《市政工程给排水专业基础》2015考研大纲 |
发布时间: 发表者:admin 点击次数:819 |
2015年硕士研究生入学考试专业课考试大纲 (市政工程给排水专业基础) 第一部分 水分析化学 (一)内容 1.绪论 水分析化学的性质和任务 水分析化学的分类 水质指标和水质标准:物理指标,化学指标,水质标准。 水样保存及预处理 误差及表示方法:误差的来源,误差与准确度,偏差与精密度,提高准确度和精密度的方法。 数据处理:有效数字及其运算规则。 标准溶液:基准物质,标准溶液及浓度表示方法。 2.酸碱滴定法 水溶液中的酸碱平衡:酸碱定义,酸碱反应,溶剂的质子自递反应,酸碱强度,共轭酸碱对Ka与Kb的关系,溶剂的拉平效应和区分效应。 酸碱平衡中有关组分浓度的计算:溶液中酸碱祖分的分布,质子条件式,酸碱溶液pH值的计算。 酸碱指示剂:指示剂的作用原理,指示剂的变色范围,常用酸碱指示剂。 酸碱滴定基本原理:强碱滴定强酸的滴定曲线,强碱(酸)滴定弱酸(碱)的滴定曲线,多元酸碱的滴定。 水中碱度和酸度:碱度,酸度,碱度和游离CO2的精确计算。 3.络合滴定法 络合平衡:络合物的稳定常数。 氨羧络合剂:无机络合剂,氨羧络合剂,EDTA的离解平衡,EDTA与金属离子的络合物及其稳定性。 外界条件对络合滴定的影响:酸效应,酸效应对络合物稳定性的影响,络合效应对络合物稳定性的影响。 络合滴定基本原理:络合滴定曲线,影响滴定突跃的主要因素,计量点pM的计算,金属指示剂。 提高络合滴定选择性方法:用控制溶液pH值的方法,用掩蔽和解蔽的方法。 络合滴定方式:直接滴定法,返滴定法,置换滴定法,间接滴定法。 EDTA标准溶液的配置和标定。 水的硬度:硬度的分类,硬度的测定,硬度的单位,天然水中硬度和碱度的关系。 4.沉淀滴定法 分步沉淀。 沉淀滴定基本原理:沉淀滴定基本原理,莫尔法。 5.氧化还原滴定法 氧化还原平衡:条件电极电位。 氧化还原反应进行的程度:氧化还原反应的平衡常数,反应进行的程度。 氧化还原反应速度:浓度的影响,温度的影响,催化剂的作用。 氧化还原反应滴定曲线:可逆氧化还原滴定曲线,计量点时的电极电位。 氧化还原反应指示剂:自身指示剂,专属指示剂,氧化还原指示剂。 高锰酸钾法:高锰酸钾的强氧化性,高锰酸钾法的滴定方式,高锰酸钾标准溶液的配置和标定,高锰酸盐指数的测定。 重铬酸钾法:重铬酸钾的特性,化学需氧量的测定。 碘量法:碘量法原理,碘量法产生误差的原因,硫代硫酸钠标准溶液的配置和标定,溶解氧,生化需氧量。 水中有机物污染综合指标:高锰酸盐指数、化学需氧量,生化需氧量,总有机碳,总需氧量。 6.吸收光谱法 吸收光谱:吸收光谱,溶液的颜色,朗伯-比尔定律。 比色法和分光光度法:比色法,分光光度法,分光光度计的结构及原理。 影响显色反应的因素。 吸收光谱定量分析方法:标准对照法,标准曲线法。 应用实例:天然水中铁的测定,水中氮素化合物的测定。 (二)基本要求 1.正确掌握或理解下列基本概念: 水质指标,水质标准,误差,偏差,有效数字,基准物,标准溶液,酸碱定义,酸碱反应,酸碱强度,共轭酸碱对,质子条件式,酸效应,络合效应,碱度,酸度,硬度,吸收光谱。 2.能理解和应用下列各种分析方法和原理: 酸碱滴定基本原理,酸碱指示剂作用原理,水中碱度和酸度的测定方法,络合滴定基本原理,提高络合滴定选择性方法,硬度的测定方法,莫尔法,水中氯化物的测定方法,高锰酸钾法,重铬酸钾法,碘量法,高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量和溶解氧的测定方法,朗伯-比尔定律,比色法,分光光度法。 3.能熟练掌握下列各种计算: 各标准溶液浓度的计算,有效数字的运算,酸碱平衡中有关组分浓度的计算,各种水质指标测定结果的计算。 (三)内容的重点、难点 1.绪论 重点:物理指标,误差及表示方法,有效数字及其运算规则,标准溶液及浓度表示方法。 难点:有效数字及其运算规则。 2.酸碱滴定法 重点:溶液中酸碱组分的分布,酸碱溶液pH值的计算,强碱(酸)滴定弱酸(碱)的滴定曲线,碱度,酸度。 难点:质子条件式,碱度。 3.络合滴定法 重点:酸效应,酸效应对络合物稳定性的影响,水的硬度。 难点:酸效应对络合物稳定性的影响,天然水中硬度和碱度的关系。 4.沉淀滴定法 重点:莫尔法。 5.氧化还原滴定法 重点:高锰酸盐指数的测定,化学需氧量的测定,碘量法原理,碘量法产生误差的原因,溶解氧,生化需氧量。 难点:生化需氧量。 6.吸收光谱法 重点:朗伯-比尔定律,影响显色反应的因素,标准曲线法。 难点:朗伯-比尔定律。 推荐教材及参考书 推荐教材: 《水分析化学》第三版 主编:黄君礼 参考书: 《分析化学》 主编:武汉大学等校 《Analytical chemistry 》 Author: Higson, Séamus. 第二部分 水力学 (一)内容 1.绪论 水力学的任务。 液体的连续介质模型。 液体的主要物理性质,内摩擦定律,理想流体模型,不可压缩流体模型。 作用在液体上的两种力:质量力和表面力。 2. 水静力学 静水压强及其特性。 重力作用下的静水压强基本公式,压强分布图,压强的计量单位及其换算,绝对压强和相对压强,真空值,测压管高度,测压管水头及真空度。 压强的测量,测压管,水银测压计,水银差压计,金属测压计。 作用在平面壁上的静水总压力。 作用在曲面壁上的静水总压力,压力体。 液体的平衡微分方程及其积分。 3.水动力学基础 描述液体运动的两种方法:拉格朗日法和欧拉法 恒定流与非恒定流,流场、流线、质点加速度。均匀流与非均匀流,流管、元流、总流,过水断面,流量,断面平均流速。 总流的连续性方程。 重力作用下理想流体元流的伯诺里方程及其物理意义与几何意义,毕托管。 实际流体元流的伯诺里方程,总水头线,测压管水头线及其坡度。 渐变流与急变流,实际流体总流的伯诺里方程及其应用条件和举例。 恒定总流的动量方程及其应用举例。 恒定总流的动量矩方程。 连续性微分方程。 液体微团的运动。 有旋流与无旋流,流速势与流函数、流网,势流叠加原理。 4.流动型态,水流阻力和水头损失 水流阻力与水头损失的两种形式: 沿程阻力和沿程水头损失,局部阻力和局部水头损失。 实际流体流动的两种形态:层流和紊流,流动形态的判别。 均匀流的沿程水头损失和基本方程,过水断面的水力要素,湿周和水力半径。 圆管中的层流运动,过水断面上的流速分布,圆管层流的水头损失,沿程阻力系数λ与雷诺数的关系。 紊流的脉动现象,运动参数时均化,紊流切应力,普兰特混合长度理论。 圆管中的紊流,圆管紊流流核与粘性底层,紊流速度分布,水力光滑管,水力粗糙管,沿程水头损失的达西公式。 尼古拉兹实验,人工粗糙管的沿程阻力系数的半经验公式,工业管道的实验曲线和λ的计算公式。 边界层理论简介,层流边界层和紊流边界层,边界层的分离。 局部水头损失发生的原因,圆管中水流突然扩大的局部水头损失,各种管路配件及明渠的局部阻力系数。 绕流阻力。 5.孔口、管嘴出流和有压管路 液体经薄壁孔口的恒定出流基本公式,收缩现象和影响收缩的因素。 管嘴恒定出流,圆柱形外管嘴的真空。 孔口的变水头出流。 短管的水力计算。 长管的水力计算,简单管路,串联管路,并联管路。 水击现象,水击压强的计算,水击危害的预防。 6.明渠流动 棱柱形渠道与非棱柱形渠道,顺坡,平坡和逆坡渠道,明渠均匀流的条件和特征。 明渠均匀流的水力计算。 无压圆管均匀流的水力计算。 明渠流动状态。 跌水与水跃。 水面曲线分析与计算。 7.堰流 堰流定义及分类。 薄壁堰、实用堰与宽顶堰。 8.渗流 渗流现象,渗流模型,达西渗流定律,渗流系数,裘布依公式。 集水廊道的水力计算,管井及大口井的水力计算,井群。 9.相似原理与量纲分析 水流运动的相似理论基础:几何相似,运动相似,动力相似,雷诺准则,佛汝德准则,欧拉准则。 模型实验:模型律的选择和模型的设计及其应用举例。 物理方程的量纲齐次性。 量纲分析法:雷利法和π定律。 (二)基本要求 1.具有本专业需要的理论基础,包括: (2) 正确理解水力学的基本概念,如层流与紊流、雷诺数和佛汝德数等。 (4) 掌握总流的连续方程,能量方程和动量方程及其应用。 (6) 要求掌握分析水流运动的总流分析法,对量纲分析和实验相结合的方法也有一定的理解。 2. 一般较简单,本专业常见的水力问题,具有分析和计算的能力,主要包括:静水压力的计算;管道及明渠的断面尺寸和过流能力的确定;孔口过流能力以及井和集水廊道的渗流计算等。 (三)内容的重点、难点 1. 绪论 重点:内摩擦定律,理想液体模型,不可压缩液体模型。 难点:质点的概念。 2. 水静力学 重点:静水中各点压强的确定及平面和曲面上的静水总压力的计算。 难点:液体平衡微分方程建立的条件及其物理意义。 3. 水动力学理论基础 重点:恒定总流的连续方程、能量方程、动量方程的应用。 难点:液体微团的运动,流速势与流函数、流网,势流叠加原理。。 4. 流动型态,水流阻力和水头损失 重点:层流和紊流的特征及判别、阻力系数的变化规律和水头损失的计算方法。 难点:紊流流速分布的推求,沿程阻力系数的计算。 5. 孔口,管嘴出流和有压管路 重点:孔口,管嘴恒定出流和短管、长管水力计算。 难点:测压管水头线和总水头线的绘制。 6. 明渠流动 重点:明渠均匀流水力计算的三个基本问题:验算输水能力、决定底坡和断面尺寸。 难点:水面曲线分析与计算。 7. 堰流 重点:薄壁堰与宽顶堰的水力计算是重点。 难点:薄壁堰与宽顶堰的淹没标准。 8. 渗流 重点:井和集水廊道的水力计算。 难点:井群的水力计算。 9. 相似原理与量纲分析 重点:应用雷诺准则、佛汝德准则和欧拉准则解有关的模型试验问题。 难点:π定律的应用。 推荐教材及参考书 推荐教材: 《水力学》 主编:金建华,王烽 、 出版社:湖南大学出版社 、出版或修订时间:2004年 参考书: 《Fundamentals of Fluid Mechanics》 主编:Bruce R. Munson等 《水力学》 主编:李大美, 杨小亭 《水力学》 主编:李炜,徐孝平 《水力学解题指导及习题集》 主编:大连工学院水力学教研室 |