江蘇省高等教育自學(xué)考試大綱

03146　　化工原理（二）

南京工業(yè)大學(xué)編

江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會(huì)辦公室

一、大綱內(nèi)容     

緒  論     

（1）化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，化工工藝與化學(xué)工程，單元操作。

  （2）本課程的內(nèi)容概要、性質(zhì)和目的。

  （3）物料衡算。

  （4）物理量的單位換算與公式換算。

（一）流體流動(dòng)與輸送部分

1、流體流動(dòng)   

  （1）密度，壓強(qiáng)（絕對(duì)壓強(qiáng)，表壓，真空度）。

  （2）流體靜力學(xué)基本方程式及應(yīng)用。

  （3）牛頓粘性定律，粘度，運(yùn)動(dòng)粘度，牛頓與非牛頓型流體。

  （4）流動(dòng)型態(tài)，雷諾準(zhǔn)數(shù)。

  （5）連續(xù)性方程。

  （6）柏努利方程式及應(yīng)用。

  （7）流體在圓直等徑管內(nèi)流動(dòng)的流速分布規(guī)律與流動(dòng)阻力計(jì)算。

  （8）恒密度簡(jiǎn)單管路、并聯(lián)管路計(jì)算。

  （9）流速與流量測(cè)定。 

2、流體輸送機(jī)械     

  （1）離心場(chǎng)中修正壓強(qiáng)的分布規(guī)律。

  （2）離心泵操作性能的基本方程。

  （3）實(shí)際離心泵的性能曲線。

  （4）離心泵的操作。

  （5）離心泵的安裝高度。

  （6）離心泵的類型與選型。

  （7）其它類型的泵。

（二）顆粒流體力學(xué)與機(jī)械分離部分

1、固定床

  （1）單顆粒的幾何特性。

  （2）篩分分析，固定床的床層特性。

  （3）流體流過(guò)固定床的壓降。

2、過(guò)濾

   （1）過(guò)濾的分類，過(guò)濾介質(zhì)。

  （2）濾餅過(guò)濾的物料衡算，濾餅壓縮性與助濾劑。

（3）濾餅過(guò)濾速度方程及其在恒壓、恒速條件下的應(yīng)用。

（4）濾餅洗滌。

（5）葉濾機(jī)與板框式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)、操作與生產(chǎn)能力，最大生產(chǎn)能力操作的準(zhǔn)則。

（6）回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力。     

3、沉降

（1）重力沉降，重力沉降速度計(jì)算，重力沉降器。

（2）離心沉降，旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)，除塵總效率與粒級(jí)效率，臨界粒徑與分割粒徑。

（三）熱量傳遞部分

 1、傳熱基本方式與換熱類型。

   （1）傳熱的三種基本方式及其特點(diǎn)。

   （2）工業(yè)上三種換熱類型及其結(jié)構(gòu)、操作特點(diǎn)。

   （3）加熱劑與冷卻劑的選擇。

2、熱傳導(dǎo)

（1）溫度場(chǎng)，傅立葉定律。

（2）單層與多層平壁、圓筒壁的定態(tài)導(dǎo)熱。

3、對(duì)流傳熱

   （1）給熱概念，給熱的四種類型及其特點(diǎn)。

   （2）牛頓冷卻定律，給熱系數(shù)及其主要影響因素。

  （3）因次分析法，與給熱有關(guān)的準(zhǔn)數(shù)及其物理意義。

  （4）流體在圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流時(shí)對(duì)管壁的給熱計(jì)算。

  （5）其它給熱概況。

4、傳熱過(guò)程

（1）傳熱過(guò)程概念，熱量衡算，傳熱系數(shù)的計(jì)算。

（2）換熱器的對(duì)數(shù)平均溫度差法。

（3）換熱器概況。

（4）傳熱的強(qiáng)化與削弱。

（四）物質(zhì)傳遞部分

 1、物質(zhì)擴(kuò)散

    （1）分子擴(kuò)散，菲克定律，等分子反身擴(kuò)散與通過(guò)靜止組分的單向擴(kuò)散。
  （2）渦流擴(kuò)散，對(duì)流擴(kuò)散，單相傳質(zhì)速率方程，單相傳質(zhì)系數(shù)。

2、氣體吸收

  （1）氣體在液體中的溶解度與亨利定律。
  （2）吸收與解吸，物理吸收與化學(xué)吸收。
  （3）吸收劑的選擇原則。
  （4）填料塔概況。
  （5）傳質(zhì)機(jī)理—雙膜模型。

    （6）在填料塔內(nèi)氣液逆流、低濃度氣體物理吸收（包括解吸）的過(guò)程特點(diǎn)，操作線，傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)。

（7）低濃度氣體物理吸收的設(shè)計(jì)型與操作型計(jì)算。

3、液體蒸餾

（1）雙組分混合液的汽液平衡，拉烏爾定律。
  （2）閃蒸（平衡蒸餾），簡(jiǎn)單蒸餾。
  （3）板式塔概況。
  （4）精餾原理，回流比，恒摩爾流假設(shè)，操作線方程，加料熱狀態(tài)，q線方程。
  （5）理論板，理論板數(shù)的確定—圖解法與逐板計(jì)算法。
  （6）總板效率，實(shí)際板數(shù)的計(jì)算。

（7）精餾操作的設(shè)計(jì)型與操作計(jì)算。

4、氣（汽）—液傳質(zhì)設(shè)備
     （1）典型填料及其特性，填料塔的附屬設(shè)備。
    （2）填料塔內(nèi)氣液逆流的流體力學(xué)特性，泛點(diǎn)，載點(diǎn)。
    （3）填料塔泛點(diǎn)與壓降普遍關(guān)聯(lián)圖，操作氣速的確定。
    （4）填料層內(nèi)的氣液傳質(zhì)。
    （5）典型的板式塔概況。
    （6）篩板塔的結(jié)構(gòu)。
    （7）篩板塔正常操作的氣液流量范圍計(jì)算。
    （8）默弗里板效率與點(diǎn)效率。

5、固體干燥
      （1）去濕方法，干燥操作類型，對(duì)流干燥特點(diǎn)。
    （2）濕空氣性質(zhì)與濕度圖。
    （3）干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算。
    （4）固體物料所含水分的性質(zhì)。
    （5）干燥速度，恒定干燥條件下固體干燥時(shí)間的計(jì)算，臨界含水量。
    （6）廂式、氣流式與轉(zhuǎn)筒式干燥器的結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)，其它干燥器概況。

二、大綱的使用說(shuō)明

（一）考試范圍

       要求掌握大綱的全部?jī)?nèi)容。

（二）本課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)

本課程是化學(xué)工程、化工工藝及其相近專業(yè)的一門必修的主干課，其研究對(duì)象是化工生產(chǎn)中主要的“單元操作”—化工生產(chǎn)中常見物理加工過(guò)程按過(guò)程原理進(jìn)行歸納而劃定的基本操作。課程性質(zhì)屬技術(shù)基礎(chǔ)課。
       設(shè)置本課程的目的是介紹一些常見單元操作及其典型設(shè)備的原理，闡述用自然科學(xué)基礎(chǔ)理論解釋與處理工程問(wèn)題的方法，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
       本課程的任務(wù)是：
       1.根據(jù)“流體動(dòng)力過(guò)程”、“傳熱過(guò)程”和“傳質(zhì)過(guò)程”這三類過(guò)程的順序，介紹各類過(guò)程的基本理論和所屬的單元操作的知識(shí)。

2.闡明針對(duì)不同單元操作而采用的各具特點(diǎn)的分析方法。

3.介紹各單元操作的典型設(shè)備結(jié)構(gòu)和設(shè)備計(jì)算法。

4.培養(yǎng)查取理化數(shù)據(jù)與機(jī)械、材料工程數(shù)據(jù)的能力，提高工程運(yùn)算能力。

5.培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（三）本課程的基礎(chǔ)要求
       學(xué)完本課程后，應(yīng)考者應(yīng)達(dá)到如下要求：

       1.對(duì)大綱規(guī)定的各單元操作有清晰的概念，充分掌握其過(guò)程原理和典型設(shè)備特點(diǎn)，熟悉其主要參量間定量的依存規(guī)律。

2.對(duì)“流體動(dòng)力過(guò)程”、“傳熱過(guò)程”、“傳質(zhì)過(guò)程”具有較堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

3.能熟練地從有關(guān)手冊(cè)中查取理化及工程數(shù)據(jù)。

4.有較強(qiáng)的工程計(jì)算與分析能力，能根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行核算，以作出判斷并提出改進(jìn)措施，亦能進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算。

5.具有一定的自學(xué)能力，能通過(guò)查閱資料加深或擴(kuò)展單元操作知識(shí)。

（四）本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

按本課程涉及的知識(shí)面，學(xué)習(xí)本課程之前具備高等數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)、工程制圖及計(jì)算機(jī)語(yǔ)言等基礎(chǔ)知識(shí)，故本課程為上述基礎(chǔ)課的后續(xù)課程。
      由于本課程研究的對(duì)象是化工生產(chǎn)中的單元操作，已接觸專業(yè)生產(chǎn)，課程內(nèi)容進(jìn)入了專業(yè)課范疇，但本課程討論的內(nèi)容又并未局限于任一種產(chǎn)品的特定生產(chǎn)過(guò)程，跨越了按產(chǎn)品組織生產(chǎn)的行業(yè)界限，有著工程類公共課程性質(zhì)，故一般認(rèn)為本課程性質(zhì)屬技術(shù)基礎(chǔ)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課。本課程的后續(xù)課即為各有關(guān)專業(yè)的專業(yè)課?？梢?，本課程在基礎(chǔ)與專業(yè)課間起“橋梁”作用。

學(xué)習(xí)本課程應(yīng)與化工原理實(shí)驗(yàn)課和生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合，以加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)，并通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的觀察、過(guò)程參量的測(cè)定與數(shù)據(jù)處理，加深對(duì)過(guò)程規(guī)律的理解。若缺乏實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)條件，至少應(yīng)觀看教學(xué)模具，參觀實(shí)驗(yàn)室，觀看演示實(shí)驗(yàn)及教學(xué)錄像片。

學(xué)完本課程的理論后，宜選擇一個(gè)單元操作進(jìn)行一次化工原理課程設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)的基本程序與方法，并在查閱技術(shù)資料、選用公式、查取數(shù)據(jù)、工程運(yùn)算、文字表達(dá)、圖線表達(dá)及制圖能力等方面進(jìn)行全面的綜合訓(xùn)練，以培養(yǎng)嚴(yán)肅負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)。

本課程亦為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

（五）本課程的學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)

為學(xué)好本課程，特提出下列三點(diǎn)建議：

1、掌握基本概念

無(wú)論學(xué)什么課程，若基本概念不掌握，就談不上學(xué)好這門課。本課程也不例外。應(yīng)該說(shuō)，掌握基本概念是學(xué)一門課的最基本、最首要的任務(wù)。

基本概念的涵義是寬廣的，就本課程而言，一些基本理論，如“流體動(dòng)力過(guò)程”、“傳熱過(guò)程”與“傳質(zhì)過(guò)程”的基本規(guī)律，就是重要的概念。對(duì)于各單元操作，過(guò)程現(xiàn)象、特征，對(duì)該過(guò)程進(jìn)行分析的方法，主要公式的推導(dǎo)或由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理得出過(guò)程定量規(guī)律式與有關(guān)圖線的方法，公式或圖線的應(yīng)用條件，設(shè)備的結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)，以及有關(guān)的定義、術(shù)語(yǔ)等，均屬基本概念。

要掌握基本概念，就應(yīng)仔細(xì)閱讀課文，認(rèn)真思考。由于初學(xué)者一般缺乏生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與感性認(rèn)識(shí)，需以教材附圖幫助想像，故要求初學(xué)者要有較強(qiáng)的讀圖與想像能力。有些內(nèi)容，如流體流動(dòng)、泵與風(fēng)機(jī)的操作、傳熱、干燥等都與我們?nèi)粘Ｉ钜娐動(dòng)新?lián)系，或同前修課程的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有聯(lián)系，就應(yīng)盡可能聯(lián)系實(shí)際去理解，以加深認(rèn)識(shí)。須知，掌握基本概念并非輕而易舉的事。往往初讀課文后，似乎懂了，但若再深入思考，或做習(xí)題，或?qū)σ恍﹩?wèn)題開展討論，又會(huì)發(fā)現(xiàn)概念混亂。一般說(shuō)，許多概念的建立，是需要反復(fù)學(xué)習(xí)、思考的過(guò)程的。

初學(xué)者對(duì)本課程往往有個(gè)共同的感覺(jué),就是公式太多,記不住.其實(shí),本課程學(xué)習(xí)只強(qiáng)調(diào)理解,不需死記硬背.可以說(shuō),教材中介紹的公式,大部分只要求會(huì)應(yīng)用,不要求記住。至于少數(shù)須記住的公式,因做習(xí)題時(shí)使用次數(shù)多了,自然也因熟悉而記得了。

2、熟練計(jì)算

本課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的計(jì)算量是很大的。許多概念問(wèn)題寓于計(jì)算題中，可以說(shuō)，解計(jì)算題的實(shí)踐是掌握本課程必不可少的重要步驟。

在解題之前必須反復(fù)、認(rèn)真閱讀教材課文，在明確概念后才做習(xí)題。

解化工原理習(xí)題時(shí)必須注意到如下事項(xiàng)：

（1）認(rèn)真領(lǐng)會(huì)題意。在作業(yè)本上全抄題目或?qū)懗龊?jiǎn)明題意。

（2）作簡(jiǎn)圖。標(biāo)明各流體的流向。寫上代表各物理量的符號(hào)。若計(jì)算中有自行補(bǔ)充的線條或物理量符號(hào)，亦需在圖上標(biāo)示。須知，圖示法是最簡(jiǎn)潔的工程語(yǔ)言。

（3）列出所有已知條件，指出待求量。

（4）擬定解題思路。這一工作只需在草稿紙上進(jìn)行，不必寫在作業(yè)本上，但應(yīng)體現(xiàn)在解題程序上。若遇到的問(wèn)題較復(fù)雜，則可將解題思路用框圖形式寫在作業(yè)本上。

（5）按擬定的程序進(jìn)行運(yùn)算。對(duì)每一個(gè)運(yùn)算環(huán)節(jié)，須先寫出以物理量符號(hào)表示的計(jì)算式—文字式，然后根據(jù)題給條件對(duì)各物理量賦值，寫出數(shù)字式，最后才寫上計(jì)算結(jié)果。要求在計(jì)算式中代入的數(shù)據(jù)與文字式中相應(yīng)的物理量符號(hào)位置一致，以便于檢查所代的數(shù)據(jù)是否正確。

在運(yùn)算中強(qiáng)調(diào)使用SI制單位。題給條件有時(shí)是用非SI制單位給出的，這就要求在計(jì)算前對(duì)這些物理量進(jìn)行單位換算，換成SI制單位。

要注意計(jì)算結(jié)果表達(dá)方式的合量性。計(jì)算結(jié)果可取3-4位有效數(shù)字，其中最后一位數(shù)字是經(jīng)四舍五入取得的。例如，某次計(jì)算結(jié)果在計(jì)算器上顯示出19360122，若答數(shù)寫上此8位數(shù)字便是錯(cuò)誤的，只能寫上1.94×10的7次方或1.936×10的7次方。計(jì)算結(jié)果取3-4位有效數(shù)字是假設(shè)題給數(shù)據(jù)有3-4位有效數(shù)字，而這在一般測(cè)量中是可以做到的。

還需指出一點(diǎn)，在計(jì)算式代入的數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能采用題給的原始數(shù)據(jù)，而且強(qiáng)調(diào)要用計(jì)算器連算。例如，公式中出現(xiàn)d平方，題給條件d=0.38m,則應(yīng)以（0.380）平方代入，而不要予先計(jì)算（0.380）平方=0.144，再把0.144代入d平方項(xiàng)。計(jì)算中也不要把計(jì)算式劃分成一塊塊內(nèi)容分別算出答數(shù)后再組合運(yùn)算。這樣要求，就是為了減小誤差。 

3、領(lǐng)會(huì)方法

本課程所介紹的對(duì)各種單元操作的分析、處理，最常用的方法是半理論半經(jīng)驗(yàn)法。這種方法又分兩種類型。這種方法又分兩種類型?，F(xiàn)分述之。

第一種類型是“模型法”，其要點(diǎn)是：對(duì)工程實(shí)際的研究對(duì)象加以簡(jiǎn)化，作出合理假設(shè)，建立起過(guò)程的“物理模型”，然后運(yùn)用基礎(chǔ)理論于該物理模型，從而建立“數(shù)學(xué)模型”，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出數(shù)學(xué)模型中模型參量與有關(guān)操作變量間的定量關(guān)系，最后取得反映該過(guò)程規(guī)律的定量關(guān)聯(lián)式。

第二種類型是“相似方法”，其要點(diǎn)是通過(guò)對(duì)過(guò)程的分析，由因次分析或相似變換，確定與該過(guò)程有關(guān)的相似準(zhǔn)數(shù)，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)找到各準(zhǔn)數(shù)的定量關(guān)系，從而取得反映該過(guò)程規(guī)律的定量關(guān)聯(lián)式或圖線。

以上兩種類型的半理論半經(jīng)驗(yàn)方法在教材中頻繁出現(xiàn)，在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)加以留意。

此外，教材中亦出現(xiàn)少量的用純理論推導(dǎo)公式的方法，不過(guò)，在推導(dǎo)公式前一般也作了一些簡(jiǎn)化似設(shè)。此法只適用于較簡(jiǎn)單的過(guò)程。因工程實(shí)際問(wèn)題往往比較復(fù)雜，所以純理論方法應(yīng)用得并不多。

要重視方法論，因?yàn)檫@是本課程內(nèi)容的精華，其中包含著針對(duì)不同特點(diǎn)問(wèn)題采用不同分析、處理問(wèn)題方法的觀點(diǎn)，若無(wú)視方法論，則全書內(nèi)容就成為一堆素材的機(jī)械集合物了。

（六）大綱各部分內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)及深廣度

1、緒論

重點(diǎn)：

① 單元操作概念。

② 物料衡算

③ 物理量的單位換算與公式換算。

難點(diǎn)：物理量的公式換算。 

深廣度：

① 在學(xué)一門新課程的開始，應(yīng)了解該課程的背景、主要內(nèi)容、課程性質(zhì)、目的及任務(wù)。

② 要熟練掌握物料衡算方法，因?yàn)檫@是一切化工計(jì)算的基礎(chǔ)。

③ 應(yīng)會(huì)借助教材附錄的單位換算表進(jìn)行物理量的單位換算，要強(qiáng)調(diào)計(jì)算中采用SI單位，還應(yīng)掌握“轉(zhuǎn)換因子”的應(yīng)用法。

④ 須掌握物理量的公式換算法。要注意，此換算法與物理量的單位換算有相反的規(guī)律。現(xiàn)以長(zhǎng)度單位m與mm間的換算為例說(shuō)明之。

 轉(zhuǎn)換因子：（1000mm/m）或（1m/1000mm）

物理量的單位換算：以L表示以m為單位的某長(zhǎng)度的數(shù)，以Lˊ表示同一長(zhǎng)度但以mm為單位的數(shù)，則Lˊ（mm）=L（m）×（1000mm/m）=1000L（mm）

其中轉(zhuǎn)換因子的應(yīng)用須消去原單位，取得新單位。

物理量的公式換算：設(shè)有公式S=（1/2）gt平方，，式中指定單位：S-m，g-m/s平方，t-s?，F(xiàn)欲速將S改為Sˊ，改用mm為單位，其它物理量單位不變，則換算方法如下：

Sˊ×（1/1000）=（1/2）gt平方

要使S′與轉(zhuǎn)換因子相乘后仍得到以m為單位的數(shù)。

 2、流體流動(dòng)

重點(diǎn)：

① 流體靜力學(xué)方程與U形壓差計(jì)。

     ② 連續(xù)性方程。

③ 柏努利方程。

④ 層流與湍流。

⑤ 流體流動(dòng)阻力計(jì)算。

⑥ 管路計(jì)算。

難點(diǎn)：

① 柏努利方程的理解及應(yīng)用。

② 流體流動(dòng)的阻力計(jì)算。

深廣度：

① 本章內(nèi)容只要求掌握恒密度流體的流動(dòng)規(guī)律。對(duì)于流體流動(dòng)阻力，討論范圍僅限于管流情況。

② 要熟悉壓強(qiáng)的單位換算，尤其須分清atm與at。

③ 要了解修正壓強(qiáng)Pm只適用于重力場(chǎng)和流體密度為恒量的條件。在此條件下，修正壓強(qiáng)有三方面用處：（a）靜止流體中以及在平行流線的流動(dòng)截面上，流體的修正壓強(qiáng)值恒定。（b）U  形壓差計(jì)公式Pm,1-pm,2=（ρi-ρ）gR中，等式左側(cè)是流體的修正壓強(qiáng)差（只有水平管，可看成Pm，1-Pm,2=P1-P2)。（c)在沒(méi)有外加軸功引入及流體流速變化可略的條件下，流體修正壓強(qiáng)體現(xiàn)了流動(dòng)阻力的大小，故流動(dòng)阻力習(xí)慣上又稱為壓降。

④ 所介紹的流體點(diǎn)流速分布規(guī)律都是指流體流過(guò)圓、直、等徑管內(nèi)的管流條件的規(guī)律，而且須滿足流體越過(guò)了入口過(guò)渡段進(jìn)入流線平行的穩(wěn)定段的條件。 

⑤ 應(yīng)用柏努利方程應(yīng)注意如下三點(diǎn)：（a）所取截面須取在流線平行處，截面與流線垂直，是平截面。取截面的原則是取已知量多或含有待求量的截面。（b）流體流動(dòng)阻力項(xiàng)∑hf只計(jì)流體流過(guò)管路的阻力，不包括流體過(guò)泵、風(fēng)機(jī)等流體輸送機(jī)械的阻力或渦輸機(jī)的阻力。（c）軸功項(xiàng)Ws，對(duì)使用流體輸送機(jī)械而言，指每kg質(zhì)量流體由流體輸送機(jī)械進(jìn)口截面至出口截面其機(jī)械能的增值，這時(shí)Ws為正值：對(duì)使用渦輪機(jī)輸出機(jī)械能而言，Ws仍指每kg質(zhì)量流體在渦輪機(jī)的出口、進(jìn)口截面所具有的機(jī)械能的差值，但這時(shí)Ws為負(fù)值。

⑥ 對(duì)非牛頓流體、速度邊界層與邊界層分離，只需作一般性了解。

⑦ 應(yīng)熟悉流體的流動(dòng)阻力計(jì)算。對(duì)沿程阻力計(jì)算，要記得范寧公式，能熟練運(yùn)用“λ-ε/d-Re”圖；對(duì)局部阻力計(jì)算，應(yīng)會(huì)查取局部阻力系數(shù)及局部阻力的當(dāng)量管長(zhǎng)值。

⑧ 管路計(jì)算是本章大部分內(nèi)容的綜合運(yùn)用，亦是計(jì)算量較集中的部分，應(yīng)給予足夠的重視，主要應(yīng)掌握串聯(lián)與并聯(lián)管路計(jì)算。對(duì)于分支管路，只需有初步概念。

⑨ 流速與流量測(cè)定部分，介紹的只是應(yīng)用柏努利方程與U形壓差計(jì)的內(nèi)容。這部分內(nèi)容因用得很廣，故應(yīng)熟記其有關(guān)公式。

3、流體輸送機(jī)械

重點(diǎn)：

① 離心泵的各項(xiàng)效率分析。實(shí)際離心泵的特性曲線。

② 管路特性曲線。泵工作點(diǎn)。閥門調(diào)節(jié)對(duì)泵工作點(diǎn)的影響。泵的串聯(lián)或并聯(lián)操作。

③   葉輪轉(zhuǎn)速改變對(duì)離心泵特性曲線的影響。  

④ 泵的安裝高度及泵的選型。

難點(diǎn)：

① 泵的安裝高度。

深廣度：

① 應(yīng)重點(diǎn)掌握離心式流體輸送機(jī)械。

② 要了解歐拉方程的推導(dǎo)。

③  要理解離心泵的各項(xiàng)效率分析內(nèi)容。雖然這些都是定性分析，實(shí)際離心泵的特性曲線還須靠實(shí)驗(yàn)測(cè)得，但有關(guān)影響容積效率、水力效率與機(jī)械效率的因素需了解。   

④ 須清楚理解離心泵的“He-V”、“η-V”、“Na-V”三條特性曲線的意義及曲線形態(tài)，理解這些特性曲線是針對(duì)一臺(tái)具體離心泵的規(guī)定轉(zhuǎn)速下以20℃清水為介質(zhì)實(shí)測(cè)得的。此外，須知銘牌上寫的參量是指最高效率點(diǎn)時(shí)的各項(xiàng)參量。

⑤ 離心泵的工作點(diǎn)問(wèn)題是這部分內(nèi)容的核心。工作點(diǎn)是管路特性曲線與泵的“揚(yáng)程”—流量的曲線的交點(diǎn)。由工作點(diǎn)便可讀出泵在該工作情況時(shí)的流量、揚(yáng)程、效率及功率。須知，管路特性曲線方程就是柏努利方程，但其機(jī)械能是以1N液體為核算基準(zhǔn)的，與“流體流動(dòng)”部分介紹的柏努利方程相比，Hˊe=Ws/g，所需外加壓頭Hˊe表示為實(shí)現(xiàn)工作條件下的液體流動(dòng)，要求液體在泵的出口與進(jìn)口截面處每N液體機(jī)械能的差值。而泵的揚(yáng)程He指在一定轉(zhuǎn)速、一定流量下，某臺(tái)泵的出口與進(jìn)口截面處每N液體機(jī)械能的差值。穩(wěn)定操作時(shí)，He=Hˊe。要明確一點(diǎn)，泵的特性要曲線是某臺(tái)泵在一定轉(zhuǎn)速下輸送某種液體時(shí)的固有屬性，與流量大小無(wú)關(guān)。

⑥ 若葉輪轉(zhuǎn)速改變，其特性曲線必然同原轉(zhuǎn)速時(shí)的不同。按理需按不同轉(zhuǎn)速實(shí)測(cè)其相應(yīng)的特性曲線，但假如轉(zhuǎn)速改變不大（如小于10%），工程上允許使用比例定律從原轉(zhuǎn)速的特性曲線導(dǎo)出新轉(zhuǎn)速下的特性曲線。設(shè)原轉(zhuǎn)速為nr/min,“He-V”曲線可近似表達(dá)為He=A-BV平方，則新轉(zhuǎn)速n′r/min時(shí)的“He-V”曲線方程可導(dǎo)出為He=(n′/n)平方A-BV平方。

⑦ 泵的安裝高度是個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。若汲液高度超過(guò)允許值就會(huì)發(fā)生“汽蝕”現(xiàn)象，發(fā)生事故。泵的允許最大安裝高度Hg,max是在工作點(diǎn)已確定后計(jì)算的。計(jì)算Hg,max只須按汲入管段排柏努利方程并加上防止汽蝕的約束條件便可算出。計(jì)算中遇到兩個(gè)專門名詞：“允許汽蝕余量”Δh,允和“允許汲上真空高度”`Hs`，要弄清這兩個(gè)參量的定義。學(xué)習(xí)時(shí)按Δh,允與按`Hs`計(jì)算Hg，max的方法都要掌握。在工程實(shí)踐中主要用的是按Δh,允計(jì)算Hg,max的方法。

4、顆料流體力學(xué)與機(jī)械分離

重點(diǎn)：

① 流體流過(guò)固定床的壓降。

② 濾餅過(guò)濾速度方程及其在恒壓條件下的應(yīng)用。

③ 主要過(guò)濾設(shè)備，濾餅洗滌，過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力。 

④ 顆料重力沉降速度的計(jì)算。

難點(diǎn)：

① 恒壓濾餅過(guò)濾計(jì)算。

② 板框式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)與操作。

③ 濾餅洗滌時(shí)間計(jì)算。

④ 非球形顆料重力沉降問(wèn)題的計(jì)算。

深廣度：

① 應(yīng)了解柯士尼公式取得的全過(guò)程，其中包括了解針對(duì)流體過(guò)固定床床層這一問(wèn)題特點(diǎn)而提出的簡(jiǎn)化物理模型，由此得到的數(shù)學(xué)模型，以及在此基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定確定的模型參量與有關(guān)因素間的定量關(guān)系。要認(rèn)真領(lǐng)會(huì)其分析、處理工程問(wèn)題的方法。

② 濾餅過(guò)濾是最常見的、最重要的一種過(guò)濾類型，應(yīng)著重掌握。濾餅過(guò)濾的物料衡算式為φ=LA（1-ε）ρs/（V+LAε），這是個(gè)易被忽視然而很重要的公式，須弄清式中各符號(hào)的意義并記住該式。

③ 須弄清葉濾式與板框式過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)，許多計(jì)算問(wèn)題是結(jié)合這兩種機(jī)型提出的。

④ 應(yīng)熟練掌握過(guò)濾速度方程：dq/dτ=K/`2（q+qe)`與過(guò)濾常數(shù)定義式：K=2Δpm(1-s) /(μr﹒φ)。由于恒壓過(guò)濾用得最多，其過(guò)濾過(guò)程關(guān)聯(lián)式：q2+2qqe=Kτ必須熟練掌握。

⑤ 濾餅洗滌時(shí)間的計(jì)算較易算錯(cuò)，要仔細(xì)領(lǐng)會(huì)教材內(nèi)容。若Δpm，w=Δpm，E,μw=μ，對(duì)于葉濾機(jī)，（dV/dτ）w=(dV/dτ)E對(duì)于板框式壓濾機(jī)，（dV/dτ）w=(dV/dτ)E/4。若再加以下條件：Ve可略，過(guò)濾為恒壓條件下操作，過(guò)濾時(shí)間為τF，并令J=Vw/V，則對(duì)葉濾機(jī)，τw=2JτF，對(duì)板框式壓濾機(jī)，τw=8JτF。

⑥ 對(duì)于葉濾機(jī)與板框式壓濾機(jī)的最大生產(chǎn)能力Gmax問(wèn)題，結(jié)論都是當(dāng)τF+τw=τD時(shí)生產(chǎn)能力最大。但須弄清其前提條件。

⑦ 對(duì)回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)、操作以及q與G的計(jì)算方法都需掌握。

⑧ 關(guān)于顆料自由、重力沉降，首先應(yīng)分清是屬于φ=1的光滑圓球顆料還是φ<1的非圓球顆料的問(wèn)題。要掌握這兩大類顆粒的自由、重力沉降的計(jì)算方法。

⑨ 旋風(fēng)分離器是應(yīng)用極廣的氣、固分離設(shè)備，應(yīng)充分了解。由于對(duì)其除塵機(jī)理的研究尚不透徹，除塵效率問(wèn)題只能依靠經(jīng)驗(yàn)方法解決。

5、熱量傳遞

重點(diǎn)：

① 傅立葉定律及其在一維定態(tài)導(dǎo)熱條件下的應(yīng)用。

② 對(duì)流傳熱與給熱的概念，四種給熱過(guò)程的特點(diǎn)，牛頓冷卻定律。

③ 流體無(wú)相變給熱過(guò)程影響給熱系數(shù)的因素，因次分析法，強(qiáng)制與自然對(duì)流給熱的有關(guān)準(zhǔn)數(shù)及其意義，通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的方法。

④ 流體在圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流時(shí)對(duì)管壁的給熱規(guī)律。

⑤ 傳熱過(guò)程概念，傳熱系數(shù)，污垢熱阻。

⑥ 套管與列管式換熱器的結(jié)構(gòu)、操作與傳熱計(jì)算。

⑦ 其它類型換熱器的特點(diǎn)。

⑧ 傳熱的強(qiáng)化與削弱。

難點(diǎn)：

① 因次分析法，準(zhǔn)數(shù)的意義。

② 傳熱系數(shù)的計(jì)算。

③ 換熱器的傳熱計(jì)算。

④ 換熱器的對(duì)數(shù)平均溫度差。

深廣度：

① 關(guān)于熱傳導(dǎo)，應(yīng)掌握傅立葉定律及其在定態(tài)一維導(dǎo)熱中的應(yīng)用。掌握的范圍可由平壁、圓筒壁擴(kuò)展到球面壁，須由單層擴(kuò)展到多層。

② 給熱過(guò)程是化工生產(chǎn)中最重要的傳熱方式，要充分了解四種給熱類型的特點(diǎn)。在許多給熱的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中，需記住的只有一個(gè)公式，即Nu=0.023Re（0.8次方）Pr（n次方）式。其余準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式只要會(huì)用即可。要弄清各經(jīng)驗(yàn)式的應(yīng)用條件。

③ 要了解各常見換熱器的結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)，其中要把重點(diǎn)放在列管式及套管式換熱器上。

④ 換熱器的傳熱計(jì)算是本章的核心。換熱器的傳熱計(jì)算有兩種方法—對(duì)數(shù)平均溫度差法與傳熱效率法。其中，對(duì)數(shù)平均溫度差法最基本，適用于所有換熱器類型?？山Y(jié)合列管式換熱器全面掌握對(duì)數(shù)平均溫度差法。至于換熱器的傳熱效率法和阻力計(jì)算，可不作為教學(xué)要求。

6、物質(zhì)擴(kuò)散與氣體吸收

重點(diǎn)：

① 菲克定律。分子擴(kuò)散速度的計(jì)算。

② 亨利定律。

③ 對(duì)流擴(kuò)散，單相傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)推支力。相際傳質(zhì)，相際傳質(zhì)速率方程，總傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)推動(dòng)力。

④ 在填料塔內(nèi)低濃度氣體物理吸收過(guò)程的特點(diǎn)，操作線方程，傳質(zhì)單元高度，傳質(zhì)單元數(shù)。

⑤ 在填料塔內(nèi)低濃度氣體物理吸的設(shè)計(jì)型與操作型計(jì)算。

難點(diǎn)：

① 溶質(zhì)氣體在氣、液相中濃度的不同表示法間的換算。

② 總傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算。氣、液相傳質(zhì)分阻力占總傳質(zhì)阻力之比的計(jì)算。

③ 傳質(zhì)單元高度的計(jì)算。

④ 傳質(zhì)單元數(shù)的不同計(jì)算法。

⑤ 填料吸收塔的操作型計(jì)算。

深廣度：

① 溶質(zhì)氣體在氣、液相中濃度表示法有“p-c”、“y-x”及“Y-X”（Y為氣相中溶質(zhì)與惰氣的摩爾比，X為液相中溶質(zhì)對(duì)溶劑的摩爾比）三種。由于低濃度氣體吸收與解吸時(shí)y約＝Y(jié),x約=Y，故對(duì)于低濃度情況可歸并成“p-c”與“y-x”兩類氣、液濃度表示法。其間換算關(guān)系是：p=Py(P為總壓)，c=Cmx(Cm為每立方米溶液中溶質(zhì)、溶劑kmol數(shù)之和)。

② 要熟悉亨利系數(shù)E與相平衡常數(shù)m間的換算關(guān)系。其換算式為m=E/P。

③ 要熟悉單相傳質(zhì)系數(shù)不同表達(dá)方式之間的換算關(guān)系。因NA=kG(p-pi)=kGP(y-yi)=ky(y-yi)，所以ky=kGP。又因NA=kL(ci-c)=kLCm(xi-x)=kx(xi-x)，所以kx=kLCm。

④ 在相際傳質(zhì)中，要會(huì)根據(jù)溶質(zhì)在氣相與液相擴(kuò)散阻力的對(duì)比來(lái)確定過(guò)程是氣相阻力控制或液相阻力控制。

 ⑤ 應(yīng)熟練掌握操作線方程的推導(dǎo)方法與操作線方程的意義。操作線方程由物料衡算導(dǎo)得，它表示填料層內(nèi)任一橫截面處氣相濃度y與液相濃度x間的函數(shù)關(guān)系。

 ⑥ 對(duì)于傳質(zhì)單元數(shù)，應(yīng)熟練掌握對(duì)數(shù)平均濃度差法與吸收因數(shù)法兩種計(jì)算方法。對(duì)于氣、液逆流、低濃度氣體吸收且平衡關(guān)系可表示為y*=mx的條件，這是時(shí)的NoG計(jì)算式必須熟記，而其它情況下的種種NoG計(jì)算式都不必記住。

 ⑦ 要重視操作型計(jì)算。操作型計(jì)算一般采用前后情況對(duì)比法，即分別寫出前、后操作情況的H=HoGNoG與Hˊ=HˊoG.NˊoG兩式子，然后根據(jù)題意找出Hˊ與H的關(guān)系和HˊoG與HoG的關(guān)系，再由算出NoG導(dǎo)出NˊoG之值，從而求出待求量。

 ⑧ 對(duì)于吸收、解吸聯(lián)合操作流程問(wèn)題的求解，須明確兩塔間氣、液流量與濃度間的關(guān)系，并 從兩塔的H=HoGNoG與Hˊ=HˊoGNˊoG的對(duì)比中尋找解題的思路。

⑨ 要掌握不同的吸收、解吸流程的操作線定性圖示法。

7、液體蒸餾

重點(diǎn)：

① 雙組分理想物系的汽液平衡計(jì)算。

② 連續(xù)精餾原理。

③ 基本型連續(xù)精餾的設(shè)計(jì)型與操作型計(jì)算。

④ 其它類型的連續(xù)精餾。

難點(diǎn)：

① 基本型連續(xù)精餾的操作型計(jì)算。

② 其它類型連續(xù)精餾的設(shè)計(jì)型計(jì)算。

深廣度：

① 本章討論的汽、液平衡與蒸餾問(wèn)題只限于雙組分物系。在二元物系中，雖重點(diǎn)介紹了理想物系的汽、液平衡計(jì)算，但亦應(yīng)了解非理想物系汽、液平衡的特點(diǎn)。

② 應(yīng)熟悉掌握二元物系汽、液平衡的三種圖示法—“p-x”、“t-x-y”與“y-x”圖。

③ 應(yīng)能分清閃蒸（平衡蒸餾）、簡(jiǎn)單蒸餾與連續(xù)精餾三者區(qū)別。

④ 基本型連續(xù)精餾的設(shè)計(jì)型計(jì)算是本章的核心內(nèi)容，必須熟練掌握。

⑤ 對(duì)基本型連續(xù)精餾的操作型計(jì)算，因提出問(wèn)題的內(nèi)容、方式靈活多樣，不能滿足于對(duì)一、二種問(wèn)題求解的理解上，要全面地掌握對(duì)問(wèn)題的分析、判斷的準(zhǔn)則。

⑥ 其它類型連續(xù)精餾操作可視為基本型連續(xù)精餾的延伸。在掌握好基本型連續(xù)精餾的基礎(chǔ)知識(shí)后理解其它類型連續(xù)精餾的特點(diǎn)是并不困難的。要重視其它類型的種種連續(xù)精餾操作，因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)上見到的往往是其它類型的連續(xù)精餾操作。

8、氣（汽）—液傳質(zhì)設(shè)備

重點(diǎn)：

① 填料塔氣、液逆流操作的流體力學(xué)特性，載點(diǎn)與泛點(diǎn)，泛點(diǎn)的計(jì)算。

② 各種常見板式塔的結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)。

③ 篩板塔正常操作氣、液負(fù)荷性能圖的制作。

④ 總塔效率、默弗里效率與點(diǎn)效率。

難點(diǎn)：

① 填料塔內(nèi)氣、液相傳質(zhì)系數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的應(yīng)用。

② 篩板塔正常操作氣、液負(fù)荷性能圖的制作。

深廣度：

① 填料塔的知識(shí)一般是結(jié)合吸收操作介紹的，而板式塔的知識(shí)一般是結(jié)合精餾操作介紹的，但實(shí)際生產(chǎn)中，填實(shí)塔與板式塔均既適用于吸收也適用于精餾，所以，不但要掌握填料吸收塔及板式精餾塔的計(jì)算方法，也要掌握填料精餾塔及板式吸收塔的計(jì)算方法。

② 應(yīng)了解各種塔填料與填料塔附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)、操作特點(diǎn)及改進(jìn)、發(fā)展趨勢(shì)。

       ③ 應(yīng)了解各種主要類型板式塔的結(jié)構(gòu)、操作特點(diǎn)及改進(jìn)、發(fā)展趨勢(shì)。

       ④ 填料塔操作時(shí)填料表面潤(rùn)濕率及氣、液?jiǎn)蜗鄠髻|(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式均不需要記得，只要求會(huì)使用。由于過(guò)程的復(fù)雜性，這些計(jì)算式準(zhǔn)確性不是很高，只可用作估算。

       ⑤ 篩板塔與浮閥塔是當(dāng)前使用最廣的兩種板式塔類型，按理都應(yīng)掌握，但教學(xué)中往往只要求掌握篩板塔，浮閥塔內(nèi)容不作為教學(xué)要求，只作為自學(xué)材料。教學(xué)中重點(diǎn)介紹篩板塔的好處是其內(nèi)容較系統(tǒng)、豐富。教師在教學(xué)中可選擇此二者之一作為教學(xué)內(nèi)容。

       ⑥ 要弄清總板效率、默弗里效率與點(diǎn)效率三者的區(qū)別?？偘逍适菍?duì)全塔而言的，并不分辨不同塔板傳質(zhì)效率的差異；默弗里效率的單板效率，是針對(duì)一塊塔板而言的，并不分辨塔板不同位置的傳質(zhì)效率的差異，只有點(diǎn)效率才專門針對(duì)某塊塔板某一位置考察傳質(zhì)效率。在確定實(shí)際塔板數(shù)時(shí)，一般使用總板效率或默弗里效率，點(diǎn)效率用于塔板結(jié)構(gòu)的改進(jìn)或新塔板的開發(fā)。

9、固體干燥

重點(diǎn)：

① 濕空氣各特性參量的意義及其相互間的定量關(guān)系—有關(guān)計(jì)算式與濕度圖。

② 對(duì)流干燥過(guò)程的物料與熱量衡算。

③ 恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算。

④ 主要干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)。

難點(diǎn)：

① 濕空氣性質(zhì)與濕度圖。

② 對(duì)流干燥器操作的熱量衡算。

深廣度：

① 要了解去濕、干燥與對(duì)流干燥三者的關(guān)系與區(qū)別。

② 濕空氣性質(zhì)是對(duì)流干燥部分的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，務(wù)必熟練掌握，不僅要熟悉關(guān)聯(lián)各參量的計(jì)算式，也要熟悉濕度圖的使用法。

③ 在干燥物料衡算中，要熟練含水量的濕基與干基換算法。

④ 本章關(guān)于干燥器的計(jì)算，只結(jié)合廂式干燥器介紹了恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算。應(yīng)首先掌握這部分內(nèi)容。由于實(shí)際生產(chǎn)中氣流干燥器、沸騰床干燥及轉(zhuǎn)筒干燥器使用得很多，故應(yīng)對(duì)這些干燥器充分了解，以奠下以后自學(xué)這些干燥器設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。

（七）自學(xué)教材與參考書

自學(xué)教材：

《化工原理》，南京工業(yè)大學(xué) 管國(guó)鋒、趙汝溥主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年8月第2版

參考書：

《化工原理》，天津大學(xué) 夏清、陳常貴主編，天津大學(xué)出版社，2005年2月第1版