流体流动与输送
1 流体静力学基础
- 静压力计算：掌握p=ρgh公式及其应用场景，理解绝对压力、表压和真空度的关系
- U型管压差计：工作原理、读数方法及常见应用实例分析
- 流体静力学基本方程：推导过程及在储罐设计、液位测量中的实际应用
2 流体动力学
- 连续性方程：A₁v₁=A₂v₂的推导及在管道变径处的应用
- 伯努利方程：完整表达式(包括摩擦损失项)及典型解题步骤
- 雷诺数计算：Re=ρvd/μ，层流与湍流的临界值(Re<2100为层流)
3 管路计算
- 摩擦阻力损失：达西公式hf=λ(l/d)(v²/2g)中摩擦系数λ的确定方法
- 局部阻力损失：当量长度法和阻力系数法的比较与选用
- 管路特性曲线：绘制方法及其与泵特性曲线的联合分析
传热过程
1 热传导
- 傅里叶定律：q=-λ(dt/dx)的物理意义及一维稳态导热的计算
- 多层平壁导热：串联热阻概念及温度分布曲线的绘制
- 圆筒壁导热：对数平均半径的推导及应用场景
2 对流传热
- 牛顿冷却定律：q=hAΔt的理解及对流传热系数的数量级范围
- 无相变对流传热：管内强制对流(迪图斯-贝尔特公式)的计算方法
- 相变对流传热：沸腾与冷凝传热的特征及影响因素
3 热辐射
- 斯蒂芬-玻尔兹曼定律：Eb=σT⁴的应用及实际物体辐射的修正
- 角系数：定义及在平行平板间的辐射换热计算
- 遮热板原理：插入遮热板对辐射传热的削弱效果计算
传质与分离
1 扩散与传质
- 菲克定律：JA=-DAB(dCA/dx)的适用条件及稳态扩散计算
- 对流传质系数：与对流传热系数的类比关系(柯尔本类比)
- 双膜理论：基本假设及在气液传质过程中的应用
2 蒸馏
- 相对挥发度：α=(yA/xA)/(yB/xB)的定义及理想溶液的计算
- 平衡蒸馏：物料衡算、热量衡算及平衡关系的联合应用
- 精馏塔操作线：精馏段和提馏段操作线方程的推导方法
3 吸收
- 亨利定律：p*=Ex的三种表达形式及适用条件
- 最小液气比：(L/G)min的计算方法及实际操作液气比的确定
- 传质单元法：NOG与HOG的计算及填料层高度的确定
反应工程基础
1 反应动力学
- 反应速率定义：(-rA)=-1/V(dnA/dt)的不同表达形式
- 阿伦尼乌斯方程：k=Ae^(-E/RT)中各参数的物理意义
- 反应级数确定：积分法和微分法的比较与实验数据处理
2 理想反应器
- 间歇反应器：设计方程及反应时间的计算
- 全混流反应器：空时与转化率的关系式推导
- 平推流反应器：与间歇反应器的类比关系及设计方程
典型设备与操作
1 泵与压缩机
- 离心泵特性曲线：H-Q、η-Q、N-Q曲线的解读与工作点确定
- 汽蚀余量：NPSH的计算及防止汽蚀的措施
- 往复压缩机：余隙容积对容积效率的影响及多级压缩的优势
2 换热器
- 对数平均温差：Δtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)的推导及应用
- 换热器设计：传热面积计算及流程选择(并流/逆流)
- 污垢热阻：对传热系数的影响及设计时的考虑因素
3 塔设备
- 板式塔：理论板数的确定(逐板计算法与图解法)
- 填料塔：等板高度(HETP)的概念及影响因素
- 液泛速度：计算方法和实际操作气速的确定原则
重要图表与计算技巧
1 常用图表
- 莫迪图：摩擦系数λ与Re、ε/d的关系及查取方法
- 焓浓图：在吸收与蒸馏过程中的应用实例
- 平衡曲线：y-x图的绘制及与操作线的联合分析
2 计算技巧
- 试差法：在复杂方程求解中的应用步骤
- 单位换算：常见化工单位的换算关系及注意事项
- 数据拟合：实验数据的线性化处理方法
考试常见题型分析
- 计算题：约占50%，主要集中在流体流动、传热和传质计算
- 简答题：约占30%，考查基本概念和原理的理解
- 推导题：约占10%，如伯努利方程、操作线方程等推导
- 综合题：约占10%，涉及多个知识点的综合应用
备考建议
- 重点公式记忆：整理20-30个核心公式，理解其物理意义
- 典型例题精练：每种题型选择3-5道经典题目反复练习
- 单位系统统一：解题时特别注意SI单位的统一
- 图表使用熟练：掌握莫迪图、焓浓图等关键图表的查阅方法
- 错题分析：建立错题本，分析错误原因和正确解题思路
参考文献
- 《化工原理》(第三版)，谭天恩等编著，化学工业出版社
- 《Unit Operations of Chemical Engineering》(7th Edition), McCabe W.L.等
- 《化工原理学习指导》，柴诚敬等编著，高等教育出版社
- 中国化工学会官网相关技术资料
- 近五年重点高校化工原理考研真题解析
