第一次給的題庫化工物料輸送與控制歷真題

1、流體輸送與非均相分離技術(shù)試卷庫 工程一：聚氯乙烯生產(chǎn)中，單體反應(yīng)器出來的氯化氣進(jìn)入水洗塔，如圖。主要 成份約為70%勺氯乙烯vCHCI）單體，8%勺氯化氫vHCI）氣體，其余可認(rèn)為二 氯乙烷VCH4CI2）,以上為體積百分率；流量為 1500 ;溫度為65C ；塔內(nèi) 1 計(jì)算混合氣體的平均密度？ 2. 選用進(jìn)氣管材質(zhì)與規(guī)格？ 3若塔內(nèi)壓力用U形管壓差計(jì)測(cè)量，試選用指示液，并確定 U形管的最小高 度？ 4.估算塔釜液封的液位高度h? 解：1 .計(jì)算混合氣體的平均密度 混合氣體平均摩爾質(zhì)量 -一_一I二混 合密度 2.選用進(jìn)氣管材質(zhì)與規(guī)格 因?yàn)檩斔偷穆然瘹庵兄饕新纫蚁?，同時(shí)含有氯化氫，根據(jù)氯乙

2、烯安全 技術(shù)規(guī)程GB 14544-93）規(guī)定：“氯乙烯合成、精餾系統(tǒng)與氯乙烯接觸的設(shè) 備、管道、閥門、儀表宜選用鋼材、鑄鐵或鑄鋼材料，進(jìn)釜前的氯乙烯管道應(yīng) 采用不銹鋼材質(zhì)，嚴(yán)禁用銅、銀（包括銀焊、汞材質(zhì)?！甭然瘹錃怏w的輸送管道，建議采用玻璃鋼材質(zhì)或鋼襯 PE這里含量少也可以采用碳鋼。故綜合考慮 進(jìn)氣管材質(zhì)應(yīng)選擇鋼材、鑄鐵或鑄鋼材料。 規(guī)格計(jì)算如下：ji. .1 ，根據(jù)易燃易爆的低壓氣體速度不得 超過8m/s,選為5 m/s。再由得， ，故可選熱軋無縫鋼管？426X 9。 3. 若塔內(nèi)壓力用U形管壓差計(jì)測(cè)量，根據(jù)指示液選用的原則，可以選 用水銀。 ;再考慮到彎管部分，U 形管的最小高度至少為70

3、mm 4. 計(jì)算塔釜液封的液封高度h: 工程二：苯乙烯生產(chǎn)中，乙苯脫氫液進(jìn)入油水分離器，分離后的粗苯乙烯加入 2%的阻聚劑后用泵送入精餾塔，如圖。脫氫液流量為4000kg/h，組成可視為 40%的粗苯乙烯和60%的水，粗苯乙烯的密度約為 880 回流 r 1 計(jì)算脫氫液的平均密度？ 2 選用油水分離器脫氫液的進(jìn)料管材質(zhì)及規(guī)格？ 3 若保持油水分離器中清粗苯乙烯層 輕相）高度為0.7m，出水口距相界面 0.6m。試計(jì)算出水管倒U形的高度h？ 4 粗苯乙烯從貯槽用泵輸送常壓操作的精餾塔，輸送管路為同的無縫鋼 管，管長約為20m,粗苯乙烯流量約為1.82，管路中有90標(biāo)準(zhǔn)彎頭1 個(gè) ），轉(zhuǎn)子流量計(jì)1

4、個(gè) 一I ），球閥全開2個(gè) 一 ），截止閥 半開1個(gè)），試選用一臺(tái)合適的離心泵，并計(jì)算所需電機(jī)功率? 5 精餾塔進(jìn)料轉(zhuǎn)子流量計(jì)上的讀數(shù)應(yīng)為多少？轉(zhuǎn)子密度為7800） 6在送料過程中，離心泵振動(dòng)大，聲音不正常，流量降低，試分析其原因? 7 試為精餾塔選用回流泵的類型？說明理由？ 解：1 計(jì)算脫氫液的平均密度 水溫按20C） 2 選用油水分離器脫氫液的進(jìn)料管材質(zhì)及規(guī)格 取管內(nèi)流速為2m/s，Vs= m/上= 選用鋼管；查鋼管規(guī)格，選用公稱直 徑為？32 一個(gè)孔板流量計(jì)，E =4; 5個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 彎頭，E =0.75。反應(yīng)器液面與管道出口的垂直距離為 15m 已知：溶液的密 度為 1073kg/m3,粘

5、度為 0.63cp ） 1 .若泵的效率為0.7，管路中入=0.03，估算泵的軸功率以選配電機(jī)。 解：取反應(yīng)器液面為1-1截面，高位槽液面為2-2截面，并以1-1截面為基準(zhǔn)水 平面。 代入求得: 則： 軸功率為: 答：略 2. 若孔板流量計(jì)的孔口截面與管截面的比值為0.5,則孔板前后的壓力差應(yīng)為 多少pa? 解：查Re-C0的關(guān)系曲線，當(dāng)時(shí)，I三. 根據(jù) 3若在送料過程中，離心泵出口壓力表讀數(shù)較高，但送不上料，試分析原因？ 答：出口管路上閥門可能沒有全部打開；出口管路堵。 4 若在送料過程中，離心泵進(jìn)口真空表讀數(shù)較高，但送不上料，試分析原因？ 答：進(jìn)口管路上閥門可能沒有全部打開；吸入管路堵；被

6、輸送流體貯槽液面有 負(fù)壓；吸入管路阻力過大。 工程五：聚氯乙烯生產(chǎn)中，聚合釜的產(chǎn)物到回收槽回收氯乙烯單體，然后進(jìn)行 固-液分離，再用氣流干燥器干燥，干燥后的產(chǎn)品包裝。流程方塊圖如下： 工程七附圖 1 將物料從聚合釜輸送到單體回收槽選用輸送方法，說明理由？ 答：選用真空抽料的方法。 小批量輸送； 聚合釜有一定壓力，單體回收 槽再抽真空，物料就可以輸送； 聚合物最好不被污染。 2選用固-液分離方法與機(jī)械，說明理由？ 答：選用離心分離方法，采用三足式離心機(jī)分離；過濾速率快，物料含濕量 低，操作方便。 3. 將物料從單體回收槽輸送到固-液分離器選用輸送方法，說明理由？若選用 動(dòng)力輸送則繼續(xù)選用輸送機(jī)械

7、類型，說明理由？ 答：選用動(dòng)力輸送方法。因?yàn)榇斯に囍泄?液分離器采用的是三足式離心機(jī)，無 需較高壓力；選用離心式泥漿泵；因?yàn)檩斔偷奈锪蠟楹泄腆w顆粒的懸浮物， 且壓力要求不高。 4. 若已計(jì)算得到氣流干燥器所需風(fēng)量為亠I ，溫度為60C，干燥管高 度為6m測(cè)得干燥管頂部表壓為 lOOmmHO,系統(tǒng)全部阻力損失為 50mmH),試 選用一臺(tái)合適的風(fēng)機(jī)？ 解：根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)壓來選用風(fēng)機(jī)。現(xiàn)已知風(fēng)量為;而風(fēng)壓可根據(jù)下 式計(jì)算： 查得60C時(shí)空氣的密度為： I ，忽略動(dòng)壓頭差，則得: 答：選用型號(hào)為4-72-11NO8D的風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)為： 全風(fēng)壓1961.4pa風(fēng)量 20180 I丨 轉(zhuǎn)速 1450

8、功率14.2kW效率89.5% 5若在操作過程中風(fēng)機(jī)性能降低，試分析原因并說明對(duì)應(yīng)的解決措施？ 答：可能是：轉(zhuǎn)速下降；葉輪粘有雜質(zhì)；進(jìn)口葉片失靈；進(jìn)口消音器過濾網(wǎng) 堵；殼體內(nèi)積塵多；軸封漏；進(jìn)、出口法蘭密封不好。 工程六：流體輸送實(shí)訓(xùn)裝置中，我們用泵將 20C水由一號(hào)低位貯槽打到一號(hào)高 位槽，吸入液面與泵吸入口距離為 2m 1. 若選用離心泵，可以選擇哪種類型？并說明理由。 可選擇離心式清水泵，因?yàn)樗斔臀锪蠟樗?，清水泵價(jià)格低廉。 2. 泵前后一般都要安裝測(cè)量壓力的儀表，應(yīng)各安裝什么儀表？ 泵前安裝真空表，泵后安裝壓力表。 3. 若管路總阻力為2mHO柱，請(qǐng)您估算一下選擇的泵至少要多大揚(yáng)程？

9、4m 4離心泵的送液能力，為什么可以通過出口閥門的調(diào)節(jié)加以改變？往復(fù)泵和旋 渦泵的送液能力是否也可采用同樣的調(diào)節(jié)方法 ？為什么？ 對(duì)離心泵，調(diào)節(jié)出口閥門開度可以改變管路的流體阻力，改變管路特性曲 線，改變泵的工作點(diǎn)，從而調(diào)節(jié)泵的流量。而對(duì)于往復(fù)泵和旋渦泵必須不能采 用調(diào)節(jié)出口閥門開度的方法調(diào)節(jié)流量，以避免因泵內(nèi)液體排不出而壓力急劇增 加，造成事故。 5 離心泵先用進(jìn)口閥調(diào)節(jié)流量時(shí)渦輪流量計(jì)的讀數(shù)為200赫茲，然后用出 口閥調(diào)節(jié)流量時(shí)渦輪流量計(jì)的讀數(shù)也為 200赫茲。請(qǐng)問用進(jìn)口閥調(diào)節(jié)流量與用 出口閥調(diào)節(jié)流量它們的流量相同嗎？用進(jìn)口閥調(diào)節(jié)流量與用出口閥調(diào)節(jié)流量它 們的揚(yáng)程相同嗎？用進(jìn)口閥調(diào)節(jié)流量與

10、用出口閥調(diào)節(jié)流量時(shí)，離心泵進(jìn)出口的 壓強(qiáng)如何變化？ 不同；相同；進(jìn)口壓力降低，出口壓力增加 6 已知泵的吸入管路總阻力為 2mHO柱，允許氣蝕余量為 5m大氣壓為 1atm，水在 20T時(shí)的飽和蒸汽壓力為 2.3346kPa，密度為 998.2kg/m ;水在 60C時(shí)的飽和蒸汽壓力為 19.923kPa，密度為983.2kg/m3。當(dāng)水溫由20C變?yōu)?60C時(shí)發(fā)現(xiàn)真空表與壓力表讀數(shù)突然改變，流量驟然下降，此時(shí)出現(xiàn)了什么故 障？原因何在？怎樣排除？ 出現(xiàn)“氣蝕”現(xiàn)象。水溫上升，飽和蒸氣壓增大，使得吸入口壓強(qiáng)小于飽 和蒸氣壓。降低安裝高度小于1.4m。 7 若管路總阻力為2mHO柱，如果我們不采

11、用泵輸送，而采用真空方式抽 取一號(hào)貯槽至一號(hào)高位槽，請(qǐng)問一號(hào)高位槽需要多大的真空度？ 64925Pa 工程七：常州制藥廠的強(qiáng)力霉素車間每小時(shí)將 2X 104kg的某溶液用泵從反應(yīng)器 輸送至高位儲(chǔ)槽。反應(yīng)器上方抽真空并保持 200m mHg勺真空度，高位槽液面為 大氣壓。管道為76X4的管子，總長為50m管線上有兩個(gè)全開的閘閥，；一 個(gè)孔板流量計(jì)；5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭。反應(yīng)器液面與管道出口的垂直距離為 15m 1 若泵的效率為0.7，求泵的軸功率。 已知：溶液的密度為1073kg/m3, 粘度為0.63cp，管路中入=0.03 ）。 取反應(yīng)器液面為1-1截面，高位槽液面為2-2截面，并以1-1截面為基準(zhǔn)

12、水 平面。 代入求得: 2 如果該溶液為氫氟酸，請(qǐng)問管路和反應(yīng)釜應(yīng)選擇什么材質(zhì)，為什么？ 可以選擇碳鋼或者塑料，不能選用搪瓷或不銹鋼，因?yàn)镠F具有強(qiáng)腐蝕 性，與搪瓷及不銹鋼會(huì)反應(yīng)，而不與碳鋼和塑料反應(yīng)。 3反應(yīng)器內(nèi)絕對(duì)壓強(qiáng)為多少工程大氣壓，多少M(fèi)Pa從管路著色角度，真 空管路外面應(yīng)被刷成何顏色？ 真空管路應(yīng)刷成乳白色 工程八：常州中天鋼鐵焦化廠，從設(shè)備排出的廢氣在 放空前通過一個(gè)洗滌塔，以除去其中的有害物質(zhì)，流 程如附圖所示。氣體流量為 3600m3/h，廢氣的物理性 質(zhì)與50C的空氣相近，在鼓風(fēng)機(jī)吸入管路上裝有U 形壓差計(jì)，指示液為水，其讀數(shù)為60m m。輸氣管與 放空管的內(nèi)徑均為 250m

13、 m，管長與管件、閥門的當(dāng) 量長度之和為55m不包括進(jìn)、出塔及管出口阻 力），放空口與鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口管水平面的垂直距離為 15m，已估計(jì)氣體通過洗滌塔填料層的壓力降為 2.45kPa。管壁的絕對(duì)粗糙度取為 0.15mm,大氣壓力為101.3 kPa 1 何謂當(dāng)量長度？ 將局部阻力折算成與之相當(dāng)?shù)耐还軓降哪Σ磷枇λ鶎?duì)應(yīng)的管段長度。 2.求鼓風(fēng)機(jī)的軸功率要多少？ 解：以吸入管測(cè)壓處為1-1 面,洗滌塔管出口內(nèi)側(cè)為2-2 面,列柏努 力方程: 簡(jiǎn)化：I 其中：.11- 50 C空氣物性： 又| 查得 3 .求鼓風(fēng)機(jī)的有效功率 工程九：在一化工生產(chǎn)車間，要求用離心泵將冷卻水從貯水池經(jīng)換熱器送到一 敞口高

14、位槽中。已知高位槽中液面比貯水池中液面高出10m，管路總長為 400mv包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）。管內(nèi)徑為 75mm，換熱器的壓頭損失 為回|，摩擦系數(shù)可取為0.03。此離心泵在轉(zhuǎn)速為 2900rpm時(shí)的性能如下表 所示: Q/(m 若現(xiàn)把冷卻劑改為密度為1200 kg/m3的某鹽水溶液，其它物性與水相 近。若管路狀況不變，試說明 1）輸送量有無變化？ 2）壓頭有無變化？ 3）泵的軸功率有無變化？ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 H/m 26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5 1管路特性方程

15、; 管路特性曲線方程： 36 2泵工作點(diǎn)的流量與壓頭。 在坐標(biāo)紙中繪出泵的特性曲線及管 路特性曲線的工作點(diǎn)： 34 32 30 28 26 24 22 泵特性曲線 一管路特性曲線 20 18 16 14 12 10 0.0000.0020.0040.0060.008 3 Q(m /s) (1)輸送量不變；2)壓頭不變; (1) 軸功率： X1 增加 4)在貯水池液面1-1 和泵出口 2-2 間列柏努力方程: 簡(jiǎn)化: 工作點(diǎn)Q,_1不變，丄 不變 即隨的增加而增加 工程十：常州新東化工用內(nèi)徑為100mm的管子將河水送至一高位蓄水池中以供 氯堿車間作為冷卻劑使用，要求輸送量為70m3/h。水由池底

16、部進(jìn)入，池中水面 高出河面26m。管路的總長度為 60m，其中吸入管路為24m均包括所有局部 阻力的當(dāng)量長度)，設(shè)摩擦系數(shù) 為0.02 2每kg水經(jīng)過泵所獲得的機(jī)械能。 3. 常見泵的類型。確定本工程的泵類型及規(guī)格；確定理由 4. 本工程用泵的開停車操作規(guī)程。 解：1、| 2、以水池液面為面，高位槽液面為 面間列 柏努利方程: 簡(jiǎn)化：廠 3、常見泵的類型有離心泵、螺桿泵、旋渦泵、計(jì)量泵、往復(fù)泵等。本工程選用 離心泵，型號(hào)為IS50-32-125。 4、離心泵開車：此泵開車前需要先灌泵排氣，然后關(guān)閉出口閥門，打開進(jìn)口 閥，開泵，緩慢打開出口閥，調(diào)節(jié)流量到指定流量；離心泵停車：關(guān)閉出口 閥，停泵。

17、 工程十三、附圖所示的是丙烯精餾塔的回流系統(tǒng)，丙烯由貯槽回流至塔 頂。 丙烯貯槽液面恒定，其液面上方的壓力為 2.0MPa表壓），精餾塔內(nèi)操作 壓力為1.3MPa表壓）。塔內(nèi)丙烯管出口處高出貯槽內(nèi)液面30m,管內(nèi)徑為 140mm，丙烯密度為600kg/m3?，F(xiàn)要求輸送量為40X 103kg/h，管路的全部能量 損失為150J/kg“包括出口能量損失），試核算該過程是否需要泵。 解：在貯槽液面1-1 與回流管出口外側(cè) 簡(jiǎn)化: 不需要泵，液體在壓力差的作用下可自動(dòng)回流至塔中 工程十四：如圖所示輸水系統(tǒng)，已知管路總長度 包括所有當(dāng)量長度，下同）為 100m壓力表之后管路長度為 80m管路摩擦系數(shù)為

18、路內(nèi)徑為0.05m,水的密度為1000kg/m3，泵的效率為 水量為15nVh。 1 估算整個(gè)管路系統(tǒng)的阻力損失，J/kg ; 2 計(jì)算泵所需的最小軸功率，kw； 3. 泵出口壓力表的讀數(shù)，Pa。 4 安裝壓力表時(shí)對(duì)取壓點(diǎn)有什么要求？ 5. 離心泵的流量如何調(diào)節(jié)？ 解：1、整個(gè)管路的阻力損失，J/kg ； 由題意知， 2、泵軸功率，kw; 在貯槽液面0-0 與高位槽液面2-2 間列柏努利方程，以貯槽液面為基準(zhǔn)水 平面，有： 代入方程得: n =80% 3、在壓力表處管截面1-1 與高位槽液面2-2 間列柏努利方程，以壓力表處 管截面為基準(zhǔn)水平面，有： 其中：I-： 解得: 4、直管段上一一穩(wěn)定

19、；與流動(dòng)方向垂直，在管壁處一一靜壓；液下氣上一一防 氣、液影響。 5、離心泵的流量調(diào)節(jié)方法有節(jié)流調(diào)節(jié)法即改變管路特性曲線和改變?nèi)~輪直徑或 轉(zhuǎn)速即改變泵的特性曲線，一般在生產(chǎn)中采用改變管路特性曲線，在需要長期 改變流量時(shí)采用改變泵的特性曲線。 工程十五：為測(cè)量腐蝕性液體貯槽中的存液量，采用圖示的裝置。測(cè)量時(shí)通入 壓縮空氣，控制調(diào)節(jié)閥使空氣緩慢地鼓泡通過觀察瓶。今測(cè)得U形壓差計(jì)讀數(shù) 為R=130mm,通氣管距貯槽底面h=20cm,貯槽直徑為2m,液體密度為 980kg/m3。試求貯槽內(nèi)液體的貯存量為多少噸？ 解：由題意得：R=130mm, h=20cm, D=2m, I 丨 980kg/, 3 (

20、1) (2) 管道內(nèi)空氣緩慢鼓泡u=0,可用靜力學(xué)原理求解。 觀察瓶壓縮空氣 空氣的很小，忽略空氣柱的影響 工程十六：用泵將20C水從敞口貯槽送至表壓為1.5X 105Pa的密閉容器，兩槽 液面均恒定不變，各部分相對(duì)位置如圖所示。輸送管路尺寸為108X 4mm的無 縫鋼管，吸入管長為20m,排出管長為100 m各段管長均包括所有局部阻力的 當(dāng)量長度）。當(dāng)閥門為3/4開度時(shí)，真空表讀數(shù)為42700PQ兩測(cè)壓口的垂直距 離為0.5m，忽略兩測(cè)壓口之間的阻力，摩擦系數(shù)可取為 0.02。試求： 1 閥門3/4開度時(shí)管路的流量（m3/h； 2 壓強(qiáng)表讀數(shù)Pa）; 3 泵的壓頭m）; 4. 若泵的軸功率為

21、10kW，求泵的效率； 5 若離心泵運(yùn)行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，試分析其原因。 解：1、閥門3/4開度時(shí)管路的流量（m3/h; 在貯槽液面0-0 與真空表所在截面1-1 間列柏努利方 程。以0-0 截面為基準(zhǔn)水平面，有： z0=0, uo=0, p（=0表壓），z 1=3m, p 1=-42700Pa表壓） 代入上式，得：u 1=2.3m/s， Q= x 2、壓強(qiáng)表讀數(shù)Pa）; 在壓力表所在截面2-2 與容器液面3-3 間列柏努利方程。仍以0-0 截面為 基準(zhǔn)水平面，有: 解得，0=3.23 xiO5Pa 表壓） 3、泵的壓頭m）; 在真空表與壓力表所在截面間列柏努利方程，可得, 4、 泵的有效功率 5、若離心泵運(yùn)行一年后