料的种类 填料塔的流体力学性能和气液传质
填料塔附件 等板高度 
3． 板式塔
板式塔的结构 塔板的型式 塔板的流体力学性能 塔板效率 
4． 填料塔和板式塔的比较
两种塔型的异同点 塔型的选择
重 点：
气体通过填料层的压力降；影响泛点气速的主要因素。板式塔的负荷性能图；筛板塔的设计。
第四章 干燥
1． 概述 
2．湿空气的性质和湿度图
湿空气的性质 湿空气的“I一H”图及其应用 
3．干燥过程的物料衡算和热量衡算
物料衡算 热量衡算 干燥器出口空气状态的确定 干燥器的热效率和干燥效率 4．干燥速率和干燥时间 
物料中所含水分的性质 干燥速率及其影响因素 恒定干燥条件下干燥时间的计算 
5．干燥器 
干燥器的类型
重 点：
湿空气性质，物料衡算和热量衡算，干燥速率和干燥速率曲线，临界水含量，干燥时间的计算。