江苏自考传递和分离自考大纲

1、江苏自考传递和分离自考大纲高纲0738江苏省高等教育自学考试大纲02487传递与分离南京工业大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室一、课程的性质及要求（一）本课程的性质和目的“传递与分离”是化学工程分支学科之一。它包含化工传递过程基础和化工分离 过程，着重阐述动量、能量、质量的传递实质和规律，研究化工过程中的强度量分布和传 递通量。阐述了常用的分离过程的基本理论，过程特点，建立了数学模型及其求解方法，讨论了分离设备的处理能力和效率。本课程是化工过程研究，设计和开发的理论基础，是化学工程专业基础课，是化学工程与工艺专业学生的必修课程。本课程以“高等数学”、“大学物理”、“物理化学”、“化工原理

2、”、“化工热力学”等为 先修课程。通过本门课程的学习将达到如下二个基本目的。第一，深入了解和掌握传递过程和传质分离过程的现象、 机理和数学模型。 第二，初步具备能运用所学的传递及分离理沦知识对化 学工程的生产、实验、研究进行分析的基本能力，对常见的传离与分离设备进行有关的设计 计算，为从事化工类专业实际工作奠定必要的理论基础。（二）本课程的基本要求通过本门课程的学习，在“化工传递过程”部分要求能掌握：粘性流体的动基传递、 热量传递和质量传递（以下简称三传）的微分衡算方程；根据给定的边界条件对方程进行简 化、求解，并对所求结果的实际运用进行分析讨论。在“化工分离过程”部分要求掌握：常1 / 13

3、江苏自考传递和分离自考大纲用分离过程的基本原理， 过程特点，数学模型及求解方法； 着重掌握多组分多级分离过程的 分析及简捷算方法；了解新型分离技术。通过自学，切实掌握有关的基本概念、基本原理、基本求解方法以及基本计算方法。二、课程考核目标（知识要点、内容难点和考核要求）第一篇传递过程第一章传递过程概论（一）知识要点1、传递过程的研究对象2、传递过程的研究方法3、传递过程的名词和三传定义（二）考核要求1、分子传递唯象律表达式及各项物理意义2、涡流传递唯象律表达式及各项物理意义3、传递通量的表述第二章连续性方程与运动方程（一）知识要点1、连续方程的建立（微分质量方程）2、微分动量方程的建立3、方程

4、的简化、特例和在其他坐标系下的方程（二）内容难点1、方程建立的思路、依据、步骤和推导2、连续性方程的两种表达式的形式与物理意义（三）考核要求1、根据具体的物理过程和特定条件建立简单的微分质量方程（推导）2、根据所给条件对连续性方程进行简化3、随体导教的正确表达、各项的物理意义的说明2 / 13江苏自考传递和分离自考大纲4、认识并理解其他坐标系下的连续方程5、总衡算方程不作要求第三章运动方程的应用（奈维-斯托克斯方程的应用）（一）知识要点1、奈维-斯托克斯方程在稳定、层流状态下，沿平板、圆管流动时的应用一求解速度分布2、流线定义、特点及流线方程3、流函数定义、使用条件及表达式4、势（位）函数定义

5、、使用条件及表达式（二）内容难点1、方程的简化2、简化后方程的求解（三）考核要求1、奈维-斯托克斯方程在直角坐标、柱坐标和球坐标系下正确使用和简化过程2、速度分布和应力分布的计算3、流线、流函数、位函数的概念、使用条件、对应方程和方程的应用第四章边界层流动（一）知识要点1、速度边界层定义、边界层的形成、发展和分离2、边界层微分方程的建立3、边界层积分方程的建立（二）内容难点1、准数方程、量级分析和边界层微分方程的建立2、边界层积分方程的建立（三）考核要求1、边界层的概念及定义2、掌握边界层分离条件和分离后果3、沿平板流动时，层流边界层的速度分布，应力分布、流量的求取3 / 13江苏自考传递和分

6、离自考大纲第五章湍流（一）知识要点1、湍流的特点、起因及表征2、瞬时量、脉动量和时均量3、湍流运动方程4、混合长及动量涡团传递理论5、通用速度方程6、粗糙管中的湍流（二）内容难点1、湍流的表征2、用均时量表征瞬时量的思想及表述方法3、湍流公式的推导（三）考核要求1、湍流概念瞬时值的表达；混合长概念及表达； 光滑管和粗糙管概念；水力光滑、半粗糙及完全粗糙概念2、通用速度分布方程的熟练使用包括：计算层流内层、缓冲层、核心层内的速度分布和各层层厚计算3、光滑管和粗糙管的阻力计算4、沿平板湍流计算第六章热量传递概论与能量方程（一）知识要点1、传热的三种方式及机理2、能量微分方程的推导（二）考核要求1、

7、熟悉不同坐标系下的能量方程表达式2、根据已知条件对能量方程进行简化3、根据已知条件建立简单情况下的能量衡量方程第七章热传导4 / 13江苏自考传递和分离自考大纲（一）知识要点1、热传导的基本微分方程2、一维稳态热传导3、不稳态热传导4、速算图及多维热传导 （New mare法则）（二）内容难点1、毕涡特数Bi（Biot Number）的定义及物理意义2、三类边界条件的分类、识别、互相转换关系3、解析解的推导和不同边界条件下的解4、各坐标系下的速算图的运用及图中各个参数的含义。（三）考核要求1、熟悉基本热传导的微分方程2、集总热容法的判别和正确运用3、无限大物体不稳态导热的计算4、对薄平板双向或

8、单向不稳态导热要求会用速算图求解5、上述的运用、计算、求解要求求出具体的温度随时间、地点的分布规律：求出热量通量（单位面积所传递的热量，J/m2s）和传热速率（J/S）6、扩展表面的导热和二维稳态导热的数值解不作要求第八章对流传热（一）知识要点l、对流传热机理及对流传热系数的定义2、温度边界层概念3、层流下沿板热量传递的精确解和近似解4、湍流传热的类似律（类比解）（二）内容难点l、精确解的推导思路2、近似解的推导过程3、类比解的思想（三）考核要求5 / 13江苏自考传递和分离自考大纲1、温度边界层的概念2、努赛尔准数（Nu）定义、物理意义及与 Bi数的区别3、层流、湍流沿平板稳态流动时的边界层

9、内的温度分布、对流传热系数的计算、传热通量和传热速率的计算4、类比解，尤其是要掌握 Jh因子类似法，会用阻力系数 f（或（Cd）求取对流传热系数5、冷凝和沸腾传热不在本课程要求范围第九章质量传递概论与传质微分方程（一）知识要点1、分子扩散传质与对流传质的概念与机理2、浓度、速度与通量的定义3、质量传递微分方程的建立（二）内容难点1、质量基准、摩尔基准两种基准下的浓度、速度、通量的表达式2、同种基准和不同基准下浓度、速度和通量的互相转换关系（三）考核要求1、不同坐标系下的质量传递微分方程的识别2、上述方程在特定条件下的简化3、双组分混合物扩散传质时，总通量、扩散通量，组元传质量的表达式；各项对流

10、传 质贡献；通量之间的关系，通量与对应速度的关系，不同基准之间的转换方法。第十章分子传质（一）知识要点1、气相、液相和固相分子扩散系数的表达式2、组分A通过静止组分B的稳态扩散传质（Nb=0）3、等摩尔反向稳态扩散传质 （Na=Nb）4、在静止介质（或固定介质）中不稳定扩散（二）内容难点1、平板、圆柱内一维稳态扩散2、不稳态扩散传质的分析解、图解及相平衡关系（三）考核要点6 / 13江苏自考传递和分离自考大纲1、分子扩散系数的计算2、一维稳态扩散（Nb=0, Na=Nb）时，浓度分布和传质通量的计算3、一维不稳态扩散，半无限大物体中的不稳态扩散（用公式求解）。4、多组分混合物扩散不作本课程的要

11、求第十一章对流传质（一）知识要点1、浓度边界层的概念与温度、速度边界层的区别2、对流传质系数定义3、沿平板层流传质的精确解和近似解4、沿圆管层流传质的精确解和近似解5、湍流传质的类比解6、沿平板湍流传质的近似解7、相际传质理论（二）内容难点1、各个对流传质系数的定义及彼此转换关系2、精确解的求解过程3、uysW0对对流传递系数的影响（三）考核要点1、浓度边界层、温度边界层、速度边界层的对比讨论2、浓度边界层对传质的影响3、对流传质系数的求取和传质速率方程4、沿板层流传质的浓度分布及传质通量（Uys =0）5、沿板湍流传质的浓度分布及传质通量（Uys =0）6、湍流传质的类比解，着重掌握J因子法

12、7、相际传质理论的概念，物理意义与模型的计算。模型指：双膜模型、溶质渗透模型 和表面更新模型8、对流传质系数关联式，有壁面速度影响的传质不作要求第二篇分离过程7 / 13江苏自考传递和分离自考大纲第十二章分离过程绪论（一）知识要点1、分离过程在工业生产中的重要性2、分离过程的分类和特征（二）考核要点1、平衡分离过程的分离单元操作分类和特征2、速率分离过程的分离单元操作分类和特征第十三章单级平衡过程本章着重阐述分离传质基础一相平衡。相平衡是用于阐述混合物分离原理、传质推动力和进行设计计算的依据和关键。（一）知识要点1、汽液平衡和溶液平衡条件2、相平衡常数的计算3、多组分的泡点温度、压力和露点温度

13、和压力的计算4、闪蒸过程的计算（二）内容难点1、热力学中所学的状态方程的回顾与掌握2、有关活度、活度系数定义和计算（三）考核要点1、名词与定义结合化工热力学，回顾、熟悉有关与相平衡相关的基本概念及术语；泡点、露点及闪蒸的概念；理想与非理想溶液定义及表达，理想与非理想气体定义及表达2、由状态方程求取相平衡常数3、由活度系数法求取相平衡常数及其各种简化形式4、泡点、露点的温度和压力计算5、程序设计不做要求第十四章多组分级分离过程分析与简捷计算在化工生产实际中，遇到更多的是含有多组分或复杂物系的分离和提纯问题，而不是化8 / 13江苏自考传递和分离自考大纲工原理中所涉及的双组分或单组分体系，这就增加

14、了过程的复杂性。因此本章的学习将有助于对各种实际分离过程的深入理解，是本篇不可少的基础知识。（一）知识要点1、设计变量2、多组分精储过程的分析3、萃取精储和共沸精储等特殊精储的分析4、物理吸收和化学吸收的分析5、萃取分离过程的分析（二）内容难点1、多组分精储过程分析，包括：塔内流量分布、浓度分布和温度分布2、萃取精储过程原理分析，包括：塔内流量分布、溶剂浓度分布3、共沸精储过程原理分析，包括：塔内组分分析、温度分析4、多组分吸收和蒸出过程分析，包括：塔内组分分布、温度分布（三）考核要点由于是多组分级分离， 增强了过程的复杂性，因此对过程的定性分析的了解，有助于对各种分离过程的理解，这也是设计和

15、强化操作的所不可少的基础知识，为此要求掌握：1、基本概念。在回顾复习化工原理的基础上，进一步掌握设计变量、固定设计变量， 可调设计变量；关键组分，非重 （轻）关键组分，最小回流比，最小理论板数，共沸物，共沸 精储，萃取剂，萃取精微，正偏差，负偏差，均相，非均相，化学吸收类型，增强因子等2、掌握简单的单元设计变量和装置设计变量计算3、简捷计算法，简捷计算常用于设计的初级阶段，是对操作进行粗略分析的常用算法，本章要求掌握的简捷算法。用于多组分精储设计的有：芬斯克（Fenske）法恩德吾德（Underwood）法吉利兰（Gilliland）法用于共沸精微的有：二元非均相共沸精微的图解法用于萃取精储的

16、有：萃取精微的简化计算法，集团法9 / 13江苏自考传递和分离自考大纲用于吸收的有：多组分吸收的吸收因子法通过以上简捷算法，要求能够进行塔内的物料衡算，计算理论和实际塔板数，回流比，进、出口气、液量及组成的计算4、判别化学吸收的类型，识别四种反应类型的化学吸收的浓度分布图。了解不同类型 不同反应级数的增强因子表达式5、化学吸收的塔设备计算6、多组分级分离的严格计算不做要求第十五章 分离设备的处理能力和效率本章内容所涉及的是传质设备问题，重点讨论影响气液或溶液传质设备处理能力和效率 的各种因素。确定效率的经验方法和机理模型，以及传质设备的选型问题。（一）知识要点1、影响传质设备处理能力的各种因素

17、2、影响传质设备处理效率的各种因素3、气液传质设备效率的几种表示方法4、气液传质设备效率的估算方法5、传质设备的选型（二）考核要点1、影响处理能力、效率的因素分析2、各传质效率的物理意义与求算方法3、传质设备的选择原则4、萃取设备的处理能力和效率不做考核要求第十六章其它分离技术和分离过程的选择随着科学技术的不断发展，对分离技术的要求越来越高，分离的难度也越来越大的过程。 为了适应这些要求，除对常规分离手段加以改进和强化外， 还不断开发出新的分离方法和技 术。本章介绍了一些重要的并日趋成熟的新分离技术。（一）知识要点1、膜分离技术10 / 13江苏自考传递和分离自考大纲2、吸附分离技术3、反应精

18、微技术（二）内容难点1、对各种分离过程的选择（三）考核要求1、几种主要的膜分离过程的分类、推动力、传质机理、截留物、透过物2、膜分离的基本术语。如渗透通量、分离效率（截留率），通量衰减系数，对除膜，非对称膜，复合膜，浓差极化、膜污染等3、所用膜材料和膜组体的形式4、反渗透、超滤、微滤、电渗析、气膜和液膜分离的传质基本机理5、吸附分离原理三、有关说明和实施要求（一）自学教材本课程使用教材为：1、化工传递过程基础，陈涛，张国亮主编，化学工业出版社（第二版） ，2002年。参考书：王运东，骆广生，刘谦.传递过程原理，北京：清华大学出版社，2002年。沙庆云.传递原理，大连：大连理工大学出版社，200

19、3年。2、化工分离过程，陈洪舫，刘家祺主编，化学工业出版社，1995年。参考书：贾绍义.化工传质与分离过程，北京：化学工业出版社， 2001年。（二）自学方法的指导全面系统地学习教材内容，注意掌握传递过程和分离过程中基本概念，基本原理，基本方程和解题方法，注意在运用上下功夫。动量、热量和质量传递之间的相互关系、规律和各自的特点要注意归纳， 做到举一反三。注意传质分离过程的特性及传质分离操作的强化手段 和分离设备的优化计算。1、本门课程分为两篇四部分内容第一篇分为三部分11 / 13江苏自考传递和分离自考大纲（1）动量传递 建立动量传递方程组，介绍方程组礁层流、湍流中的应用。其应用是指在特定的条

20、件下求解：流体的速度分布、应力分布及流量计算。介绍边界层概念和方程，湍流概念和方程。这部分内容是学习传递过程的基础，务必一开始就扎扎实实地加以掌握。（2）热量传递在这部分内容中首先建立了热量传递方程组，接着在稳态、非稳态热传导 和稳态层流、湍流传热领域展开讨论。主要解决在定解条件下固体、流体内的温度分布、局 部热量通量和总热流率。稳态导热中要掌握一维导热例子（直角坐标和柱坐标）。在非稳态导热中注意对毕渥特数（Bi）的判别，掌握集总热容法（Bi0.1）,和无限大物体导热的高斯误差函 数法，其它情况可采用图解法计算。对沿板的精确解、近似解所导出的公式会正确使用，如利用公式求解温度分布、边界层层厚及

21、热流通量。 类比解主要是用在湍流传递中，其思想是利用较易得到的摩擦阻力系数类推得出湍流传热系数和湍流传质系数或是用对流传热系数 类推出对流传质系数，类比解注意对J因数类似法的掌握运用。（3）质量传递在上述部分基础上，进一步讨论了与化工生产最为密切的质量传递，它是传递与分离过程间的桥梁。在这部分中建立了组元的质量传递方程，用于解决浓度分布问题，介绍了传质方式和原理，介绍了对流传质系数的定义和在层流、湍流下传质系数的求解公式。这部分内容在方程的建立，求解思路和所用的数学解法与（1）（2）部分雷同，学习时可注意借鉴上述知识。学完这部分内容后，注意全篇的融会贯通、归纳整理。如每一部分开始都是建立各自的

22、微分方程。三传的层流解、湍流解、类比解、图解等都可加以归纳。进行对比找出 一些共性的规律。第二篇为独立一部分（4）分离过程 该部分在（1）、（2）、（3）部分基础上，结合化工原理、化工热力学知识，讨 论工业应用最广泛的精储、吸收和萃取操作，同时对已获得工业应用目具有良好运用前景的膜分离技术等新型分离技术也做了简单介绍，这部分着重强调对基本概念、过程的选择、特性分析、设备计算的掌握。从分离工程的共性出发，讨论各种分离方法的特征。强调将工程 和工艺相结合的观点，以及设计和分析能力的训练。本篇的重点章节是十三、十四章。2、学习时结合化工原理、物理化学和化工热力学的知识，准确理解基本概念、定义。本课程所涉及的内容面广、概念多、所用数学手段多、部分内容较为抽象造成自学有一定的难度。学习时应当一个部分一个章节的学习、理解，在消化的基础上进行下一部分的学习， 学习过程还要不断的小结、回顾，切忌囱囹吞枣。3、学用结合 学习本课程不能只停留在知道几个概念、公式，要注意所学知识的运用。应用分为二方面。一方面是通过做题加深理解。本课所涉及的原理、公式解等要通过大量做12 / 13江