考试大纲

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石油与天然气工程2021年初试自命题科目大纲

日期:2020年09月24日   点击:

810工程流体力学

一、考查目标

“流体力学”现代力学的重要分支,工程流体力学“石油与天然气工程”学科的专业基础课本科目的考试内容主要包括流体及其物理性质,流体静力学,流体运动学、流体动力学,相似原理和量纲分析,管内流动和液体出流的水力计算,粘性流体力学基础,气体动力学基础等八大部分。要求考生对工程流体力学的基本概念有较深入的了解,能够熟练地掌握基本方程的推导,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力为今后进一步学习其他课程和开展科学研究打下扎实的基础

二、试卷结构

1、题型结构

选择题20、填空题20)、名词解释(20)、简答题(30)、计算题(60),共计150分。

2、内容结构

流体物理性质(15分)、流体静力学(25分)、流体运动学(25分)、流体动力学(30分)、管内流动和液体出流的水力计算(25分)、相似原理和量纲分析(10分)、粘性流体力学(14分)、气体动力学(6分)。

三、考试内容和要求

1、流体的物理性质

了解流体的概念及特性;正确理解流体连续介质模型;掌握流体的主要物理性质;理解理想流体和实际流体、不可压缩流体和可压缩流体的概念;会分析作用在流体上的力。

1)流体力学的任务、研究对象、连续介质假设及其适用条件。

2)作用在流体上的力。质量力、惯性力、表面力的含义

3)流体的主要力学性质。惯性、粘性、压缩性和热胀性

2、流体静力学

掌握流体静压强及其特性;了解流体平衡微分方程

1)流体静力学基本方程。流体平衡微分方程式及流体静力学基本方程的推导及应用、等压面含义的理解。

2)流体静压强的分布规律。液体静力学基本方程的推导及应用。

3)压强计示方式与量度单位。绝对压强、相对压强、真空度等概念,压强的三种量度单位,测压管水头的物理含义及计算。

4)流体的相对静止。掌握流体相对静止问题遵循的三个原则,并能进行相关计算。

5)液体对平壁的总压力。熟练掌握解析法和图解法,知晓应用两种方法的注意事项。

6)液体对曲壁的总压力。掌握柱面上的总压力计算、深入理解压力体的概念。

7)浮力与稳定性。掌握潜体的平衡和浮体的稳定性概念,并能进行相关计算。

3、流体运动学

1)掌握流体质点和空间点概念、拉格朗日法和欧拉法及其两种表示方法的相互转换。

2)流体运动的分类、迹线和流线的概念及其微分方程的求解、流管和流量计算。

3)了解直角坐标系下的连续性微分方程的推导。

4、流体动力学

1)理想流体动力学。欧拉运动微分方程式、伯努利方程、伯努利方程的实际应用和泵对液体能量的增加。

2)粘性流体动力学。了解粘性流体的运动微分方程式,掌握量纲分析、相似理论。

3)流体阻力和水头损失。管路中流动阻力的分类;层流与紊流;管路中的沿程阻力;局部阻力。

4)压力管路的水力计算。长管的水力计算;短管的水力计算。

5、量纲分析与相似原理

1)量纲和谐原理及瑞利法、π定理。

2)流动相似概念、相似准则。

6、粘性流体力学基础

1)层流、湍流的概念。

2)湍流的沿程水头损失。

3)边界层概念。

4)平板层流边界层、湍流边界层和混合边界层。

5)沿曲面的边界层及其分离现象。

7、气体动力学基础

1)气体状态方程、连续方程、声速、马赫数、激波。

2)微分形式的动量方程、能量方程。

四、推荐书目

1、杨树人,汪志明,何光渝,崔海清主编.工程流体力学.北京:石油工业出版社.2006.6

2、陈小榆主编.工程流体力学.北京:石油工业出版社.2015.03

3、袁恩熙主编.工程流体力学.北京:石油工业出版社.2005.7

811化工原理

一、考查目标

“化工原理”化工类专业基础课,主要以物料衡算、能量衡算、平衡关系、传递速率、经济核算为理论依据,研究各化工单元操作的基本原理,探讨化工典型设备的结构、工艺尺寸设计和设备选型等实际问题,具有很强的理论性和实践性。“化工原理”科目重点考察学生对化工单元操作的基本原理、典型设备的结构特征和工作原理等基础知识掌握情况,考察学生应用化工过程的物理模型或数学公式进行定量计算能力、以及根据化工生产任务进行单元设备的初步设计或选型的能力。考核内容主要涉及化工流体流动及传热和化工过程传质分离的单位操作

二、试卷结构

1、题型结构

填空题包括选择题、判断题等,40)、简答题和分析题(40)、计算题70),共计150分。

2、 内容结构

化工流体流动及传热50%)、化工过程传质分离50%)。

三、考试内容及要求

1、流体流动

掌握流体静力学基本方程式及应用,连续性方式及伯努利方式及应用、牛顿粘性定律及流动类型,流体阻力公式及应用;了解管路计算方法,流体测量基本方法等。

2、流体输送机械

掌握离心泵及其它类型泵的结构和工作原理,离心泵的特性参数及选用和安装方法;了解离心风机和往复式压缩机的结构及工作原理、以及其它流体输送设备及工作原理。 

3、非均相物系分离

掌握重力沉降速度和降沉室的计算,离心沉降速度计算,旋风分离器的结构和工作原理、性能及选用等,旋液分离器的基本知识,过滤操作基本概念、过滤基本方程式及应用,板框过滤机、转筒真空过滤机等的结构和工作原理,过滤设备能力计算;了解其它分离设备结构及工作原理

4、传热

掌握传热的基本方式和热交换的基本方法、以及典型传热设备,热传导的基本规律及相应计算,热对流分析及相应基本概念,总传热速率方程式及应用,热辐射的基本概念和定律以及对流辐射联合传热,列管式换热器结构、类型、设计计算及选用,传热强化途径;了解其它换热设备的结构和工作原理。

5、蒸馏

掌握气液平衡和拉乌尔定律的有关基本概念,平衡蒸馏和简单蒸馏达到原理和基本方法,精馏原理及流程,理论板、恒摩尔流及回流比等相关基本概念,选择及理论板的计算;了解特殊精馏和多组分精馏

6、吸收

掌握气体溶解度及亨利定律,分子扩散与菲克定律,吸收过程机理和吸收速率方程式,低浓度等温物理吸收的填料层高度计算及相关概念、理论板层数计算;了解脱吸及脱吸计算,其它情况下吸收过程。

8、塔设备

掌握塔板类型及各自特点,板式塔的流体力学性能、浮阀塔设计、塔板效率,填料及填料塔的结构、填料塔附件,填料塔的流体力学性能、填料塔计算。

9、液液萃取

掌握液液平衡三角相图,萃取在三角相图的表示,单级萃取计算;了解多级错流、多级逆流的计算,萃取设备。

10、干燥

掌握湿空气性质及湿空气的H-I图,湿物料中的水分,干燥系统的物料衡算和热量衡算,干燥曲线及干燥时间计算;了解干燥器及干燥器设计

四、推荐书目:

1、《化工原理(上册)第2版》,夏清、贾绍义主编,天津大学出版社,2012年1月出版

2、《化工原理(上册)第2版》,夏清、贾绍义主编,天津大学出版社,2012年1月出版