2014年在职工程硕士第二阶段专业课笔试专业综合考试大纲

安全工程、动力工程：

考试科目：《过程设备基础》

1 概述

压力容器总体结构；压力容器分类；压力容器规范标准。

2 压力容器应力分析

⑴ 回转薄壳应力分析

薄壳的定义及受力特征、轴对称概念；无力矩理论及有力矩理论的概念；回转薄壳的几何特征；无力矩理论的基本方程；典型薄壁容器薄膜应力及变形的计算；无力矩理论的应用条件；回转薄壳的边缘问题；不连续应力的局部性与自限性。

⑵ 厚壁圆筒的应力分析

拉美公式；单层筒与多层筒的应力分布特点；由径向温差引起的温差应力；自增强概念。

⑶ 平板应力分析

圆形薄平板的轴对称弯曲问题。受均布载荷周边简支和固支圆平板的应力与挠度计算。

⑷ 壳体稳定性分析

外压容器的失稳现象；临界压力及非弹性失稳的概念；受横向均布外压长圆筒临界压力和短圆筒的简化结果；临界长度的概念。

3.压力容器材料

压力容器材料与选材；压力容器制造工艺对钢材性能的影响；环境对压力容器用钢性能的影响

4、压力容器设计

圆筒的壁厚计算公式；封头的壁厚计算公式；相关参数的选取；法兰的密封机理及强度计算；开孔补强的设计要求及等面积补强设计方法；鞍式支座的结构特点及双鞍座的应力计算与强度条件；近代压力容器设计方法的进展

5.塔设备的设计

板式塔和填料塔的总体结构；塔体自振周期的计算；风诱导振动的机理；风载荷和地震载荷的计算；塔体的强度计算和校核。

6.换热设备的设计

管壳式换热器的类型与结构；管壳式换热器中流体的诱发振动；换热管自振频率的计算；振动判据。

推荐参考书：

1.过程设备设计，郑津洋等主编，化学工业出版社，2001年。

2.化工容器设计、王志文主编，化学工业出版社，1998年

3.压力容器及化工设备（上、下册）（第二版），陈国理主编，华南理工大学出版社，1995年

化学工程：

考试科目：化工原理、物理化学（各占50%）

《化工原理》大纲

一、流体流动

(1)熟练掌握流体静力学基本方程及其应用；

(2)理解流体流动的质量衡算和机械能衡算概念，熟练掌握连续性方程和柏努力方程及其应用；

(3)理解牛顿粘性定律、层流和湍流及其边界层概念；

(4) 了解因次分析方法；

(5)了解非牛顿型流体的概念；

(6)熟练掌握简单管路、并联管路和分支管路的计算；

(7)掌握流速、流量的测定原理和方法。

 二、流体的输送机械

(1)了解离心泵操作原理、构造与类型，理解气缚和汽蚀现象；

(2)理解流量、压头、功率和效率的物理概念；熟练掌握离心泵的特性曲线及其应用；

(3)熟练掌握离心泵安装高度的计算。

(4)掌握离心泵的流量调节方法和选型方法；

(5)了解其它类型泵的操作原理和选用原则；

(6)了解离心式通风机、鼓风机、压缩机和往复式压缩机以及几种真空泵的操作原理和基本构造。

 三、机械分离

(1)了解固体颗粒特性和固定床特性；

(2)熟练掌握颗粒沉降速度的计算；

(3)了解降尘室的操作原理、掌握其设计方法；

(4)了解旋风分离器的操作原理，掌握其分离性能计算方法和选型方法；

(5)理解过滤过程的基本原理；

(6)了解板框压滤机、转筒过滤机的构造和操作原理；

(7)熟练掌握过滤速率方程及其在恒压操作条件下的应用；

(8)掌握过滤机生产能力的计算；

 四、传热

(1)理解一维稳态傅立叶定律，熟练掌握一维稳态导热的计算；

(2)理解两流体通过固体间壁传热的概念；

(3)熟练掌握传热速率方程、热量衡算方程和传热系数的计算；

(4)理解对流传热的概念以及牛顿冷却定律；

(5)理解对流传热膜系数的准数方程式，并能分析各种因素对不同情况下对流传热的影响；

(6)了解热辐射概念，掌握两固体间的辐射传热的计算和设备热损失的计算；

 五、传热设备

(1)了解化工生产中常用的换热设备；

(2)熟练掌握列管式换热器的结构、选型和设计方法；

(3)掌握换热器的强化途径；

(4)了解其它类型换热器的结构及其特点。

 六、传质导论

(1)理解两相传质过程概念；

(2)理解一维稳态费克定律和分子扩散概念，熟练掌握分子扩散速率的计算；

(3)理解对流扩散概念，熟练掌握对流扩散速率的计算。

 七、吸收

(1)熟练掌握气体在液体中溶解度的表示方法和亨利定律的三种形式；

(2)熟练掌握吸收速率方程、总传质系数和传质分系数之间的关系；

(3)熟练掌握吸收塔物料衡算和操作线方程；

(4)熟练掌握低浓度气体吸收塔溶剂用量和填料层高度、理论塔板数的计算；

(5)了解高浓度气体吸收的计算方法；

(6)了解脱吸的特点，掌握脱吸的计算方法；

(7)了解多组分吸收、化学吸收、非等温吸收的基本概念；

(8)了解双膜、渗透、表面更新这三种传质模型以及一些传质系数的关联式。

  八、蒸馏

(1)了解双组分混合液的汽液平衡概念，熟练掌握理想系统相平衡的计算；

(2)理解简单蒸馏、平衡蒸馏的基本概念，掌握其计算方法；

(3)理解精馏过程原理；

(4)熟练掌握双组分混合液连续精馏的操作线、进料线方程，理解各种进料状态对操作的影响；

(5)熟练掌握用M-T图解法和逐板法计算理论塔板数；

(6)了解总板效率和实际板概念，掌握实际板的计算方法；

(7)理解回流比的选取原则，理解操作优化概念；

(8)掌握用捷算法求理论塔板数；

(9)掌握精馏塔的热量衡算方法；

(10)了解水蒸汽蒸馏、间歇精馏、恒沸精馏、萃取精馏、多元精馏的基本概念；

 九、气液传质设备

(1)了解板式塔和填料塔的典型结构、分类和特点；

(2)了解不同类型的塔板和填料的结构特点；

(3)理解塔板和填料的流体力学性能及其操作极限；

(4)初步掌握塔设备的基本设计方法；

(5)了解板效率的预测方法，掌握总板效率的经验关联式。

 十、固体干燥

(1)熟练掌握湿空气的性质、T-H图及其用法；

(2)熟练掌握空气对流干燥器的物料衡算和热量衡算方法；

(3)理解干燥机理、湿分性质，熟练应用干燥曲线计算恒定干燥条件下的干燥速度和干燥时间；

(4)了解各种常用干燥器的操作原理、结构特点及其应用；

主要参考书：谭天恩等编，化工原理（上、下）(第二版)，化学工业出版社

《物理化学》大纲

一、考试的总体要求

掌握物理化学中重要的基本概念与基本原理的含义及适用范围；掌握物理化学重要公式及其应用条件。掌握物理化学实验中常用物理量的测量(包括原理、计算式、如何测量)，能正确使用常用物化仪器(原理、测量精度、使用范围、注意事项)。

二、考试的内容（重点部分）

1. 气体、热力学第一定律、热力学第二定律

理想气体状态方程、范德华方程、对应状态原理、压缩因子。

热力学第一、第二定律及其数学表达式；pVT变化、相变化与化学反应过程中W、Q、DU、DH、DS、DA与DG的计算；熵增原理及三种平衡判据。

热力学基本方程和麦克斯韦关系式；克拉贝龙方程及克-克方程。

2. 多组分热力学及相平衡

偏摩尔量、化学势的概念；理想气体、理想稀溶液的化学势表达式，以及用逸度、活度表示的真实系统的化学势表达式。

拉乌尔定律和亨利定律；稀溶液的依数性。

相律及其应用，二组分气－液及凝聚系统相图。

3. 化学平衡

等温方程；标准摩尔反应Gibbs函数、标准平衡常数与平衡组成的计算；温度、压力和惰性气体对平衡的影响；同时平衡的原则。

4. 电化学

电解质溶液电导率、摩尔电导率、活度与活度系数的计算；电导测定的应用；德拜－许克尔极限公式。

原电池电动势与热力学函数的关系，Nernst方程；各类电极的特征和电动势测定的应用；电极的极化与超电势的概念。

5. 统计热力学

Boltzmann能量分布；粒子的配分函数及析因子性质，双原子平、转、振配分函数的计算；独立子系统能量、熵与配分函数的关系，Boltzmann熵公式。

6. 化学动力学

反应速率、基元反应、反应分子数、反应级数的概念。

一、二级反应的速率方程及其应用；阿累尼乌斯公式；对行、平行、连串反应的动力学特征，复杂反应的近似处理法（稳态近似法、平衡态近似法）。

催化作用的基本特征；光化反应的特征及光化学第一、第二定律。

7. 界面现象与胶体化学

弯曲液面的附加压力与Laplace方程；Kelvin方程与四种亚稳态；润湿与铺展；化学吸附与物理吸附；Langmuir公式；Gibbs吸附等温式

胶体的光学性质、动力性质及电学性质；胶团结构的表示，电解质对溶胶的聚沉作用；乳状液的稳定与破坏。

五、主要参考教材（参考书目）

《物理化学》宋世谟天大出版社

环境工程：

环境工程综合包括以下课程：

1.《环境工程微生物学》，周群英、王士芬，高等教育出版社，2008年（第三版）

2.《环境监测》，奚旦立、孙裕生、刘秀英，高等教育出版社，2004年（第三版）

3.《水污染控制工程》（下），高廷耀、顾国维，高等教育出版社，1999(第二版)

4.《大气污染控制工程》, 郝吉明，马广大等，高教出版社，2002（第二版）

5.《固体废物处理与处置》，宁平等编，高等教育出版社，2007（第一版）