能源学院2019年硕士研究生复试大纲

●化工综合：

《化工原理》

一．主要参考书

陈敏恒等编.化工原理(上、下册)（第三版）.北京：化学工业出版社。。

二．考试的基本要求

1．掌握的内容

流体的密度和粘度的定义、单位及影响因素，压力的定义、表示法及单位换算；流体静力学方程、连续性方程、柏努利方程及其应用；流动型态及其判据，雷诺准数的物理意义及计算；流体在管内流动的机械能损失计算；简单管路的计算；离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线，泵的工作点及流量调节，泵的安装及使用等。

非均相混合物的重力沉降与离心沉降基本计算公式；过滤的机理和基本方程式。

    热传导、热对流、热辐射的传热特点；传导传热基本方程式及在平壁和圆筒壁定态热传导过程中的应用；对流传热基本原理与对流传热系数，流体在圆形直管内强制湍流时对流传热系数关联式及其应用；总传热过程的计算；管式换热器的结构和传热计算。

相组成的表示法及换算；气体在液体中溶解度，亨利定律各种表达式及相互间的关系；相平衡的应用；分子扩散、菲克定律及其在等分子反向扩散和单向扩散的应用；对流传质概念；双膜理论要点；吸收的物料衡算、操作线方程及图示方法；最小液气比概念及吸收剂用量的确定；填料层高度的计算，传质单元高度与传质单元数的定义、物理意义，传质单元数的计算（平推动力法和吸收因数法）；吸收塔的设计计算。

双组分理想物系的气液相平衡关系及相图表示；精馏原理及精馏过程分析；双组分连续精馏塔的计算（包括物料衡算、操作线方程、q线方程、进料热状况参数q的计算、回流比确定、求算理论板层数等）；板式塔的结构及气液流动方式、板式塔非理想流动及不正常操作现象、全塔效率和单板效率、塔高及塔径计算。

湿空气的性质及计算；湿空气的焓湿图及应用；干燥过程的物料衡算和热量衡算；恒速干燥阶段与降速干燥阶段的特点；物料中所含水分的性质。

液液萃取过程；三角形相图及性质。

柏努利演示实验；雷诺演示实验；流体阻力实验；离心泵性能实验；精馏实验；吸收(解吸)实验。

基本结构与计

基本结构与计

基本结构与计

基本结构与计

2．熟悉的内容

层流与湍流的特征；复杂管路计算要点；测速管、孔板流量计及转子流量计的工作原理、基本结构与计算；往复泵的工作原理及正位移特性；离心通风机的性能参数、特性曲线。

沉降区域的划分；降尘室生产能力的计算。

有相变对流传热过程及影响因素；复杂流动的平均温度差求算；列管式换热器的设计要点；传热过程强化措施。

各种形式的传质速率方程、传质系数和传质推动力的对应关系；各种传质系数间的关系；气膜控制与液膜控制；吸收剂的选择；吸收塔的操作型分析；解吸的特点及计算。

理论板层数简捷计算法；精馏装置的热量衡算；平衡蒸馏、简单蒸馏的特点及计算；塔板的主要类型、塔板负荷性能图的特点及作用。

空气通过干燥器时的状态变化；临界含水量的含义及影响因素；恒速干燥阶段干燥时间的计算方法；干燥过程的强化。

物料衡算与杠杆定律。

3．了解的内容

层流内层与边界层；其它化工用泵的工作原理及特性；往复压缩机的工作原理。

降尘室、沉降槽、离心沉降、过滤等设备的构造、原理及选择； 非均相混合物分离过程的强化。

常用换热器类型、结构及工作原理；热辐射基本概念及计算；对流与辐射联合传热。

分子扩散系数及影响因素；塔高计算基本方程的推导。

其它精馏方式的特点；精馏过程的强化及展望。

各种干燥器的结构及工作原理；干燥器的设计要点。

部分互溶物系的相平衡；分配系数与选择性系数；单级萃取；多级错流萃取；多级逆流萃取；萃取设备。

三．考试的方法

考试为闭卷笔试，可以使用无字典和编程功能的电子计算器；

四．考试的主要内容与要求

1、流体流动概述与流体静力学

    流体流动及输送问题；流体流动的考察方法；定态流动与非定态流动；流体流动的作用力；牛顿粘性定律；流体的物性；压强特性及表示方法；静力学方程及应用；液柱压差计。

    2、流体流动的守恒原理

    流量与流速的定义；流体流动的质量守恒；流体流动的机械能守恒；柏努利方程及应用；动量守恒原理及应用。

    3、流体流动的内部结构与阻力计算

    雷诺实验；两种流动型态及判据；层流与湍流的特征；管流剪应力分布和速度分布；边界层概念；边界层分离现象；直管阻力；层流阻力；摩擦系数；湍流阻力——因次分析法；当量的概念(当量直径，当量长度)；局部阻力；流动总阻力计算。

    4、管路计算与流量测量

    简单管路计算：管路设计型计算特点及方法、管路操作型计算特点及方法；复杂管路的特点及计算方法；流动阻力对管内流动的影响；孔板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计算方法。

5、离心泵

　　流体输送机械分类；管路特性方程；带泵管路的分析方法——过程分解法；离心泵工作原理与主要部件；气缚现象；理论压头及分析；性能参数与特性曲线；工作点和流量调节；泵组合操作及选择原则；安装高度与汽蚀现象；离心泵操作与选型。

6、其它类型泵与气体输送机械

　　正位移泵工作原理与结构、性能参数与流量调节（往复泵、旋转泵等）；旋涡泵的结构、工作原理及流量调节；气体输送机械分类；离心式通风机工作原理；性能参数与计算；罗茨鼓风机、真空泵、离心压缩机与往复压缩机。

7、液体搅拌

搅拌的目的及方法；机械搅拌装置的基本构件；常用搅拌器的类型及特点；搅拌器的功能；均相液体的混合机理；非均相物系的混合机理；常见搅拌器的性能；强化湍动的措施。

8、流体通过颗粒层的流动

非均相分离概论；颗粒床层的特性；流体通过颗粒层的压降——数学模型法；过滤原理与设备；过滤速率、推动力和阻力的概念——过滤速率工程处理方法；过滤基本方程及应用；过滤常数；恒压过滤与恒速过滤；板框过滤机性能分析与计算；加压叶滤机性能分析与计算；回转真空过滤机性能分析与计算；加快过滤速率的途径。

9、颗粒的沉降与流态化

沉降原理；流体对颗粒运动的阻力；球形颗粒的曳力系数与斯托克斯定律；自由沉降过程；重力沉降速度；重力沉降设备（降尘室性能分析）；离心沉降速度；离心沉降设备（旋风分离器性能分析）；固体流态化概念；散式流态化与聚式流态化；流化曲线与流化床特征；起始流化速度与带出速度；流化床操作及其强化。

10、.传热概述与热传导

传热过程在化工生产中的应用；传热的基本方式；工业换热过程；传热速率；傅立叶定律；导热系数及影响因素；一维定态热传导计算（单层与多层平壁、单层与多层圆筒壁）。

11. 对流传热

对流传热过程分析；牛顿冷却定律；对流传热系数及其影响因素；无相变对流传热系数经验关联式的建立；准数方程与准数的物理意义；管内强制对流传热、管外强制对流传热、自然对流传热、蒸汽冷凝传热、液体沸腾传热。

12. 热辐射

物体的辐射能力；斯蒂芬-波尔兹曼定律；克希霍夫定律；两灰体间的辐射传热。

13. 传热过程的计算

间壁换热过程；热量衡算式及总传热速率方程；总传热系数计算、热阻及传热平均温度差——传热速率的工程处理方法；污垢热阻；壁温的计算；传热设计型问题的参数选择和计算方法；传热操作型问题的分析和计算方法（传热效率及传热单元数）。

14. 换热器

间壁式换热器类型、结构及应用；列管式换热器的设计与选用；换热器的强化及其它类型。

15.气体吸收概述与气液相平衡

    吸收依据；吸收目的；吸收过程的工业实施；吸收与解吸的特征；吸收过程的分类；吸收剂的选择；吸收过程的经济性；气体在液体中的溶解度；亨利定律；温度、压力对相平衡的影响；相平衡与吸收过程的关系。

16.扩散与单相传质

    分子扩散与费克定律；气相和液相中的分子扩散（等摩尔反向扩散、单相扩散）；扩散系数及其影响因素；涡流扩散与对流传质；相内传质速率方程与传质分系数。

17.相际传质

双膜理论；相际传质速率方程与总传质系数；传质推动力与传质系数的关系——传质速率的工程处理方法；吸收过程传质阻力分析及控制质阻。

18.低浓度气体吸收（解吸）的计算

低浓度气体吸收的假定；物料衡算与操作线方程；传质速率与填料层高度的计算；传质单元数与传质单元高度——过程分解法；传质单元数的计算；吸收塔的设计型计算（吸收过程设计中参数的选择；最小液气比；塔内返混的影响）；吸收塔的操作型计算（计算方法及吸收过程的强化）；吸收与解吸过程的对比分析；板式吸收塔计算。

19.液体蒸馏概述与二元物系的气液相平衡

蒸馏依据；蒸馏目的；蒸馏过程的工业实施；蒸馏操作的经济性；理想溶液的气液相平衡；拉乌尔定律、相图及相平衡曲线；泡点及露点的计算；相对挥发度；非理想溶液的气液平衡。

20.平衡蒸馏与简单蒸馏

平衡蒸馏；简单蒸馏；平衡蒸馏与简单蒸馏的比较。

21.精馏

    精馏原理；全塔物料衡算；恒摩尔流假定；理论板及板效率；加料板过程分析；精馏段与提馏段操作方程。

22.双组分精馏的设计型计算和操作型计算

理论塔板的逐板计算法及图解法；回流比影响及选择；全回流及最少理论板数；最小回流比；进料热状况影响及选择；双组分精馏过程的其它类型；实际塔板与全塔效率；填料精馏塔计算；操作参数对精馏过程的影响；精馏塔的温度分布与灵敏板。

23.间歇精馏与特殊精馏

间歇精馏的特点；恒回流比操作与恒馏出液组成操作；恒沸精馏的原理及应用；萃取精馏的原理及应用；恒沸精馏与萃取精馏的比较。

24.气液传质设备

气液传质过程对塔设备的一般要求；塔设备类型及特点；板式塔的设计意图；板式塔的结构；板上气液接触状态；塔板水力学性能和不正常操作现象；塔板负荷性能图；板式塔的效率；评价板式塔的性能指标；常见塔板型式及特点；筛板塔工艺计算内容；填料塔结构；填料种类及特性；气液两相在填料塔内的流动；填料塔压降与空塔气速的关系；最小喷淋密度；填料塔工艺计算方法；填料塔内的传质。

25. 液液萃取

液液萃取过程；三角形相图及性质；物料衡算与杠杆定律；部分互溶物系的相平衡；分配系数与选择性系数；单级萃取；多级错流萃取；多级逆流萃取；萃取设备。

26.固体干燥概述与干燥静力学

    物料的去湿方法；干燥过程的分类；干燥操作的经济性；湿空气的性质及计算；空气的湿度图及应用；湿空气状态的变化过程；水分在气固两相间的平衡（结合水分与非结合水分，平衡水分与自由水分）

27. 干燥速率与干燥过程的计算

    恒定干燥条件下的干燥速率；干燥曲线与干燥速率曲线；干燥机理；间歇干燥过程的计算；连续干燥过程的特点；连续干燥过程的物料衡算、热量衡算及干燥器的热效率。

28.干燥设备

工业常用的干燥器；干燥器的性能要求与选型原则。

29.实验。

（1）柏努利演示实验

实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换;验证流体静力学原理和柏努利方程;实测流体流动压头变化及相应压头损失,确定两者相互之间关系。

（2）.雷诺演示实验

观测雷诺数与流体流动类型关系;观察层流中流体质点的速度分布。

（3）流体阻力实验

掌握流体流动阻力测定方法,测定直管摩擦阻力系数及局部阻力系数;验证层流区摩擦阻力系数与雷诺数和管子相对粗糙度关系。

（4）离心泵性能实验

测定离心泵性能曲线并确定最佳工作范围;测定孔板流量计的孔流系数。

（5）强制对流传热膜系数的测定实验

通过实验确定传热膜系数准数关联式中的系数和指数;分析影响传热膜系数的因素;了解强化传热的途径。

（6）精馏实验

掌握精馏塔的操作方法与调节方法;测定全回流全塔效率及单板效率。

（7）吸收(解吸)实验

观察填料塔流体力学状态,测定压降与气速的关系曲线;测定总传质系数,分析其影响因素。

五．试卷结构

解答题和计算题。

《物理化学》

一．参考书目

 《物理化学》傅献彩，沈文霞，姚天杨，侯文华 编，高等教育出版社

第一章：气体

掌握：理想气态方程，理想气体的宏观定义和微观模型，分压、分体积计算，饱和蒸汽压概念。

理解：真实气体与理想气体的偏差，临界现象，范德华状态方程，压缩因子。

了解：范德华力和其形成因素。

第二章 热力学第一定律

掌握：热力学第一定律的本质及数学表达形式；掌握各种过程的Q和W计算方法，∆U和∆H的计算方法及化学反应热的计算方法。

理解：热力学中的基本概念，体系与环境、平衡状态、过程与途径、状态函数、功和热、内能、焓及标准生成热。

了解：Carnot循环、热机效率、Joule-Thomson效应。

第三章 热力学第二定律

掌握：热力学第二定律的文字和数学表达；熵增原理、熵判据、赫姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据；物质在PVT变化、相变化中熵，赫姆霍兹函数、吉布斯函数的计算和在热力学第二定律中的应用；主要热力学公式推导和适用条件；麦克斯韦关系式；克劳修斯—克拉佩龙方程。

理解：自发过程，Carnot定理，熵、赫姆霍兹函数、吉布斯函数定义，标准摩尔反应熵定义及计算，克拉佩龙方程、克劳修斯-克拉佩龙方程 。

了解：热力学第三定律规定熵、标准熵、信息熵。

第四章 多组分系统热力学及在溶液中的应用

掌握：偏摩尔量的定义、化学势的概念及其它们之间的关系，乌拉尔定律，亨利定律及其计算。

理解：理想液态混合物的定义、混合性质；逸度的定义、计算；活度及活度系数。

了解：混合物与溶液的区别；理想气体、真实气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分的化学势表达式。                                                                                                                                    

第五章  相平衡

掌握：相律的意义，用相律说明相图中点、线、面的意义及体系在不同情况下的相转变；杠杆规则及其使用；典型二相图分析，利用相图在分离、提纯方面的应用。

理解：相、组分数和自由度的概念；物系点与相点之间的关系。

了解：相图的绘制及应用；三组分体系的组成表示方法。

第六章 化学平衡

掌握：化学反应等温方程式的意义及其应用；平衡常数和平衡组成的计算；平衡常数的计算及各因素对平衡的影响；反应自由能与标准反应自由能关系。

理解：化学平衡的热力学条件及平衡常数的意义。

了解：非电解质溶液反应自由能的计算，液相反应平衡常数的计算；同时化学平衡、反应耦合、近似计算

第七章  统计热力学基础

掌握：Maxwell-Boltzmann统计；配分函数，利用配分函数计算热力学函数。

理解：玻尔兹曼能量分布及适用条件；独立系统的能量和熵与配分函数的关系。

了解：统计热力学的基本假设；Bose-Einstein统计和Fermi-Dirac统计，能级、简幷度

第八章 电解质溶液

掌握：法拉第定律，离子独立移动定律

理解：外电场作用下离子在溶液中的迁移情况；电导、电导率、摩尔电导率、极限摩尔电导率；电解质的平均活度和平均活度因子

了解：强电解质溶液体系

第九章 可逆电池的电动势及其应用

掌握：电极电势和电池电动势的有关计算；根据电池写出电极、电池反应；计算与电池电动势有关的热力学量；Nernst 方程；由标准电动势求电池反应的平衡常数。

理解：电动势产生机制，内电位、外电位和电化学势。

了解：电动势测定应用，电势-pH图及应用

第十章 电极与极化作用

掌握：Tafel 公式；电解时在阴极和阳极上反应的一般规律；燃料电池和蓄电池。

理解：产生极化作用的原因，浓差极化、电化学极化、超电势的概念。

了解：电解、分解电压和析出电位的意义与用途；金属的电化学腐蚀机理和防腐蚀的原理。

第十一章 化学动力学基础（一）

掌握：Arrhenius 公式和活化能定义，能从实验数据计算Arrhenius活化能；反应速率与活化能之前的关系。

理解：化学反应速率的表示和化学反应速率方程；化学反应速率与时间、浓度之间的关系。

了解：反应速率的实验测定；链式反应机理

第十二章 化学动力学基础（二）

掌握：过渡态理论；光化学反应；催化反应动力学。

理解：碰撞理论；溶剂对反应速率的影响。

了解：反应阈能与实验活化能之间的关系；化学激光过程

第十三章 表面物理化学

掌握：界面自由能，接触角、润湿、展铺、吸附；固体表面吸附，气-固相表面催化反应。

理解：液-固表面的润湿作用，表面活性剂及其作用。

了解：从物理吸附到化学吸附的势能变化特征。

第十四章 胶体

掌握：胶体基本特征；胶体动力学性质；胶体的电学性质

理解: 胶体光学性质；双电层理论和电势。

了解：纳米粒子概况。

【课程顾问】吴老师

【联系电话】13366797044

【微信】xxxwls2019

【QQ号码】3456470958