注:本考試說明僅作為2026 年普通專升本考生復習參考,最終以當年公布的考試說明為準。
一、科目簡介
《化工原理》考試內容包括化工原理緒論、流體流動、流體輸送機械、流 體通過顆粒層的流動、顆粒的沉降和流態(tài)化、傳熱等。按照了解、理解和掌握 三個層次進行考查。
二、具體內容與要求
(一) 緒論
1. 了解化工生產中的單元操作過程和化工原理課程發(fā)展史。
2. 了解化工原理課程的兩條主線。
3.理解化工原理課程的性質、內容和任務。
4.掌握單元操作的概念和分類。
5.理解四個基本關系,即物料衡算、熱量衡算、平衡關系及速率關系。 6.理解單元操作的研究方法,即實驗研究法和數學模型法。
(二) 流體流動
1.理解連續(xù)性流體假定,流體流動的兩種考察方法,流體的作用力和機械能, 黏度,牛頓黏性定律。
2.掌握靜止流體受力平衡的研究方法,壓強和位能的分布,虛擬壓強,壓強 的表示方法和單位換算,靜力學方程及其應用 (測壓管、U形測壓管、U形壓差 計、液位測量、液封高度) 。
3.掌握流量、流速、連續(xù)性方程,流動流體的機械能守恒 (伯努利方程) , 伯努利方程應用;理解伯努利方程的物理意義和幾何意義。
4.掌握層流和湍流的基本特征、雷諾數和管流數學描述的基本方法;了解流
動邊界層及邊界層分離現象;理解圓管內剪應力分布,圓管內速度分布及平均 速度。
5.掌握直管阻力損失、局部阻力損失概念;了解量綱分析法;掌握摩擦系數、 粗糙度、當量直徑、當量長度、局部阻力系數概念。
6.掌握層流直管阻力損失計算,湍流直管阻力的計算,局部阻力損失計算。
7.掌握簡單管路特性,分支管路特性,匯合管路特性,并聯管路特性;掌握 簡單管路的設計型計算 (計算方法,參數的選擇和優(yōu)化,常用流速) 。
8.理解簡單管路的操作型計算 (計算方法,試差法) ;了解分支管路計算, 匯合管路計算,并聯管路計算。
9.理解皮托管的測速原理、計算、安裝;理解孔板流量計的測量原理、計算、 流量系數、安裝;理解文丘里流量計,轉子流量計的工作原理、計算;掌握轉 子流量計的刻度換算,不同流量計特點比較。
10. 了解非牛頓流體的概念。
(三) 流體輸送機械
1. 了解化工生產中常用的流體輸送設備的結構;了解離心泵的基本方程式: 理論壓頭、流量對理論壓頭的影響、葉片結構對理論壓頭的影響。
2.理解離心泵的工作過程和主要部件和吸液、送液過程;理解葉輪 (幾種形
狀) 、泵殼、軸封。
3.掌握離心泵的工作原理;掌握離心泵的性能參數與特性曲線:流量、揚程 (壓頭) 、功率、效率概念及特性曲線;掌握離心泵的性能改變和換算:液體 密度、黏度、葉輪轉速 (比例定律) ;掌握離心泵的工作點與流量調節(jié):管路 特性方程、工作點概念、閥門調節(jié)計算、轉速調節(jié) (變頻) 概念;掌握離心泵 的汽蝕現象與安裝高度:汽蝕現象概念、汽蝕余量推導、安裝高度計算。
4.理解離心泵的聯用:并聯、串聯原則。
5. 了解離心泵的類型與選用:單吸泵、雙吸泵、多級泵;清水泵、污水泵、 泥漿泵的結構特點、單級清水泵的選用原則。
6.理解往復泵工作原理和調節(jié)方法。 7. 了解漩渦泵、齒輪泵的工作原理、適用范圍、結構、特性曲線、流量調節(jié)
方法。
8. 了解離心通風機的結構、性能參數和選擇;了解風壓概念、性能曲線。
9. 了解鼓風機、壓縮機、真空泵:離心式和旋轉式鼓風機、壓縮機的結構特 點、流量調節(jié)方法;往復式壓縮機、真空泵的結構特點、工作過程、流量調節(jié) 方法、流體作用式真空泵的結構特點、工作原理。
(四) 流體通過顆粒層的流動
1. 了解流體通過顆粒層的流動在實際生產中的應用。 2.掌握單顆粒的特性:顆粒比表面積、球形度和體積當量直徑的概念。
3. 了解顆粒群的特性:標準篩、篩分分析、流體在顆粒層內的流動特點-爬 流。
4.掌握床層特性:床層的空隙率、比表面積。
5. 了解顆粒床層物理模型的簡化思路。
6.掌握過濾原理:過濾操作的基本概念,濾漿、濾液、濾餅、過濾介質等; 過濾方式及特點,過濾速率定義。
7.掌握過濾設備:葉濾機、板框壓濾機、回轉真空過濾機的工作原理及結構。
8.掌握過濾過程的數學描述:物料衡算及濾漿、濾液、濾餅之間的關系;掌 握過濾速率:過濾過程推動力、過濾過程阻力、過濾常數、過濾基本方程、濾 餅比阻;掌握間歇過濾的濾液量與過濾時間的關系:恒速、恒壓過濾方程,掌 握恒壓過濾常數的測定;掌握洗滌速率與洗滌時間的計算、置換洗滌和橫穿洗 滌的差別。
9.掌握過濾過程的計算:設計型計算和操作型計算,連續(xù)過濾設備的生產能 力計算。
10.理解加快過濾速率的途徑:從物料、操作條件、設備、過濾方式幾方面 考慮。
(五) 顆粒的沉降和流態(tài)化
1. 了解固體顆粒對流體的相對運動規(guī)律;了解只要流固兩相密度不同,即會 發(fā)生相對運動的現象;了解流固兩相物系、連續(xù)相、分散相概念。
2.掌握顆粒沉降運動 (重力沉降、離心沉降) 的基本原理。 3. 了解流體對固粒的繞流:流體與界面間的作用力 (阻力、曳力) ,相對運
動的幾種情況 (本質上相同) ;兩種曳力-表面曳力、形體曳力; (總) 曳力的
影響因素。
4. 了解通過量綱分析法得出曳力系數的推導過程。
5.掌握靜止流體中顆粒的沉降 (以重力場為例) :顆粒受力分析,沉降兩個 階段 (加速段、等速段) 分析,沉降速度求解。
6. 了解其他因素對沉降的影響:干擾沉降、端效應、分子運動、球形度、滴 泡等。
7. 了解重力沉降設備、離心沉降設備分類。
8.掌握重力沉降設備:降塵室結構原理、工作過程介紹;分離條件、設計型、 操作型計算、分離效果。
9. 了解增稠器、分級器等其他重力沉降設備的操作目的、工作過程。
10.理解離心沉降設備:分離因數概念;旋風分離器的結構原理、工作過程、 適于分離顆粒的粒徑。
11. 了解離心沉降機的工作過程,與旋風分離器的比較、與離心過濾機的區(qū) 別。
(六) 傳熱
1. 了解傳熱在化工生產過程中的重要性。
2. 了解傳熱過程的三種形式:直接接觸式、蓄熱式、間壁式;了解載熱體概
念:加熱劑、冷卻劑。
3.理解傳熱過程:傳熱速率、熱阻的概念及熱流量和熱流密度的區(qū)別。 4. 了解傳熱機理,熱傳導、熱對流、熱輻射;了解定態(tài)傳熱、非定態(tài)傳熱。 5.掌握熱傳導和對流給熱過程計算。
6.理解傅里葉定律。
7. 了解氣、液、固導熱系數與溫度、壓強的關系。
8.理解通過平壁、圓筒壁、多層壁的定態(tài)導熱的數學推導;理解在不同壁中 熱流量、熱流密度的區(qū)別。
9.掌握熱阻的概念,傳熱速率通式;掌握對數平均值,對數平均面積、半徑 計算;掌握多層壁的導熱通式,串聯過程推動力與阻力的加和性,多層壁熱阻 與溫差的關系。
10. 了解流動對傳熱的貢獻、對流給熱過程的分類、強制對流與自然對流的 概念。
11.掌握對流給熱過程的數學描述:牛頓冷卻定律及應用。
12. 了解獲得給熱系數的三種方法; 了解量綱分析法; 了解四個準數及其表 達的物理意義及定性特征 (溫度、長度、物性等) 。
13.掌握圓形直管內低黏度流體強制湍流的給熱系數公式。 14. 了解高黏度、短管、過渡區(qū)的對流給熱系數的校正;了解其他關系式。
15. 了解大容積飽和沸騰、沸騰曲線及強化傳熱途徑; 了解膜狀冷凝、滴狀 冷凝。
16. 了解平壁、圓管的給熱系數的計算,圓管水平、直立放置時給熱系數變
化;了解影響傳熱的因素。
17. 了解吸收率、反射率、穿透率、黑體、灰體、斯蒂芬-玻耳茲曼定律、克 希荷夫定律。
18.掌握傳熱過程的數學描述:熱量衡算微分方程、傳熱速率方程式、傳熱 系數、污垢熱阻和壁溫估計;掌握傳熱過程的基本方程式:傳熱過程的積分表 達式、傳熱基本方程式、對數平均推動力。
19.掌握換熱器的設計型計算:設計型計算的命題方式、設計型問題的計算 方法、設計型計算中的參數選擇;掌握換熱器的操作型計算:操作型計算的命 題方式、操作型問題的計算方法、傳熱過程調節(jié)。
20. 了解列管式換熱器、套管式換熱器、螺旋板式換熱器、熱管式換熱器的 結構,了解管殼式換熱器的設計及選用原則。
21.掌握強化傳熱的途徑。
三、考試形式與參考題型
(一) 考試形式
考試采用閉卷、筆試形式,考試時間90分鐘,滿分150分。
(二) 參考題型
考試題型從單項選擇題、填空題、簡答題和計算題等類型中選擇,也可以 采用其他符合本科目考試要求的題型。