中国科学院大学硕士研究生入学考试

《化工原理》考试大纲

本《化工原理》考试大纲适用于中国科学院大学化学工程、应用化学、化学工艺、生物化工、环境工程等专业的硕士研究生入学考试。“化工原理”是化工类及相近专业的重要应用基础课程，以传递过程(动量传递、传质和传热)为主线，涵盖了化学工业中涉及的主要单元操作过程。要求考生掌握研究化工工程问题的方法论，掌握各单元操作过程原理和设备性能，能够进行定量过程计算和基本的工程设计，并具备综合运用所学知识分析和解决问题的能力。

一、考试基本要求

1. 熟练掌握单元操作的基本概念和基础理论;

2. 掌握单元操作过程的典型设备的特性，并了解基本选型能力;

3. 掌握主要单元操作过程的基本设计和操作计算方法;

4. 能够灵活运用单元操作的基本原理，分析解决单元操作常见问题。

二、考试方式与时间

硕士研究生入学《化工原理》考试为笔试，考试时间为180分钟。

三、考试主要内容和要求

(一)流体流动

1、考试内容

(1)流体运动的考察方法、流体受力和能量守恒分析方法;(2)流体静力学及压强测定;(3)流体流动的连续性方程及其应用;(4)机械能守恒及伯努利方程的应用;(5)流动型态(层流和湍流)及判据;(6)流速分布及流动阻力分析计算;;(7)管路计算;(8)流速和流量的测定、流量计;(9)非牛顿流体与流动。

2、考试要求

熟练掌握流体流动过程中的基本原理及流动规律，包括流体静力学和机械能守恒方程。能够灵活运用流体力学基本知识分析和计算流体流动问题，包括流体流动阻力计算和管路计算。

(二)流体输送机械

1、考试内容

(1)主要流体输送机械的类型及特点;(2)离心泵的类型、结构、工作原理、性能参数、特性曲线、流量调节、组合操作、安装和汽蚀现象;(3)往复泵的类型、工作原理、流量调节和特性曲线;(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)气体输送机械(通风机、鼓风机、压缩机和真空泵)的主要特性。

2、考试要求

了解各类化工用泵的主要结构、原理和主要用途。掌握离心泵的工作原理、特性曲线、流量调节和安装。能够进行涉及离心泵的基本计算。

(三)液体的搅拌

1、考试内容

(1)搅拌器的主要类型;(2)混合机理;(3)搅拌器的性能;(4)搅拌功率;(5)搅拌器放大; (6) 其他混合设备主要类型(静态混合器、管道混合器和射流混合器)。

2、考试要求

了解搅拌器的主要结构、流体混合特性和表征，了解搅拌设备的基本设计和放大。

(四)流体通过颗粒层的流动及过滤

1、考试内容

(1)单颗粒、颗粒群和颗粒床层的特性;(2)流体通过固定床的压降及简化模型;(3)过滤原理和分类;(4)过滤过程的数学描述及计算、滤饼的洗涤;(5)压滤和吸滤设备、离心过滤设备。

2、考试要求

了解颗粒床层的特性和流动压降计算。掌握过滤操作的基本原理、基本方程式及应用、不同过滤方式的操作计算。了解典型过滤设备的结构和特点。

(五)颗粒的沉降和流态化

1、考试内容

(1)曳力和颗粒自由沉降;(2)沉降分离设备、操作原理及计算;(3)流化床基本概念和主要特性;(4)流化床操作及计算;(5)气力输送原理、分类和主要流动特性。

2、考试要求

掌握分析颗粒运动的基本方法，能够对颗粒运动过程进行分析和计算。掌握流态化的原理和计算。了解沉降分离设备和气力输送设备的分类和应用，掌握沉降分离设备的原理和计算。。

(六)传热及换热设备

1、考试内容

(1)冷、热流体热交换的形式、载热体;(2)传热速率和热通量及传热机理;(3)热传导与傅立叶定律、导热系数;(4)平壁、圆筒壁和多层壁稳定热传导的计算;(5)对流传热过程分析和数学描述;(6)准数和传热系数经验关联式;(7)沸腾传热和冷凝传热;(8)黑体辐射及基本规律;(9)传热过程计算;(10)换热器的分类、计算与选型;(11)传热过程的强化途径;;(12)蒸发操作主要特点;(13)蒸发设备，单效和多效蒸发。

2、考试要求

熟练掌握傅立叶定律、热传导的基本原理和定态热传导的计算。了解对流传热的影响因素、主要关联式、对流传热的计算和传热强化。掌握换热器和蒸发器的基本计算，了解换热器和蒸发器的分类、选型和应用。了解黑体辐射的特点和规律。能够灵活运用传热基本原理，求解简单的非稳态传热问题。

(七)气体吸收

1、考试内容

(1)气液相平衡;(2)分子扩散和菲克定律、扩散系数;(3)对流传质理论和相关准数;(4)吸收过程的数学描述;(5)吸收塔的设计型和操作型计算;(6)气体吸收特点和吸收过程计算;(7)化学吸收。

2、考试要求

熟练掌握传质、吸收与解吸过程的基本理论，了解扩散系数、传质系数等参数的计算方法。掌握物料衡算、操作线方程以及吸收过程的计算。了解主要的吸收设备、流程及应用。能够灵活运用传质基本原理，解决简单的非稳态吸收问题。

(八)液体精馏

1、考试内容

(1)蒸馏分离的依据;(2)双组份溶液(理想和非理想体系)的汽液平衡的汽液相平衡，(3)平衡蒸馏和简单蒸馏;(4)精馏原理和精馏过程的数学描述;(5)精馏塔的操作和操作方程;(6)双组分精馏的设计型和操作型计算;(7)间歇精馏特点与计算;(8)萃取精馏和恒沸精馏; (9)多组分精馏基础和计算。

2、考试要求

熟练掌握蒸馏和精馏的基本原理、以及不同条件下的精馏计算，包括进料状态和位置、平衡线、q线、回流比、精馏段操作线和提馏段操作线、理论板及全塔效率等。了解特殊精馏的特点。能够灵活运用传质基本原理，解决简单的非稳态精馏问题。

(九)气液传质设备

1、考试内容

(1)板式塔的结构和操作;(2)塔板和塔内的两相流体力学特性、塔板效率;(4)填料塔的结构及主要填料的特性;(5)填料层和填料塔内的流体力学性能和气液传质;(7)气液传质设备的不正常操作。

2、考试要求

了解填料塔和板式塔的主要构件，了解塔内两相流动状况和传质特性，了解常见的气液传质设备不正常操作情况。掌握板式塔和填料塔的一般计算。

(十)液液萃取

1、考试内容

(1)液液萃取原理;(2)液液相平衡和三角形相图;(3)单级和多级萃取过程计算;(4)萃取设备主要类型、特点和选型;(5)萃取设备操作和液液传质;(6)超临界流体萃取和液膜萃取。

2、考试要求

熟练掌握液液两相传质特性和萃取原理，掌握单级和多级萃取过程的计算方法，了解萃取操作和设备特性，了解超临界流体萃取和液膜萃取。

(十一)热质同时传递过程和固体干燥

1、考试内容

(1)湿空气的性质和湿度图;(2)热质同时传递过程的数学描述和基本计算;(3)干燥速率及其影响因素;(4)干燥过程计算;(5)常用干燥器及其特点。

2、考试要求

掌握湿空气的主要性质和状态参数。掌握干燥过程的物料衡算和热量衡算。了解影响干燥过程的因素、以及干燥器的主要型式和应用。

(十二)其它传质分离方法

1、考试内容

(1)溶液结晶;(2)吸附分离;(3)膜分离。

2、考试要求

理解溶液结晶、吸附分离和膜分离过程的基本原理，了解所涉及的物料和热量衡算、以及设备特性。

四、试卷题型及比例

l 试题包括基本概念题、计算题和分析题。

l 题型(大约比例)：选择填空题占20%、问答题占20%、计算题占40%、分析题占20%。

l 试卷满分为：150分。

五、参考教材

l 《化工原理》(第四版)，上、下册. 陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋/潘鹤林编，北京：化学工业出版社，2015