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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、應用化學、化學工藝、生物化工、環境工程等專業的碩士研究生入學考試。“化工原理”是化工類及相近專業的重要應用基礎課程，以傳遞過程(動量傳遞、傳質和傳熱)為主線，涵蓋了化學工業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備性能，能夠進行定量過程計算和基本的工程設計，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理論;

2. 掌握單元操作過程的典型設備的特性，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、考試主要內容和要求

(一)流體流動

1、考試內容

(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)流體流動的連續性方程及其應用;(4)機械能守恒及伯努利方程的應用;(5)流動型態(層流和湍流)及判據;(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、考試內容

(1)主要流體輸送機械的類型及特點;(2)離心泵的類型、結構、工作原理、性能參數、特性曲線、流量調節、組合操作、安裝和汽蝕現象;(3)往復泵的類型、工作原理、流量調節和特性曲線;(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構、原理和主要用途。掌握離心泵的工作原理、特性曲線、流量調節和安裝。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) 其他混合設備主要類型(靜態混合器、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構、流體混合特性和表征，了解攪拌設備的基本設計和放大。

(四)流體通過顆粒層的流動及過濾

1、考試內容

(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)過濾過程的數學描述及計算、濾餅的洗滌;(5)壓濾和吸濾設備、離心過濾設備。

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、基本方程式及應用、不同過濾方式的操作計算。了解典型過濾設備的結構和特點。

(五)顆粒的沉降和流態化

1、考試內容

(1)曳力和顆粒自由沉降;(2)沉降分離設備、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，能夠對顆粒運動過程進行分析和計算。掌握流態化的原理和計算。了解沉降分離設備和氣力輸送設備的分類和應用，掌握沉降分離設備的原理和計算。。

(六)傳熱及換熱設備

1、考試內容

(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)熱傳導與傅立葉定律、導熱系數;(4)平壁、圓筒壁和多層壁穩定熱傳導的計算;(5)對流傳熱過程分析和數學描述;(6)準數和傳熱系數經驗關聯式;(7)沸騰傳熱和冷凝傳熱;(8)黑體輻射及基本規律;(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)蒸發操作主要特點;(13)蒸發設備，單效和多效蒸發。

2、考試要求

熟練掌握傅立葉定律、熱傳導的基本原理和定態熱傳導的計算。了解對流傳熱的影響因素、主要關聯式、對流傳熱的計算和傳熱強化。掌握換熱器和蒸發器的基本計算，了解換熱器和蒸發器的分類、選型和應用。了解黑體輻射的特點和規律。能夠靈活運用傳熱基本原理，求解簡單的非穩態傳熱問題。

(七)氣體吸收

1、考試內容

(1)氣液相平衡;(2)分子擴散和菲克定律、擴散系數;(3)對流傳質理論和相關準數;(4)吸收過程的數學描述;(5)吸收塔的設計型和操作型計算;(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、吸收與解吸過程的基本理論，了解擴散系數、傳質系數等參數的計算方法。掌握物料衡算、操作線方程以及吸收過程的計算。了解主要的吸收設備、流程及應用。能夠靈活運用傳質基本原理，解決簡單的非穩態吸收問題。

(八)液體精餾

1、考試內容

(1)蒸餾分離的依據;(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學描述;(5)精餾塔的操作和操作方程;(6)雙組分精餾的設計型和操作型計算;(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。能夠靈活運用傳質基本原理，解決簡單的非穩態精餾問題。

(九)氣液傳質設備

1、考試內容

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

2、考試要求

了解填料塔和板式塔的主要構件，了解塔內兩相流動狀況和傳質特性，了解常見的氣液傳質設備不正常操作情況。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)萃取設備主要類型、特點和選型;(5)萃取設備操作和液液傳質;(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，了解萃取操作和設備特性，了解超臨界流體萃取和液膜萃取。

(十一)熱質同時傳遞過程和固體干燥

1、考試內容

(1)濕空氣的性質和濕度圖;(2)熱質同時傳遞過程的數學描述和基本計算;(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和狀態參數。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用。

(十二)其它傳質分離方法

1、考試內容

(1)溶液結晶;(2)吸附分離;(3)膜分離。

2、考試要求

理解溶液結晶、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：化學工業出版社，2015