天津市高等教育自学考试课程考试大纲|0718化工原理（二）

天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：化工原理（二）                                          课程代码：0718

第一部分 课程性质与目标

一、课程性质与特点

化工原理（二）是高等教育自学考试化学工程类专业所开设的一门技术基础课，它主要研究化工单元操作的基本原理、典型设备的结构及工艺尺寸的计算或设备的选型。该课程注重工程概念与共性问题的研究，是一门理论联系实际，应用性较强的课程。

二、课程目标与基本要求

设置本课程，为了使考生掌握化工各单元操作的基本概念、基本原理和计算方法；掌握各单元操作典型设备的结构和特点；能运用所学理论知识进行各单元操作过程和设备的设计计算；能运用过程的基本原理正确分析影响单元操作的主要因素，从而指导设计与生产。

要求考生在学习本课程中，牢固掌握基本概念、基本原理和计算方法，在各单元操作的学习中，多作练习，将所学基本原理和实际应用结合起来。

通过本课程的学习，考生应具有一定的工程观点和解决实际问题的能力。

三、与本专业其它课程的关系

化工原理（二）是一门技术基础课程，它与许多课程有着密切的联系。《高等数学》《物理学》及《物理化学》是本课程的基础，并与《化工传递过程》互相衔接配合。

第二部分 考核内容与考核目标

第一章  流体流动

一、学习目的与要求

通过本章学习，应掌握流体静力学基本方程及应用，掌握连续性方程式和柏努利方程式的物理意义及应用，能够进行流体流动时的阻力计算，并能够运用流体流动的基本知识、基本原理进行一般简单管路的计算。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述 （一般）

识记：流体流动在化工生产中的应用及流体的连续性

理解：不同的单位制并掌握单位换算。

（二）流体静力学 （重点）

识记：流体密度的定义、单位，应特别注意气体密度的计算

流体静压强的定义，单位及表示法。

理解：流体静力学基本方程式的意义

应用：流体静力学基本方程式的应用，重点是流体静压强的测量

（三）流体运动的衡算方程（重点）

识记：流体流速和流量的定义及二者的关系

定态流动与非定态流动

理解：连续性方程式的意义

柏努利方程式的物理意义及基准面与截面的选取原则

应用：柏努利方程式用于确定管理中流体的流量、压强、设备相对位置及输送机械的有效功率等

（四）管内流体的流动现象（次重点）

识记：牛顿粘性定律及流体的粘度，掌握粘度的单位换算

理解：雷诺准数与流体的流动类型

层次与湍流的特征

（五）流体在管内的流动阻力（重点）

识记：水力半径，当量直径及速度平方区的概念

理解：λ~Re、ε/d关系图曲线的变化规律

应用：流体在直管中流动阻力的计算

流体在层流时摩擦系数的计算

流体在湍流时摩擦系数的计算（λ~Re、ε/d关系图的使用）

局部阻力的计算（当量长度法及阻力系数法）

（六）简单管路的计算 （重点）

应用：一般简单管路的计算

（七）流速和流量的测量（次重点）

理解：皮托管、孔板流量计、转子流量计的主要结构、测量原理及应用场合

 

第二章  流体输送设备

一、学习目的与要求

通过本章学习，应掌握离心泵的性能参数、特性曲线、工作点及流量调节 ，并掌握离心泵安装高度的确定原则及离心泵的选用方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述 （一般）

识记：流体输送设备在化工生产中的作用

流体输送设备的分类。

（二）液体输送设备 （重点）

识记：往复泵的工作原理及主要结构

往复泵的性能参数及流量调节

旋转泵，旋涡泵的特点及适用场合

理解：离心泵的工作原理及主要零部件

离心泵气缚现象的产生

影响离心泵性能的因素

离心泵安装高度的确定原则，注意汽蚀现象的产生

应用：掌握离心泵的性能参数、特性曲线，工作点和流量调节

掌握离心泵的选用方法

（三）气体输送设备 （次重点）

识记：离心式通风机的主要性能与特性曲线

 

第三章  传热

一、学习目的与要求

通过本章学习，应掌握总传热速率方程式中总传热系数及传热平均温度差的计算，配合换热器的热量衡算式进行传热面积的计算，并能解决传热过程中流量、换热器进、出口温度的计算等问题。了解热传导过程和对流传热过程的基本原理和计算方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述 （一般）

识记：传热过程在化工生产中的应用

传热的基本方式：热传导、对流传热和辐射传热的概念

（二）热传导 （次重点）

识记：傅立叶定律、导热系数，导热推动力和热阻的概念

理解：单层及多层平壁定态热传导的计算

单层及多层圆筒壁定态热传导的计算

（三）对流传热 （重点）

识记：牛顿冷却定律及对流传热系数的影响因素

蒸气冷凝的方式与特点

液体沸腾曲线及其工业意义

理解：准数关联式及准数的意义

应用准数关联式应注意的问题

应用：流体无相变时，在圆形直管内作强制湍流时传热膜系数的计算

（四）传热计算 （重点）

理解：污垢热阻，总热阻的概念

强化传热的途径

应用：掌握总传热速率方程的应用，包括：换热器的热量衡算、总传热系数、传热平均温度差及传热面积的计算

（五）换热器 （次重点）

识记：列管式换热器的结构、特点及选型原则

套管式换热器、板式换热器，螺旋板式换热器的结构和特点

 

第一章  蒸馏 （下册）

一、学习目的与要求

通过本章学习，应掌握两组分理想溶液的相平衡关系和利用相对挥发度表示的相平衡方程；精馏塔物料衡算和操作线方程：正确选择回流比，并会用逐板计算法和梯级图解法求理论板数。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述 （一般）

识记：蒸馏操作在化工生产中的应用

蒸馏操作的依据——挥发度的差异

蒸馏过程的分类

（二）两组分理想溶液的气液平衡（重点）

理解：拉乌尔定律，沸点—组成图（t-x-y图）和 x一y图

挥发度和相对挥发度

应用：掌握用相对挥发度表示的气液相平衡方程式

（三）精馏原理和流程（次重点）

理解：多次部分气化和多次部分冷凝的目的

连续精馏操作流程

回流（塔顶液相回流与塔底气相回流）在精馏操作中的作用

（四）双组分连续精馏塔的计算（重点）

理解：理论板的概念与恒摩尔流的假设

进料热状况的影响及q线方程式

最小回流比，全回流及适宜回流比的选择

应用：全塔物料衡算和精馏段、提馏段操作线方程

最小回流比的计算

掌握理论板数的两种计算方法：逐板计算法和梯级图解法

塔高和塔径的计算

 

第二章  气体吸收

一、学习目的与要求

通过本章学习，应掌握亨利定律的表达式及应用，了解吸收速率方程式的不同表达方式，并利用总吸收系数的计算式分析吸收过程的控制因素；掌握吸收塔的物料衡算及正确确定吸收剂用量；在填料层高度的计算中，应会用对数平均推动力法和解析法计算传质单元数。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述 （一般）

识记：气体吸收操作在化工生产中的应用

吸收操作的依据一一一溶解度的差异

（二）气液相平衡 （重点）

理解：相组成的不同表示方法及其相互换算关系

气体在液体中的溶解度

相平衡与吸收过程的关系：判断过程方向、过程极限，计算过程的推动力

应用：掌握亨利定律的不同表达形成及各系数之间的关系

（三）吸收过程的速率（次重点）

识记：分子扩散与菲克定律

涡流扩散和对流扩散的概念。

理解：双膜理论的要点及其意义

吸收速率方程式的不同表达形式

膜吸收系数与总吸收系数的关系

气膜控制、液膜控制及双膜控制的吸收过程

（四）吸收塔的计算（重点）

理解：吸收剂用量的大小对吸收过程的影响

应用：吸收塔的物料衡算及操作线方程式

最小液气比的计算

填料吸收塔填料层高度的计算

两种传质单元数的计算方法：对数平均推动力法和解析法

 

第三章  蒸馏和吸收塔设备

一、学习目的与要求

通过本章学习，应了解板式塔的结构及主要类型；板式塔的流体力学性能及塔板负荷性能图。了解填料塔的结构与填料特性；填料塔的流体力学性能。掌握板式塔与填料塔塔高的计算。

二、 考核知识点与考核目标

（一）板式塔 （次重点）

识记：板式塔的结构及主要类型（以筛板塔，浮阀塔为主）

理解：板式塔的流体力学性能

塔板负荷性能图

应用：掌握全塔效率与单板效率的概念与计算

（二）填料塔 （次重点）

识记：填料塔的结构与填料特性

理解：填料塔的流体力学性能

应用：掌握填料塔塔高的计算

 

第五章  干燥

一、学习目的与要求

通过本章学习，应掌握湿空气的性质及湿度图的应用；掌握干燥过程的物料衡算及热量衡算；了解湿物料中所含水分的性质及在恒定干燥条件下干燥时间的确定。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述 （一般）

识记：固体干燥在化工生产中的应用

干燥操作的分类及对流干燥的特点

（二）湿空气的性质及湿度图（重点）

理解：湿空气各性质的定义

湿度，相对湿度及焓的计算公式

应用：掌握湿度——焓图（H—I图）及其应用

（三）干燥过程的物料衡算及热量衡算（重点）

理解：等焓干燥过程和非等焓干燥过程的条件

应用：湿物料中含水量的表示方法及其相互换算关系

干燥过程的物料衡算：包括水分蒸发量、空气消耗量及干燥产品量的计算

连续干燥过程的热量衡算

理想干燥器出口空气状态的确定

（四）干燥速率和干燥时间（次重点）

理解：物料中所含水分的性质：平衡水分，自由水分、结合水分、非结合水分

恒定干燥条件下的干燥曲线与干燥速率曲线

恒定干燥条件下恒速干燥与降速干燥阶段的特点

应用：掌握在恒定干燥条件下干燥时间的计算

（五）干燥器 （次重点）

识记：工业常用干燥器：厢式干燥器，气流干燥器及流化床干燥器的基本结构，操作特点及应用场合

第三部分  有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次表述

本课程的考试大纲中，考试目标共分为三个能力层次：识记、理解、应用，它们之间是递进等级的关系，后者必须建立在前者基础上。其具体含义为：

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、指定教材

《化工原理》（上、下册）姚玉英、陈常贵、柴诚敬 天津大学出版社 2004年版

 

三、自学方法指导

1、考生自学时，应先仔细阅读本大纲。明确大纲规定的考核知识点及.每一章考核目标中对能力层次的要求，以便突出重点，有的放矢掌握课程内容。

2、在了解考试大纲内容的基础上，根据考核知识点和考核要求，认真阅读教材，把握各章节的具体内容，吃透每个知识点，对基本概念和基本原理必须深刻理解，对基本方法牢固掌握，并融会贯通。

3、在自学各章节内容时，应该在理解的基础上加以记忆，切勿死记硬背，同时在对一些知识内容进行理解把握时，联系实际问题思考，从而达到深层次的认识水平。

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，提高分析问题、解决问题能力的重要环节。应认真阅读教材，在按考核目标所要求的不同层次掌握教材内容的基础上，尽可能多地看一些例题和动手做一些练习，将所学理论知识灵活运用到具体问题的分析中，作练习时，应注意解题的思路和方法。

 

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
（上册）1	流体流动	18
2	流体输送设备	8
4	传热	18
（下册）1	蒸馏	16
2	气体吸收	16
3	蒸馏和吸收塔设备	2
5	干燥	10
	机动	2
	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10%、“理解”为30%、“应用”为60%。

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：填空题、单项选择题、判断改正题、简答题及计算题等。

6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分为及格。

 

六、题型示例（样题）

（一）填空题

1、流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是 型曲线。其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数λ与Re关系为 。

2、在卧式列管式换热器中，用饱和水蒸气冷凝以加热原油，则原油宜在________程流动，总传热系数接近于_________的对流传热系数。

（二）单项选择题

1、某管路要求输水量Qe=80m3/h,压头He=18m。今有以下四个型号的离心泵，则宜选用（ ）。

A. Q=88m3/h    B. Q=90m3/h    C. Q=84m3/h    D. Q=80m3/h

H =28m         H=20m         H=20m         H=16m

2、在填料塔中用请水吸收混合中氨，当用水量减少时，气相总传质单元数NoG将（ ）

A. 增加       B.减少      C. 不变      D.不确定

（三）判断改正题

1、测速管不能直接测定管截面的平均速度。（  ）

                                           

2、根据双膜理论，当溶质在液体中溶解度很小时，以液相表示的总传质系数将近似等于气相传质分系数。（  ）

                                                                        

（四）简答题

1、在测定精馏塔的全塔效率时，需测定哪些数据？

2、简述理想干燥过程的条件。

（五）计算题

1、有一单程列管换热器，由Φ25×2.5mm的136根钢管组成。用110 ℃的饱和水蒸汽加热管内某溶液（冷凝液排出温度为110℃）。已知溶液流量为15000kg/h,其平均比热为4.187×103 J/(kg.℃),溶液由15℃加热到100℃。若已知管内对流传热系数为520W/(m²℃)。试求换热器列管的有效长度。（管壁热阻，污垢热阻及热损失可忽略不计。）

2、在常压连续精馏塔中分离二元理想混合液，进料为饱和液体，组成为0.5(易挥发组分摩尔分率)，进料量为100kmol/h,回流比为3.0。若提馏段操作线的斜率为1.25，截矩为-0.0187.试求馏出液的组成X_D、釜残液的组成Xw 、塔顶馏出液量D及塔釜残液量W(kmol/h).

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