2021北京化工大學化工原理專業(yè)研究生參考書目 正文

第一部分《化工原理》考試大綱
 
一．適用的招生專業(yè)
    化學工程與技術：化學工藝、化學工程、工業(yè)催化。
二．考試的基本要求
1．掌握的內容
流體的密度和粘度的定義、單位及影響因素，壓力的定義、表示法及單位換算；流體靜力學方程、連續(xù)性方程、柏努利方程及其應用；流動型態(tài)及其判據(jù)，雷諾準數(shù)的物理意義及計算；流體在管內流動的機械能損失計算；簡單管路的計算；離心泵的工作原理、性能參數(shù)、特性曲線，泵的工作點及流量調節(jié)，泵的安裝及使用等。
非均相混合物的重力沉降與離心沉降基本計算公式；過濾的機理和基本方程式。
    熱傳導、熱對流、熱輻射的傳熱特點；傳導傳熱基本方程式及在平壁和圓筒壁定態(tài)熱傳導過程中的應用；對流傳熱基本原理與對流傳熱系數(shù)，流體在圓形直管內強制湍流時對流傳熱系數(shù)關聯(lián)式及其應用；總傳熱過程的計算；管式換熱器的結構和傳熱計算。
相組成的表示法及換算；氣體在液體中溶解度，亨利定律各種表達式及相互間的關系；相平衡的應用；分子擴散、菲克定律及其在等分子反向擴散和單向擴散的應用；對流傳質概念；雙膜理論要點；吸收的物料衡算、操作線方程及圖示方法；最小液氣比概念及吸收劑用量的確定；填料層高度的計算，傳質單元高度與傳質單元數(shù)的定義、物理意義，傳質單元數(shù)的計算（平推動力法和吸收因數(shù)法）；吸收塔的設計計算。
雙組分理想物系的氣液相平衡關系及相圖表示；精餾原理及精餾過程分析；雙組分連續(xù)精餾塔的計算（包括物料衡算、操作線方程、q線方程、進料熱狀況參數(shù)q的計算、回流比確定、求算理論板層數(shù)等）；板式塔的結構及氣液流動方式、板式塔非理想流動及不正常操作現(xiàn)象、全塔效率和單板效率、塔高及塔徑計算。
濕空氣的性質及計算；濕空氣的焓濕圖及應用；干燥過程的物料衡算和熱量衡算；恒速干燥階段與降速干燥階段的特點；物料中所含水分的性質。
液液萃取過程；三角形相圖及性質。
柏努利演示實驗；雷諾演示實驗；流體阻力實驗；離心泵性能實驗；精餾實驗；吸收(解吸)實驗。
基本結構與計
基本結構與計
基本結構與計
基本結構與計
2．熟悉的內容
層流與湍流的特征；復雜管路計算要點；測速管、孔板流量計及轉子流量計的工作原理、基本結構與計算；往復泵的工作原理及正位移特性；離心通風機的性能參數(shù)、特性曲線。
沉降區(qū)域的劃分；降塵室生產能力的計算。
有相變對流傳熱過程及影響因素；復雜流動的平均溫度差求算；列管式換熱器的設計要點；傳熱過程強化措施。
各種形式的傳質速率方程、傳質系數(shù)和傳質推動力的對應關系；各種傳質系數(shù)間的關系；氣膜控制與液膜控制；吸收劑的選擇；吸收塔的操作型分析；解吸的特點及計算。
理論板層數(shù)簡捷計算法；精餾裝置的熱量衡算；平衡蒸餾、簡單蒸餾的特點及計算；塔板的主要類型、塔板負荷性能圖的特點及作用。
空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化；臨界含水量的含義及影響因素；恒速干燥階段干燥時間的計算方法；干燥過程的強化。
物料衡算與杠桿定律。
3．了解的內容
層流內層與邊界層；其它化工用泵的工作原理及特性；往復壓縮機的工作原理。
降塵室、沉降槽、離心沉降、過濾等設備的構造、原理及選擇； 非均相混合物分離過程的強化。
常用換熱器類型、結構及工作原理；熱輻射基本概念及計算；對流與輻射聯(lián)合傳熱。
分子擴散系數(shù)及影響因素；塔高計算基本方程的推導。
其它精餾方式的特點；精餾過程的強化及展望。
各種干燥器的結構及工作原理；干燥器的設計要點。
部分互溶物系的相平衡；分配系數(shù)與選擇性系數(shù)；單級萃??；多級錯流萃取；多級逆流萃?。惠腿≡O備。
三．考試的方法和考試時間
考試為閉卷筆試，可以使用無字典和編程功能的電子計算器；考試時間為1.5小時。
四．考試的主要內容與要求
1、流體流動概述與流體靜力學
    流體流動及輸送問題；流體流動的考察方法；定態(tài)流動與非定態(tài)流動；流體流動的作用力；牛頓粘性定律；流體的物性；壓強特性及表示方法；靜力學方程及應用；液柱壓差計。
    2、流體流動的守恒原理
    流量與流速的定義；流體流動的質量守恒；流體流動的機械能守恒；柏努利方程及應用；動量守恒原理及應用。
    3、流體流動的內部結構與阻力計算
    雷諾實驗；兩種流動型態(tài)及判據(jù)；層流與湍流的特征；管流剪應力分布和速度分布；邊界層概念；邊界層分離現(xiàn)象；直管阻力；層流阻力；摩擦系數(shù)；湍流阻力——因次分析法；當量的概念(當量直徑，當量長度)；局部阻力；流動總阻力計算。
    4、管路計算與流量測量
    簡單管路計算：管路設計型計算特點及方法、管路操作型計算特點及方法；復雜管路的特點及計算方法；流動阻力對管內流動的影響；孔板流量計、文丘里流量計及轉子流量計的測量原理和計算方法。
5、離心泵
　　流體輸送機械分類；管路特性方程；帶泵管路的分析方法——過程分解法；離心泵工作原理與主要部件；氣縛現(xiàn)象；理論壓頭及分析；性能參數(shù)與特性曲線；工作點和流量調節(jié)；泵組合操作及選擇原則；安裝高度與汽蝕現(xiàn)象；離心泵操作與選型。
6、其它類型泵與氣體輸送機械
　　正位移泵工作原理與結構、性能參數(shù)與流量調節(jié)（往復泵、旋轉泵等）；旋渦泵的結構、工作原理及流量調節(jié)；氣體輸送機械分類；離心式通風機工作原理；性能參數(shù)與計算；羅茨鼓風機、真空泵、離心壓縮機與往復壓縮機。
7、液體攪拌
攪拌的目的及方法；機械攪拌裝置的基本構件；常用攪拌器的類型及特點；攪拌器的功能；均相液體的混合機理；非均相物系的混合機理；常見攪拌器的性能；強化湍動的措施。
8、流體通過顆粒層的流動
非均相分離概論；顆粒床層的特性；流體通過顆粒層的壓降——數(shù)學模型法；過濾原理與設備；過濾速率、推動力和阻力的概念——過濾速率工程處理方法；過濾基本方程及應用；過濾常數(shù)；恒壓過濾與恒速過濾；板框過濾機性能分析與計算；加壓葉濾機性能分析與計算；回轉真空過濾機性能分析與計算；加快過濾速率的途徑。
9、顆粒的沉降與流態(tài)化
沉降原理；流體對顆粒運動的阻力；球形顆粒的曳力系數(shù)與斯托克斯定律；自由沉降過程；重力沉降速度；重力沉降設備（降塵室性能分析）；離心沉降速度；離心沉降設備（旋風分離器性能分析）；固體流態(tài)化概念；散式流態(tài)化與聚式流態(tài)化；流化曲線與流化床特征；起始流化速度與帶出速度；流化床操作及其強化。
10、.傳熱概述與熱傳導
傳熱過程在化工生產中的應用；傳熱的基本方式；工業(yè)換熱過程；傳熱速率；傅立葉定律；導熱系數(shù)及影響因素；一維定態(tài)熱傳導計算（單層與多層平壁、單層與多層圓筒壁）。
    11. 對流傳熱
對流傳熱過程分析；牛頓冷卻定律；對流傳熱系數(shù)及其影響因素；無相變對流傳熱系數(shù)經驗關聯(lián)式的建立；準數(shù)方程與準數(shù)的物理意義；管內強制對流傳熱、管外強制對流傳熱、自然對流傳熱、蒸汽冷凝傳熱、液體沸騰傳熱。
12. 熱輻射
物體的輻射能力；斯蒂芬-波爾茲曼定律；克?；舴蚨桑粌苫殷w間的輻射傳熱。
13. 傳熱過程的計算
間壁換熱過程；熱量衡算式及總傳熱速率方程；總傳熱系數(shù)計算、熱阻及傳熱平均溫度差——傳熱速率的工程處理方法；污垢熱阻；壁溫的計算；傳熱設計型問題的參數(shù)選擇和計算方法；傳熱操作型問題的分析和計算方法（傳熱效率及傳熱單元數(shù)）。
14. 換熱器
間壁式換熱器類型、結構及應用；列管式換熱器的設計與選用；換熱器的強化及其它類型。
15.氣體吸收概述與氣液相平衡
    吸收依據(jù)；吸收目的；吸收過程的工業(yè)實施；吸收與解吸的特征；吸收過程的分類；吸收劑的選擇；吸收過程的經濟性；氣體在液體中的溶解度；亨利定律；溫度、壓力對相平衡的影響；相平衡與吸收過程的關系。
16.擴散與單相傳質
    分子擴散與費克定律；氣相和液相中的分子擴散（等摩爾反向擴散、單相擴散）；擴散系數(shù)及其影響因素；渦流擴散與對流傳質；相內傳質速率方程與傳質分系數(shù)。
17.相際傳質
雙膜理論；相際傳質速率方程與總傳質系數(shù)；傳質推動力與傳質系數(shù)的關系——傳質速率的工程處理方法；吸收過程傳質阻力分析及控制質阻。
18.低濃度氣體吸收（解吸）的計算
低濃度氣體吸收的假定；物料衡算與操作線方程；傳質速率與填料層高度的計算；傳質單元數(shù)與傳質單元高度——過程分解法；傳質單元數(shù)的計算；吸收塔的設計型計算（吸收過程設計中參數(shù)的選擇；最小液氣比；塔內返混的影響）；吸收塔的操作型計算（計算方法及吸收過程的強化）；吸收與解吸過程的對比分析；板式吸收塔計算。
19.液體蒸餾概述與二元物系的氣液相平衡
蒸餾依據(jù)；蒸餾目的；蒸餾過程的工業(yè)實施；蒸餾操作的經濟性；理想溶液的氣液相平衡；拉烏爾定律、相圖及相平衡曲線；泡點及露點的計算；相對揮發(fā)度；非理想溶液的氣液平衡。
20.平衡蒸餾與簡單蒸餾
平衡蒸餾；簡單蒸餾；平衡蒸餾與簡單蒸餾的比較。
21.精餾
    精餾原理；全塔物料衡算；恒摩爾流假定；理論板及板效率；加料板過程分析；精餾段與提餾段操作方程。
22.雙組分精餾的設計型計算和操作型計算
理論塔板的逐板計算法及圖解法；回流比影響及選擇；全回流及最少理論板數(shù)；最小回流比；進料熱狀況影響及選擇；雙組分精餾過程的其它類型；實際塔板與全塔效率；填料精餾塔計算；操作參數(shù)對精餾過程的影響；精餾塔的溫度分布與靈敏板。
23.間歇精餾與特殊精餾
間歇精餾的特點；恒回流比操作與恒餾出液組成操作；恒沸精餾的原理及應用；萃取精餾的原理及應用；恒沸精餾與萃取精餾的比較。
24.氣液傳質設備
氣液傳質過程對塔設備的一般要求；塔設備類型及特點；板式塔的設計意圖；板式塔的結構；板上氣液接觸狀態(tài)；塔板水力學性能和不正常操作現(xiàn)象；塔板負荷性能圖；板式塔的效率；評價板式塔的性能指標；常見塔板型式及特點；篩板塔工藝計算內容；填料塔結構；填料種類及特性；氣液兩相在填料塔內的流動；填料塔壓降與空塔氣速的關系；最小噴淋密度；填料塔工藝計算方法；填料塔內的傳質。
25. 液液萃取
液液萃取過程；三角形相圖及性質；物料衡算與杠桿定律；部分互溶物系的相平衡；分配系數(shù)與選擇性系數(shù)；單級萃??；多級錯流萃??；多級逆流萃??；萃取設備。
26.固體干燥概述與干燥靜力學
    物料的去濕方法；干燥過程的分類；干燥操作的經濟性；濕空氣的性質及計算；空氣的濕度圖及應用；濕空氣狀態(tài)的變化過程；水分在氣固兩相間的平衡（結合水分與非結合水分，平衡水分與自由水分）
27. 干燥速率與干燥過程的計算
    恒定干燥條件下的干燥速率；干燥曲線與干燥速率曲線；干燥機理；間歇干燥過程的計算；連續(xù)干燥過程的特點；連續(xù)干燥過程的物料衡算、熱量衡算及干燥器的熱效率。
28.干燥設備
工業(yè)常用的干燥器；干燥器的性能要求與選型原則。
29.實驗。
（1）柏努利演示實驗
實測靜止和流動的流體中各項壓頭及其相互轉換;驗證流體靜力學原理和柏努利方程;實測流體流動壓頭變化及相應壓頭損失,確定兩者相互之間關系。
（2）.雷諾演示實驗
觀測雷諾數(shù)與流體流動類型關系;觀察層流中流體質點的速度分布。
（3）流體阻力實驗
掌握流體流動阻力測定方法,測定直管摩擦阻力系數(shù)及局部阻力系數(shù);驗證層流區(qū)摩擦阻力系數(shù)與雷諾數(shù)和管子相對粗糙度關系。
（4）離心泵性能實驗
測定離心泵性能曲線并確定最佳工作范圍;測定孔板流量計的孔流系數(shù)。
（5）強制對流傳熱膜系數(shù)的測定實驗
通過實驗確定傳熱膜系數(shù)準數(shù)關聯(lián)式中的系數(shù)和指數(shù);分析影響傳熱膜系數(shù)的因素;了解強化傳熱的途徑。
（6）精餾實驗
掌握精餾塔的操作方法與調節(jié)方法;測定全回流全塔效率及單板效率。
（7）吸收(解吸)實驗
觀察填料塔流體力學狀態(tài),測定壓降與氣速的關系曲線;測定總傳質系數(shù),分析其影響因素。
五．試卷結構
試卷滿分50分，解答題和計算題。
六．主要參考書
陳敏恒等編.化工原理(上、下冊)（第三版）.北京：化學工業(yè)出版社，2006。

第二部分《反應工程》考試大綱
 
一．適用的招生專業(yè)
    化學工程與技術：化學工藝、化學工程、工業(yè)催化。
二．考試的基本要求
要求考生掌握化學反應工程的基本原理，理想反應器的基本計算，非理想反應器的基本概念，具備利用化學反應工程的基本知識分析和解決工程實際問題的能力。
1．掌握均相化學反應動力學的基本概念和建立動力學方程的方法。
2．掌握理想反應器的形式、特點和基本計算。
3．掌握簡單級數(shù)反應、連串反應、平行反應、可逆反應及自催化反應的特性及不同反應器型式與反應轉化率、選擇性及收率的關系。
4．掌握非理想流動反應器的基本概念及表述方法，停留時間分布的概念及停留時間分布參數(shù)的意義和測定。了解非理想流動模型的形式及處理問題的方法。
5．掌握氣固相催化反應本征動力學的概念及動力學模型的建立方法。
6．掌握氣固相催化反應宏觀動力學的內容，有效因子的概念及基本計算。
7．掌握氣固相催化固定床反應器的模型化方法。
三．考試的方法和考試時間
考試為閉卷筆試，可以使用無字典和編程功能的電子計算器；考試時間為45分鐘。
四．考試的主要內容與要求
1．均相化學反應動力學
等溫條件下簡單級數(shù)反應、連串反應、平行反應、可逆反應及自催化反應的計算。
2．均相理想反應器
了解返混的概念，理想反應器的形式與操作方式及特點。
簡單級數(shù)反應、連串反應、平行反應、可逆反應及自催化反應在理想反應器中進行時，反應時間、反應器體積、轉化率、收率、選擇性的計算。
3．非理想流動反應器
非理想流動的基本概念，停留時間分布及非理想流動模型的簡單計算。
4．氣固相催化反應動力學
催化劑表面吸附、反應的基本概念，本征動力學、宏觀動力學建立的方法，催化劑有效因子的計算方法。
   5．氣固相催化固定床反應器
固定床反應器的模型化方法，簡單的模型推導，模型參數(shù)的意義。
五．試卷結構
試卷滿分25分，全部為解答題。
六．主要參考書
郭鍇，唐小恒，周緒美，化學反應工程．北京：化學工業(yè)出版社，2000

第三部分《化工熱力學》考試大綱
 
一．適用的招生專業(yè)
化學工程與技術：化學工藝、化學工程、工業(yè)催化。
二．考試的基本要求
要求考生系統(tǒng)地理解化工熱力學的知識結構，掌握基本定義和基本概念，掌握熱力學性質數(shù)據(jù)的獲取方法（查閱文獻、建立數(shù)學模型、利用實驗數(shù)據(jù)等）與評價方法；以及掌握熱力學原理的應用方法（針對化工生產中的相平衡和化學平衡問題、能量轉換與利用問題，進行過程條件或系統(tǒng)特性的分析與計算）。具體包括：
1） 掌握截項virial方程、立方型方程、普遍化關聯(lián)式的使用；
2） 熟悉狀態(tài)方程的基本選擇方法；
3） 掌握飽和液體體積的計算方法；
4） 掌握剩余性質的計算，單組分流體的焓變與熵變的計算；
5） 掌握水蒸汽表、熱力學性質圖的使用；
6） 掌握偏摩爾性質及其與混合物性質關系的分析與計算；
7） 掌握多組分流體的焓變與熵變的計算；
8） 掌握系統(tǒng)能量平衡方程的表述方法；
9） 掌握氣體壓縮過程與膨脹過程在T-S圖和lnp-H圖上的分析與計算；
10） 熟悉簡單蒸汽動力循環(huán)在T-S 圖和lnp-H圖上的分析與計算；
11） 掌握氣體純組分逸度的計算，液體純組分逸度的計算，多組分體系中的組分逸度的計算；
12） 熟悉溶解度參數(shù)模型、van larr模型、Margulars模型和Wilson模型的使用（包括模型參數(shù)的獲?。?；
13） 熟悉活度系數(shù)模型的基本選擇方法；
14） 掌握損失的概念以及能量質量不守衡定理；
15） 熟悉的計算；
16） 熟悉系統(tǒng)平衡方程的表述方法以及分析的基本方法；
17） 掌握VLE關系的基本模型及及選用；
18） 掌握互溶系VLE平衡問題的計算；
19） 熟悉平衡組成的反應進度表示方法；
20） 掌握化學平衡關系的基本模型及選用；
21） 掌握均相氣相反應計算方法。
 
三．考試的主要內容與要求
1. 流體的pVT關系 
理解氣體的非理想性，掌握狀態(tài)方程的基本選擇方法；
掌握截項virial方程、立方型方程、普遍化關聯(lián)式的使用；
熟悉狀態(tài)方程的混合規(guī)則（基本類型）與交互作用參數(shù)的使用（簡化原則與獲得方法），熟悉混合物pVT 關系的原則求解方法；
熟悉狀態(tài)方程的基本選擇方法；
掌握飽和液體體積的計算方法；
理解學習流體的pVT關系的應用意義。
2. 流體的熱力學性質：焓和熵 
了解單組分流體的熱力學基本關系；
熟悉Bridgeman表的使用；
熟悉蒸汽壓方程，掌握蒸汽壓的計算；
掌握剩余性質的計算，單組分流體的焓變與熵變的計算；
掌握水蒸汽表、熱力學性質圖的使用；
了解多組分流體的熱力學基本關系；
理解多組分流體的非理想性，掌握混合物與溶液的概念區(qū)別；
掌握理想混合物的概念，熟悉混合性質的基本關系；
掌握偏摩爾性質及其與混合物性質關系的分析與計算；
掌握多組分流體的焓變與熵變的計算。
3. 能量利用過程與循環(huán) 
掌握系統(tǒng)能量平衡方程的表述方法；
掌握氣體壓縮過程與膨脹過程在T-S圖和lnp-H圖上的分析與計算；
熟悉簡單蒸汽動力循環(huán)（Rankine cycle）在T-S 圖和lnp-H圖上的分析與計算；
熟悉簡單蒸汽壓縮制冷循環(huán)在T-S 圖和lnp-H圖上的分析與計算；
了解熱泵的概念與基本原理；
了解深度冷凍與液化的基本原理。
4. 流體的熱力學性質：逸度與活度 
了解多組分流體熱力學性質標準態(tài)的規(guī)定；
掌握氣體純組分逸度的計算，液體純組分逸度的計算，多組分體系中的組分逸度的計算；
了解超額性質及其與活度系數(shù)的關系；
了解用活度計算混合焓；
熟悉溶解度參數(shù)模型、van larr模型、Margulars模型和Wilson模型的使用（包括模型參數(shù)的獲?。?；
熟悉活度系數(shù)模型的基本選擇方法；
了解其它常用的活度系數(shù)模型。
5. 過程熱力學分析 
掌握熵產生、損失的概念、以及能量質量不守衡定理；
掌握函數(shù)的概念，熟悉環(huán)境基準態(tài)的概念，以及物質標準的計算；
掌握熱量的計算；
熟悉穩(wěn)定流動體系函數(shù)的原則求解方法；
熟悉系統(tǒng)平衡方程的表述方法；
熟悉效率與損失率；
熟悉分析的基本方法。
6. 流體相平衡 
熟悉二元體系VLE與LLE相圖
掌握VLE關系的基本模型及選用；
了解VLE數(shù)據(jù)的熱力學一致性檢驗方法；
了解LLE關系的基本模型及選用；
掌握互溶系VLE平衡問題的計算；
熟悉共沸現(xiàn)象的判別方法。
7. 化學平衡 
熟悉平衡組成的反應進度表示方法；
熟悉反應體系的獨立反應數(shù)的確定方法；
掌握化學平衡關系的基本模型及選用；
掌握均相氣相反應計算方法；
了解液體混合物反應、溶液反應和非均相反應平衡的計算方法。
 
四．試卷結構
試卷滿分25分。試題形式為解答題、計算題等。
五．主要參考書
鄭丹星．流體與過程熱力學．北京：化學工業(yè)出版社，2005

北京化工大學

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