《化工原理》考核大綱

1、化工原理課程考核大綱一、適應(yīng)對象修讀完本課程規(guī)定內(nèi)容的化學(xué)工程與工藝、制藥工程、應(yīng)用化學(xué)、生物工程專業(yè)的學(xué)生。二、考核目的課程考核的目的是為了督促學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，鞏固和提高所學(xué)的知識與技能，檢查學(xué)生對所學(xué)知識的理解、掌握程度和技能的運行情況，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的智力和能力，同時檢查教學(xué)效果，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，改進教學(xué)方法，促進教學(xué)質(zhì)量的提高。三、考核形式與方法采取閉卷考試，統(tǒng)一命題，統(tǒng)一判卷。四、課程考核成績構(gòu)成總成績=（平時作業(yè)成績+考勤）30%+試卷成績70%。五、考核內(nèi)容與要求緒論1化工過程與單元操作的關(guān)系化工生產(chǎn)過程的特點 化工工藝學(xué)與化學(xué)工程學(xué)的性質(zhì) 單元操作的任務(wù)2化工原理課程的性質(zhì)，內(nèi)容

2、基礎(chǔ)理論 典型單元操作 相關(guān)課程3化工原理課程規(guī)律和重要基礎(chǔ)概念物料衡算 能量衡算 單位換算和公式轉(zhuǎn)換 平衡關(guān)系 過程速率 經(jīng)濟效益重 點：化工原理課程中三大單元操作的分類和過程速率的重要概念的內(nèi)涵。第一章 流體流動1概述流體的特性 連續(xù)介質(zhì)模型2流體靜力學(xué)原理和應(yīng)用流體密度 流體靜壓強流體靜力學(xué)基本方程 U型壓差計3流體流動中的守恒定律流體流動的連續(xù)性方程及其應(yīng)用 定態(tài)流動柏努利方程及其幾何意義和應(yīng)用 流線與軌線4流體流動的阻力管流現(xiàn)象 流動型態(tài)一一層流和湍流雷諾數(shù)的物理意義和臨界值 流動阻力分析 管流阻力計算牛頓粘性定律 管流速度分布 邊界層的發(fā)展和和分離5流體流動阻力的計算直管阻力計算式

3、 層流時的摩擦系數(shù) 湍流時的摩擦系數(shù)海根泊稷葉公式樣 布拉修斯公式 范寧公式局部阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法 非圓管道的當(dāng)量直徑計算法因次分析法 Moody圖及其使用6管路計算簡單管路與復(fù)雜管路 簡單管路計算的方程組管路的設(shè)計型計算 管路的操作型計算空氣、水在管中的常用流速范圍 簡單管路的典型試算法7流速和流量的測量皮托管 孔板流量計 文丘里流量計 轉(zhuǎn)于流量計重 點：流體流動過程中的基本原理及流體在管內(nèi)的流動規(guī)律；柏努利方程式的應(yīng)用；流體在管道內(nèi)的流動阻力產(chǎn)生的原因和摩擦阻力的計算；簡單管路的計算。第二章 流體輸送機械1概述離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 速度三角形2離心泵的基本方程歐拉方程3離心泵的特性曲

4、線及影響因素泵的流量、揚程、軸功率和效率參數(shù) 升揚高度 揚程、軸功率、效率與流量的關(guān)系曲線 泵的設(shè)計點和離心泵的銘牌參數(shù)液體物理性質(zhì)對特性曲線的影響 泵的轉(zhuǎn)速和葉輪直徑對特性曲線的影響。4離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)管路特性曲線方程式 改變閥門的開度 改變泵的轉(zhuǎn)速及葉輪外徑對離心泵工作點的影響 離心泵的串聯(lián)和并聯(lián)5離心泵的安裝和選型汽蝕現(xiàn)象 安裝高度計算 離心泵的類型 離心泵的選型6離心式風(fēng)機風(fēng)機分類 性能參數(shù) 特性曲線風(fēng)機選型7其他類型的流體輸送機械往復(fù)泵 噴射泵 齒輪泵 旋渦泵等基本要求：了解離心泵的結(jié)構(gòu)及基本方程式；掌握離心泵的性能參數(shù)及影響因素、泵的特性曲線、工作點和流量調(diào)節(jié)；掌握離心泵安

5、裝高度的確定原則；正確選用離心泵、風(fēng)機的型號了解其它類型流體輸送機械重 點：離心泵的特性曲線及其影響因素； 管路特性曲線方程式第三章 機械分離和固體流態(tài)化1概述非均相物系 非均相物系分離的理論依據(jù)顆粒流體力學(xué)的研究內(nèi)容 非均相分離的方法和用途 機械分離2顆粒的幾何特性單顆粒的特性 顆粒群的特性 顆粒床層的特性3液體過濾與過濾設(shè)備固定床層的流動現(xiàn)象 毛細管束流動模型 模型參數(shù)的估值柯士尼公式和歐根公式 過濾的分類 過濾速度基本計算式過濾常數(shù)和過濾基本方程式及其應(yīng)用 常見過濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作與計算4顆粒沉降與沉降設(shè)備重力沉降過程和沉降速度的基本概念 顆粒重力自由沉降計算式沉降室的工藝計算 離心沉降

6、的基本原理旋風(fēng)分離器的工藝計算5固體流態(tài)化固體顆粒床層的分類 流態(tài)化操作特點 固體流態(tài)化的流體力學(xué)特性曲線 流化床的流化空速范圍的計算重 點：影響固定床層流動壓降的主要因素；恒壓過濾基本方程式及其應(yīng)用；板框過濾機的操作和工藝計算；球形顆粒的重力自由沉降速度的計算；斯托克斯公式；除塵室的生產(chǎn)能力計算。第四章 傳熱1概 述傳熱的基本方式 冷、熱流體熱交換的形式 傳熱速率和熱通量及其相互關(guān)系傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用2熱傳導(dǎo)溫度場與傅立葉定律 導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義 溫度和壓力對導(dǎo)熱系數(shù)的影響平壁和圓筒壁的熱傳導(dǎo)過程的特點 壁內(nèi)溫度分布形式 接觸熱阻熱傳導(dǎo)速率的計算式3對流傳熱對流傳熱過程分析 對流傳熱過程

7、的分類 牛頓冷卻定律影響對流傳熱系數(shù)的主要因素 無相變化流體的對流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式有相變化流體的傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式 對流傳熱系數(shù)的一般范圍傳熱系數(shù)計算公式中的解析方法、因次分析法和純經(jīng)驗法的應(yīng)用4輻射傳熱物體的輻射能力 普朗克定律 斯蒂芬一一波爾茨曼定律克?；舴蚨?固體壁面間的輻射傳熱 對流與輻射的串聯(lián)傳熱對流與輻射的并聯(lián)傳熱5傳熱過程計算冷、熱流體間壁傳熱過程的分解 傳熱速率方程式及其物理意義無相變化與有相變化時熱負荷的計算 恒溫傳熱與變溫傳熱平均溫差的計算推導(dǎo)對數(shù)平均溫度差的簡化假設(shè)條件 總傳熱系數(shù)的意義和計算傳熱面積的計算與壁溫的估算換熱器的設(shè)計型計算 換熱器的核算型計算 傳熱效率法計算

8、式及其應(yīng)用6換熱器換熱器的分類 傳熱過程的強化途徑 換熱器的設(shè)計與選型重 點：傅立葉定律及其一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)應(yīng)用；牛頓冷卻定律和影響對流傳熱系數(shù)的主要因素；流體在圓形直管內(nèi)強制湍流傳熱及對流傳熱系數(shù)的計算；換熱器的熱負荷計算，對數(shù)平均溫度差的計算；總傳熱系數(shù)的計算；換熱器的設(shè)計型計算。第五章 蒸餾1概述蒸餾原理與蒸餾操作 閃蒸2雙組分體系的汽液平衡理想體系的汽液平衡 非理想體系的汽液平衡3雙組分簡單蒸餾簡單蒸餾4雙組分連續(xù)精餾連續(xù)精餾原理與過程分析 基本型連續(xù)精餾塔的設(shè)計型和操作型計算其它類型的連續(xù)精餾5間歇精餾間歇精餾特點與計算6。特殊精餾萃取精餾 恒沸精餾重 點：相對揮發(fā)度， “txy”圖線

9、，精餾原理，恒摩爾流假設(shè)，進料狀態(tài)，操作線方程， 操作型計算和設(shè)計型計算。第六章 吸收1概述吸收與傳質(zhì) 物理吸收與化學(xué)吸收 吸收與解吸 溶劑的選擇2汽液相平衡平衡溶解度 過程方向判斷與過程推動力3分子擴散分子擴散速率(菲克定律) 分子擴散傳質(zhì)速率組分在氣相、液相中的分子擴散系數(shù)4對流傳質(zhì)吸收過程 吸收機理模型 對流傳質(zhì)速率 總傳質(zhì)系數(shù)5填料塔中低濃度氣體吸收過程的計算填料塔簡介 低濃度氣體吸收的特點 物料衡算 填料層高層的計算傳質(zhì)單元高度的計算 傳質(zhì)單元數(shù)的計算 填料吸收塔的設(shè)計型計算填料吸收塔的操作型計算重 點：溶劑選擇，亨利定律，菲克定律，雙膜理論，汽、液相總傳質(zhì)系數(shù)，操作線，平衡線，設(shè)計

10、型和操作型計算。六、樣卷化學(xué)化工學(xué)院化工原理課程考試試題(A卷)2010年上學(xué)期化學(xué)、生物、應(yīng)化、制藥班級時量：120分鐘，總分100分填空題：（每空1分，共20分）1、流體在圓形直管中作層流流動，如果流量等不變，只是將管徑增大一倍，則阻力損失為原來的（ ）。2、對于非圓形管，當(dāng)量直徑等于四倍的流通截面積除以（ ）。 3、離心泵的（ ）又稱揚程。4、若離心泵的實際安裝高度（ ）允許安裝高度，在操作中會發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。5、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的（ ）和（ ）有關(guān)。 6、過濾介質(zhì)阻力忽略不計，濾餅不可壓縮，則恒速過濾過程中濾液體積由Vl增多至V2=2Vl時，則操作壓差由Pl增大至P2=（ ）。

11、7、間歇過濾機的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/T，T等于一個操作循環(huán)中（ ）、（ ） 和（ ）三項之和。 8、吸收率等于1的物體稱為（ ）。 9、熱通量q的單位為（ ）。 10、壓力（ ），溫度（ ），將有利于吸收的進行。 11、蒸餾是分離（ ）最常用的方法。 12、氣相混合物被冷卻到有第一滴液滴析出時的溫度稱為（ ）溫度。 13、對于二元理想溶液, x-y圖上的平衡曲線離對角線越近, 說明該物系（ ）。 14、完成一個精餾操作的兩個必要條件是（ ）和塔底上升蒸氣。 15、不需要任何介質(zhì)的傳熱稱為（ ）傳熱。 16、列管式換熱器中，流體在（ ）流動稱為流經(jīng)殼程。 二、（20分）如圖所示的輸水系統(tǒng)，已知

12、管內(nèi)徑為d=50mm，在閥門全開時輸送系統(tǒng)的l+le=50m，摩擦系數(shù)可取0.03, 泵的性能曲線在流量為6m3/h至15m3/h范圍內(nèi)可用下式描述: H=18.92-0.82Q0.8, H為泵的揚程m, Q為泵的流量m3/h。問:(1) 如要求輸送量為10m3/h, 單位質(zhì)量的水所需外加功為多少? 此泵能否完成任務(wù)?(2) 如要求輸送減至8m3/h(通過關(guān)小閥門來達到),泵的軸功率減少百分之多少？（設(shè)泵的效率變化忽略不計）三、（15分）某板框壓濾機共有10個框, 框空長、寬各為500mm, 在一定壓力下恒壓過濾30min后, 獲得濾液5m3, 假設(shè)濾布阻力可以忽略不計, 試求: (1) 過濾常數(shù)K; (2) 如果再過濾30min, 還能獲得多少m3濾液?四、（20分）有一直管換熱器，其熱流進出口溫度分別為90和40，冷流體進出口溫度分別為15(1)冷熱流體作并流流動時的平均溫度差。(b)冷熱流體作逆流流動時，所換熱量是否與并流時相同，如不相同，增加或減少多少？設(shè)兩種流動情