03146化工原理（二）.docx

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1、高自考考试大纲课程名称：化工原理（二）课程代码：03146 （理论）第一部分 课程性质与目标一、课程性质与特点化工原理是一门工程学科的课程，是运用物理、物理化学的基本原理来研究和分析 化工生产中的动量传递、热量传递及质量传递的原理，以及“三传”原理在各单元操作中的 应用。本课程培养学生用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题，它强调工程观点、 定量运算和设计能力的训练。二、课程目标与基本要求通过本课程的学习，学生应掌握动量传递过程、热量传递过程及质量传递过程的基本原 理；运用这些理论并结合所学的物理、化学、数学和物理化学等基础知识，研究化工、生物 制品生产过程中各种单元操作的内在规律和基本

2、原理。熟悉典型单元操作设备的基本构造, 理解它们的工作原理。培养学生具有正确选择适宜单元操作的能力；正确进行过程的物料衡 算、能量衡算和设冬选型配套设计计算的能力。在工程计算中能正确地查阅工程手册中各种 工程图表，获取设计计算有关参数。三、与本专业其他课程的关系化工原理课程是应用化学、生物工程及其相关专业必修的一门基础技术课程。学生 在学完高等数学、物理学、物理化学的基础上，通过本课程的学习，为本专业的“生物工程 设备”、“发酵工厂设计”等后续专业课打好工程技术方面的基础。第二部分 考核内容与考核目标绪论一、学习目的与要求了解化工原理课程的性质、任务，理解单元操作中常用的基本概念。掌握物理量的

3、 单位与量纲，以及混合物浓度的表示方法。二、考核知识点与考核目标识记：单元操作的概念及其分类、国际单位制、法定计量单位理解：量纲、量纲一致性方程、单位的一致性及其换算、单元操作中常用的基本概念 （物料衡算、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率及经济核算）应用：混合物浓度表示方法第一章流体流动一、学习目的与要求掌握流体流动的基本原理、基本概念，能灵活运用流体静力学方程式、连续性方程以及 实际流体机械能衡算式解决实际生产过程中工艺计算、管路计算等问题。掌握流体在管路中 流动时流动阻力产生的原因、影响因素及计算方法。了解常用流量计的测量原理。二、考核知识点与考核目标第一节 流体静力学（次重点）识记：流

4、体的压力、流体的密度与比体积、理解：流体静力学基本方程式的推导应用：流体静力学基本方程式的应用第二节 管内流体流动的基本方程式（重点）识记：流量（体积流量和质量流量）与流速（平均流速和质量流速）理解：流量与流速的关系、稳定流动与不稳定流动、伯努利方程的物理意义应用：管路直径的估算、连续性方程、伯努利方程、实际流体机械能衡算式第三节 管内流体流动现象（重点）识记：黏性、内摩擦力或粘滞力、黏度、运动黏度、牛顿性流体和非牛顿性流体、流体 流动类型理解：牛顿黏性定律、流体中的动量传递、雷诺数、流动相似原理、流体在圆管内的速 度分布、1/7次方定律应用：流体流动类型的判定原则、哈根泊谡叶方程第四节管内流

5、体流动的摩擦阻力损失（重点）识记：摩擦损失或阻力损失、直管摩擦阻力损失、局部摩擦阻力损失理解：直管中流体摩擦阻力损失的测定、管壁粗糙度、湍流的摩擦阻力损失、量纲分析 法（量纲一致性原则、口定理）、摩擦系数与雷诺数和相对粗糙度间的关系图、非圆形管的 当量直径应用：层流的摩擦阻力损失的计算、局部摩擦阻力损失的计算、管内流体流动的总摩擦 阻力损失计算第五节管路计算（次重点）识记：分支管路理解：并联管路的特点应用：简单管路hf的计算、简单管路u或qv的计算、简单管路d的计算、适宜管径 的选择第六节流量的测定（一般）识记：流量计的构造和应用理解：流量计的工作原理第二章 流体输送机械一、学习目的与要求掌握

6、离心泵的基本构造、工作原理、主要性能参数、特性曲线及其应用、离心泵安装高 度的计算，能够根据工艺需要正确选择和使用离心泵。了解常见的流体输送机械的工作原理。 二、考核知识点与考核目标第一节离心泵（重点）识记：离心泵的气缚现象与防止、离心泵的主要部件、离心泵的主要性能参数（流量、 扬程、轴功率、有效功率和效率）、离心泵功率损失的原因、离心泵的特性曲线、离心泵的 汽蚀现象与防止、离心泵的类型理解：离心泵的工作原理、离心泵特性曲线及其影响因素、管路特性曲线方程、离心泵 的工作点、离心泵的并联操作和串联操作、离心泵的汽蚀余量（有效汽蚀余量、必需汽蚀余 量和允许汽蚀余量）应用：离心泵的流量调节、离心泵的

7、安装高度、离心泵的选用第二节 其他类型化工用泵（一般）识记：往复泵的类型、齿轮泵和旋涡泵的工作原理和特点理解：往复泵的工作原理、往复泵的流量、往复泵的扬程与流量调节、正位移泵的特点 第三节气体输送机械（一般）识记：离心式通风机的工作原理和基本结构、离心式通风机的性能参数与特性曲线、离 心式鼓风机和压缩机的工作原理和结构、往复压缩机的余隙系数理解：气体压缩所需外功、汽缸余隙和压缩比对往复压缩机排气量的影响、往复压缩机 多级压缩的优点、常用真空泵的结构和工作原理第三章沉降与过滤一、学习目的与要求了解非均相物系的性质、分离目的及分离方法，掌握重力沉降和离心沉降的基本原理、 沉降速度的定义、计算方法及

8、应用；熟悉降尘室生产能力的数学描述和旋风分离器的主要性 能；掌握过滤操作的基本概念、过滤基本方程式及恒压过滤方程、过滤常数的测定方法；掌 握常用过滤设备的结构、特点及生产能力的计算。二、考核知识点与考核目标第一节概述（一般）识记：非均相物系的分离目的及常用的分离方法理解：颗粒与流体相对运动时所受的阻力第二节 重力沉降（次重点）识记：重力沉降的概念、自由沉降、沉降速度、增稠器的结构和常用絮凝剂理解：沉降速度的计算、沉降速度的影响因素、降尘室的分离原理、颗粒的临界粒径、 降尘室的形状和计算第三节离心沉降（次重点）识记：离心沉降的概念、离心分离因数、离心沉降速度理解：旋风分离器构造和操作原理、旋风分

9、离的压力损失、旋液分离器的构造和操作原 理、沉降式离心机的构造和操作原理第四节过滤（重点）识记：过滤的基本概念、常用的过滤介质和助滤剂、板框过滤机的构造与操作、转筒真 空过滤机的构造与操作、离心过滤机的构造与操作理解：过滤的两种方式、悬浮液量、固体量、滤液量及滤渣量之间的关系、过滤速率基 本方程式应用：恒压过滤速率方程、过滤常数的测定、恒压过滤的计算、转筒真空过滤机的生产 能力计算第四章传热一、学习目的与要求了解热量传递的三种基本方式，掌握傅里叶定律及一维稳定热传导的计算；掌握对流传 热的基本原理以及影响对流传热的主要因素；掌握牛顿冷却定律、对流传热系数的物理意义 及准数关联式的应用条件；掌握

10、传热过程的计算和强化传热过程的途径；了解换热器的类型 和结构以及辐射传热的基本定律，能够应用传热过程的一般规律分析和解决实际生产过程中 常见问题。二、考核知识点与考核目标第一节概述（一般）识记：传热过程的应用、热传导、对流（自然对流和强制对流）、热辐射、传热速率与 热流密度理解：稳态传热与非稳态传热、两流体通过间壁的传热过程、传热速率方程式第二节热传导（重点）识记：温度场和温度梯度的概念理解：傅里叶定律、热导率应用：单层与多层平壁的稳态热传导、单层与多层圆筒壁的稳态热传导第三节对流传热（次重点）识记：对流传热的基本概念、蒸汽冷凝方式、沸腾的概念及分类理解：对流传热的过程、牛顿冷却公式与对流传热

11、系数、影响对流传热的因素、对流 传热的特征数的名称和意义、特征尺寸、定性温度、无相变时对流传热系数的经验关联式、 蒸汽冷凝时的对流传热系数关联式、影响冷凝传热的因素、沸腾曲线、影响沸腾传热的因素、 选用对流传热系数关联式的注意事项第四节 两流体间传热过程的计算（重点）理解：恒温传热与变温传热、保温层的临界直径应用：热量衡算、传热的平均温度差的计算、总传热系数的计算、污垢热阻、壁温 计算第五节辐射传热（一般）识记：热辐射的物理本质、吸收率、反射率、透过率、透热体、白体、黑体、黑度与 灰体理解：固体、液体与气体的热辐射特点、黑体的辐射能力与斯蒂芬-波尔兹曼定律、实 际物体的辐射能力、克希霍夫定律、

12、辐射传热速率的计算、辐射传热的强化与削弱方法、辐 射与对流的联合传热第六节换热器（一般）识记：换热器的分类、间壁式换热器的结构及特点、加热介质与冷却介质的要求理解：列管式换热器选用计算中的有关问题、系列标准换热器的选用步骤、传热过程的 强化第五章吸收一、学习目的与要求掌握菲克定律、亨利定律、传质机理和吸收速率方程；掌握气体吸收的双膜理论、吸收 操作线方程和吸收剂用量的计算、填料层高度的计算；了解吸收操作型问题的分析方法和计 算；了解填料塔的结构和性能。二、考核知识点与考核目标第一节概述（一般）识记：吸收的基本概念、吸收操作的应用、吸收设备、吸收过程的分类理解：吸收剂的选择第二节气液相平衡（次重

13、点）理解：平衡分压、总压与溶解度的关系、亨利定律的内容及表达形式、亨利定律各系数 间的关系应用：气液相平衡在吸收中的应用第三节 吸收过程的传递速率（重点）识记：分子扩散的概念、扩散速率的概念、对流传质的概念、湍流扩散和涡流扩散的概 念理解：费克定律、等摩尔逆向扩散、组分A通过静止组分B的扩散、分子扩散系数、 单向内的对流传质、气相传质速率方程、液相传质速率方程、两相间传质的双膜理论、气膜 控制和液膜控制应用：等摩尔逆向扩散的传质速率方程、单方向扩散的传质速率方程、总传质速率方程 及其各种表示形式第四节吸收塔的计算（重点）识记：液-气比理解：液-气比对吸收操作的影响、最小液-气比的概念、适宜液-

14、气比的概念、填料层高 度的基本计算式、传质单元高度与传质单元数、传质单元数的计算（对数平均推动力法、吸 收因数法和图解积分法）、吸收塔的操作计算、解吸用气量与最小气-液比、解吸塔填料层高 度的计算应用：物料衡算与操作线方程、吸收剂用量与最小液-气比的计算第五节填料塔（一般）识记：填料塔的结构、填料的分类、填料的性能参数（比表面积、空隙率、堆积密度、 干填料因子、填料因子）、填料的基本要求、持液量、空塔气速、载点、液泛点、泛点速度、 填料塔的附件理解：气体通过填料层的压力降与液体流量及空塔气速之间的关系、泛点气速与压力降 的关系图应用：泛点气速与压力降的计算、塔径的计算第六章蒸馆一、学习目的与要

15、求熟悉蒸储的方法和原理，理解双组分理想溶液的气-液相平衡，了解精储装置的基本组 成及各部分所起的作用，理解理论板的概念及恒摩尔流假设，重点掌握双组分连续精储塔的 计算。二、考核知识点与考核目标概述（一般）识记：蒸储的概念、蒸镭操作的分类第一节 双组分溶液的汽液相平衡（次重点）识记：饱和蒸汽压的概念、理想溶液的概念、泡点和露点、挥发度与相对挥发度的概念理解：拉乌尔定律、理想溶液的汽液相平衡、理想溶液的汽液相平衡图（t-y-x图、y-x 图）、理想溶液的t-y-x关系式、非理想溶液的汽液相平衡应用：理想溶液的汽液相平衡方程第二节蒸储与精储原理（次重点）识记：简单蒸储与平衡蒸储的操作及应用理解：精微

16、装置的组成、精储原理（精储过程中的传热与传质）、理论板、回流、精馄 过程进行的必要条件第三节双组分连续精储的计算与分析（重点）识记：五种进料热状态及其对应的q值、回流比的概念、全回流和最少理论塔板数理解：恒摩尔流量假设的内容及条件、进料热状态参数q、最佳进料板位置、回流比和 进料热状态对精微过程的影响、塔顶液相回流比的选择、最小回流比和适宜回流比、恒浓区 和夹紧点、理论板数的简捷计算法、直接蒸汽加热的精储塔、两股进料的精僧塔应用：全塔物料衡算、精微段的操作线方程、提储段操作线方程、q线方程、理论板数 计算（图解法和逐板计算法）、精储塔的操作计算第四节间歇蒸储（一般）识记：间歇蒸播的概念、间歇蒸

17、僧的特点理解：回流比恒定的操作、储出液组成恒定的操作第五节恒沸蒸储与萃取蒸饰（一般）识记：恒沸精储和萃取精馀的应用条件理解：恒沸蒸馈和萃取精储的含义、恒沸蒸馆和萃取精储的应用实例、夹带剂和萃取剂 应具备的条件第六节板式塔（一般）识记：板式塔的结构、塔板结构、等板高度、塔板类型理解：塔板上汽液两相的接触状态、塔板上的液面落差、塔板筛孔漏液、液泛、液沫夹 带、应用：塔板效率（总塔板效率和单板效率）、塔高的确定、塔径的计算第七章干燥一、学习目的与要求了解干燥操作的分类、基本原理及特点；掌握湿空气的性质、湿度图及其应用；掌握干 燥过程的物料衡算和热量衡算；掌握干燥机理、干燥速率及其影响因素和干燥时间的

18、计算； 了解常用干燥器的性能及应用范围。二、考核知识点与考核目标第一节概述（一般）识记：固体物料的去湿方法、湿物料的干燥方法理解：红外线辐射干燥的原理、微波加热干燥原理、冷冻干燥原理、真空干燥的特点、 对流干燥过程的传热与传质第二节湿空气的性质及湿度图（重点）识记：湿空气中湿含量的表示方法（水汽分压、相对湿度、湿度、饱和湿度的概念）、 湿空气的比体积、比热容和焰的概念理解：湿空气的温度（干球温度、湿球温度、露点、绝热饱和温度）、湿空气的湿度图应用：湿空气的相对湿度、湿度、比体积、比热容和焰的计算、湿空气的湿度图的应用第三节 干燥过程的物料衡算和热量衡算（重点）理解：物料含水量表示方法（干基含水

19、量、湿基含水量）应用：干燥过程的物料衡算（干燥产品流量、水分蒸发量和空气消耗量的计算）、干燥 过程的热量衡算（预热器加热量、干燥器的热量衡算）第四节 物料的平衡含水量与干燥速率（重点）识记：自由水与平衡水、结合水与非结合水的概念理解：物料的干燥实验曲线、干燥过程的三个阶段（预热阶段、恒化干燥阶段、降速干 燥阶段）及其特点、物料的平衡含水量曲线、影响恒速干燥速率的因素、影响降速干燥速率 的因素、临界含水量及其影响因素应用：恒定干燥条件下的干燥速率与干燥时间的计算第五节 干燥设备（一般）识记：常用对流干燥器的结构及优缺点理解：流化床干燥器、气流干燥器和喷雾干燥器的工作原理、干燥器的选用及其有关事

20、项第三部分有关说明与实施要求一、考核的能力层次表述本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能 力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、 原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点 分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。二、教材1、指定教材化工原理.北京：化学工业出版社.王志魁.

21、第三版.20052、参考教材化工原理（上、下册）.天津：天津大学出版社.夏清，陈常贵.修订版.2005化工原理例题与习题.天津：天津大学出版社.姚玉英.第三版.2001三、自学方法指导1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识 点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念 必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、 方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆

22、，以利于突出重点，并涵盖整个 内容，可以不断提高自学能力。4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解 决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同 层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际 和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤） 分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。四、对社会助学的要求1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。3、辅导时，应以考试大纲

23、为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大 纲脱节。4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取 帮助，依靠自己学通的方法。5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习， 在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中 会存在着不同难度的试题。8、助学学时：本课程共5学分，建议总课时90学时，其中助学课时分配如下：章次内容学时绪论绪论2流体流动14流体输送机械8

24、k沉降与过滤12四传热14五吸收14六蒸僧14七干燥12合计90五、关于命题考试的若干规定1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：识记为20 %、理解为30 %、 应用为50%。3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2:3:3:2。4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%,次重点占25%, 一般占10%。5、试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、填空题、名词解释、简答题、计 算题。6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。六、题型示例（样题）（一）、单项选择题流

25、体在圆形直管中流动时，若其已进入完全湍流区，则摩擦系数X与雷诺准数Re的关系 为（）。A. Re增加，入增加 B. Re增加，入减少C. Re增加，入基本不变D. Re增加，入先增加后减少（二）、多项选择题在下列单元操作中，主要遵循质量传递原理的单元操作有（）A.吸附 B.吸收 C.萃取 D.膜分离 E.过滤（三）、填空题1、干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经间壁式预热器预热后，温度增大，湿度（四）、名词解释题1、气缚（五）、简答题1、简述影响对流干燥速率的因素。（六）、计算题1、将流量为5000kg/h的正戊烷一正己烷混合液在常压操作的连续精储塔中分离，进料 中正戊烷的摩尔分数为0. 4o要求储出液与釜液中正戊烷的摩尔分数分别为0. 95与0. 05o 试求储出液、釜液的流量以及塔顶易挥发组分的回收率。