最新過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)試題(附答案)

1、一. 填空題1. 儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)有 臥式圓柱形立式平地圓筒形，球形2. 球形儲(chǔ)罐罐體按其組合方式常分為純桔瓣式，足球瓣式，混合式三種3. 球罐的支座分為柱式，裙式兩大類4. 雙鞍座臥式儲(chǔ)罐有加強(qiáng)作用的條件是A0.2L條件下，A0.5R5. 臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)載荷包括長(zhǎng)期載荷，短期載荷，附加載荷6. 換熱設(shè)備可分為 直接接觸式，蓄熱式，間壁式，中間載熱體式四種主要形式7. 管殼式換熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為固定管板式，浮頭式，U型管式，填料函式，釜式重沸器8. 薄管板主要有 平面形，橢圓形，碟形，球形，撓性薄管板等形式9. 換熱管與管板的連接方式主要有強(qiáng)度脹接，強(qiáng)度焊，脹焊并用10. 防短路結(jié)構(gòu)主要有 旁路

2、擋板，擋管，中間擋板11. 膨脹節(jié)的作用是 補(bǔ)償軸向變形12. 散裝填料根據(jù)其形狀可分為環(huán)形填料，鞍形填料，環(huán)鞍形填料13. 板式塔按塔板結(jié)構(gòu)分泡罩塔，浮閥塔，篩板塔，舌形塔14. 降液管的形式可分為圓形，弓形15. 為了防止塔的共振，操作時(shí)激振力的頻率fv不得在范圍0.85FC1 v Fvv 1.3Fc1內(nèi)16. 攪拌反應(yīng)器由 攪拌容器，攪拌機(jī)兩大部分組成17. 常用的換熱元件有 夾套，內(nèi)盤管18. 夾套的主要結(jié)構(gòu)形式有整體夾套，型鋼夾套，半圓管夾套，蜂窩夾套等19. 攪拌機(jī)的三種基本流型分別是徑向流，軸向流，切向流其中徑向流和軸向流對(duì)混合起主要作用，切向流應(yīng)加以抑制20. 常用的攪拌器有

3、槳式攪拌器，推講式攪拌器，渦輪式攪拌器，錨式攪拌器_21. 用于機(jī)械攪拌反應(yīng)器的軸封主要有 填料密封，機(jī)械密封兩種22. 常用的減速機(jī)有 擺線針輪行星減速機(jī)，齒輪減速機(jī)，三角皮帶減速機(jī)，圓柱蝸桿減速機(jī)23. 大尺寸拉西環(huán)用整砌方式裝填，小尺寸拉西環(huán)多用亂堆方式裝填二. 問(wèn)答題1. 試對(duì)對(duì)稱分布的雙鞍座臥式儲(chǔ)罐所受外力的載荷分析，并畫出受力圖及剪力彎矩圖。2. 進(jìn)行塔設(shè)備選型時(shí)分別敘述選用填料塔和板式塔的情況。答：填料塔：1分離程度要求高2熱敏性物料的蒸餾分離3具有腐蝕性的物料4容易發(fā)泡的物料板式塔：1塔內(nèi)液體滯液量較大，要求塔的操作負(fù)荷變化范圍較寬，對(duì)物料濃度要求變化要求不敏感要求操作易于穩(wěn)定

4、2液相負(fù)荷小3含固體顆粒，容易結(jié)垢，有結(jié)晶的物料4在操作中伴隨有放熱或需要加熱的物料，需要在塔內(nèi)設(shè)置內(nèi)部換熱組件5較高的操作壓力3. 比較四種常用減速機(jī)的基本特性。擺線針輪行星減速機(jī)：傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，壽命長(zhǎng)，重量輕，體積小，承載能力高，工作平穩(wěn)，對(duì)過(guò)載和沖擊載荷有較強(qiáng)的承 受能力，允許正反轉(zhuǎn)，可用于防爆要求齒輪減速機(jī)：在相同傳動(dòng)比范圍內(nèi)具有體積小，傳動(dòng)效率高，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配檢修方便，可以正反轉(zhuǎn)，不允許承受外加軸向載荷可用于防 爆要求三角皮帶減速機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)載時(shí)能打滑，可起安全保護(hù)作用，但傳動(dòng)比不能保持精 確，不能用于防爆要求圓柱蝸桿式減速機(jī)：凹凸圓弧齒

5、廓嚙合，磨損小，發(fā)熱低，效率高，承載能力高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，廣泛用于搪玻璃反應(yīng)罐，可用于防爆要 求三. 簡(jiǎn)答題1. 結(jié)合草圖解釋“扁塌”現(xiàn)象。答：如果圓筒上不設(shè)置加強(qiáng)圈，且支座的設(shè)置位置A >0.5Ri時(shí)，由于支座截面受剪力作用而產(chǎn)生周向彎矩，在周向彎矩作用下，導(dǎo)致支座處圓筒的上半部分發(fā)生變形，產(chǎn)生 扁塌現(xiàn)象2. 簡(jiǎn)述換熱器基本的選擇標(biāo)準(zhǔn)。1. 所選換熱器必須滿足工藝過(guò)程要求， 流體經(jīng)過(guò)換熱器換熱后必須能夠以要求的參數(shù) 進(jìn)入下個(gè)工藝流程2. 換熱器本身必須能夠在所要求的工程實(shí)際環(huán)境下正常工作，換熱器需要能夠抗環(huán)境和工程介質(zhì)的腐蝕，并且具有合理的抗結(jié)垢性能3. 換熱器應(yīng)容易維護(hù)，

6、要求換熱器容易清理，對(duì)于容易震動(dòng)，腐蝕等破壞的原件應(yīng)容 易更換，換熱器應(yīng)滿足工程實(shí)際場(chǎng)地的要求4. 換熱器應(yīng)盡可能經(jīng)濟(jì)，選用時(shí)綜合考慮安裝維護(hù)費(fèi)用等，應(yīng)使換熱器盡可能經(jīng)濟(jì)5. 根據(jù)場(chǎng)地的限制考慮換熱器的直徑、長(zhǎng)度、重量和換熱管結(jié)構(gòu)等3. 簡(jiǎn)述管殼式換熱器基本類型的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合。答：A 固定管板式換熱器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能承受較高壓力，造價(jià)低，管程清洗方便，管子 損壞時(shí)易于堵管和更換；缺點(diǎn)是管束和殼體的壁溫或材料的線膨脹系數(shù)相差較大時(shí)，殼 體和管束中將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔不易結(jié)垢并能進(jìn)行清洗，管、殼 程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場(chǎng)合B 浮頭式換熱器：管間和管內(nèi)清洗方

7、便，無(wú)熱應(yīng)力，缺點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)比固定管 板換熱器高，設(shè)備笨重，材料消耗量大，且浮頭端小蓋在操作中無(wú)法檢查，制造時(shí)對(duì)密 封要求高。適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場(chǎng)合CU 型管式換熱器：結(jié)垢比較簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、承壓能力強(qiáng)、適用于管、殼壁溫差較或 殼程介質(zhì)易結(jié)垢需要清洗，又不適宜采用浮頭式和固定管板式的場(chǎng)合。特別適用管內(nèi)走 清潔而不宜結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的物料。D 填料函式換熱器： 結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單， 加工制造方便， 節(jié)省材料， 造價(jià)比低廉， 且管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)，管間都能進(jìn)行清洗，維修方便。缺點(diǎn)是填料處易產(chǎn)生 泄露，一般適用于 4MPa 一下的工作條件，

8、且不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴 重介質(zhì)，使用溫度也受填料的物性限制。E 釜式重沸器：清洗維修方便，可處理不清潔，易于結(jié)垢的介質(zhì)，并能承受高溫高壓4. 簡(jiǎn)述管束分程的作用。 答：增加管數(shù)可以增加換熱面積，但介質(zhì)在管束中的流速隨著換熱管數(shù)的增加而下降， 結(jié)果反而是流體的傳熱系數(shù)降低， 故不能采用增加管數(shù)的方法來(lái)達(dá)到提高傳熱系數(shù)的目 的。為解決這個(gè)問(wèn)題，使流體在管束中保持較大的流速，可將管束分成若干程數(shù)，使流 體依次流過(guò)各程管子，以增加流體流速，提高傳熱系數(shù)5. 簡(jiǎn)述折流板的作用，常用的折流板形式有哪兩種？ 答：提高殼程流體的流速，增加湍動(dòng)程度，并使殼程流體垂直沖刷管束，以改善傳熱， 增大殼

9、程流體的傳熱系數(shù)，減少結(jié)垢 常用的折流板有弓形和圓盤圓環(huán)形兩種6. 流體誘導(dǎo)振動(dòng)的主要原因是什么？有何防振措施 ? 原因： 1 漩渦脫落2 流體彈性擾動(dòng)3 湍流顫振4 聲振動(dòng)5 射流轉(zhuǎn)換 防振：1 改變流速 2 改變管子固有頻率 3增設(shè)消聲板 4抑制周期性漩渦 5 設(shè)置防沖板 或?qū)Я魍?. 簡(jiǎn)述塔設(shè)備運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求。1 氣液兩相充分接觸，相際間傳熱面積大2 生產(chǎn)能力達(dá)，即氣液處理量大3 操作穩(wěn)定，操作彈性大4 阻力小5 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝維修方便，設(shè)備投資操作費(fèi)用低6 耐腐蝕，不易堵塞8. 簡(jiǎn)述溢流堰的作用。 入口堰：當(dāng)塔盤采用平型受液盤時(shí)，為保證降液管的液封，使液體均勻流入下層塔盤，

10、并減少液流在水平方向的沖擊出口堰：保證塔盤上層液的高度，并使流體均勻分布9. 卡曼漩渦的定義。外層主流體繞過(guò)堆積的邊界層， 是堆積的邊界層背后形成一流體的空白區(qū)， 在逆向壓 強(qiáng)梯度的作用下， 流體倒流至空白區(qū)， 并推開(kāi)堆積層的流體， 這樣在塔體的背后就產(chǎn)生 了漩渦10. 簡(jiǎn)述塔設(shè)備的防振措施。1 增大塔的固有頻率2 采用擾流裝置3 增大塔的阻尼11. 簡(jiǎn)述擋板與導(dǎo)流筒的作用，何謂全擋板條件？ 擋板：液體在離心力作用下產(chǎn)生漩渦，漩渦與槳葉接觸，此時(shí)外面的空氣進(jìn)入槳葉被吸 入到液體中，液體混入氣體后密度減小，從而降低混合效果，增加擋板可以消除這種現(xiàn) 象導(dǎo)流筒：在攪拌混合中起導(dǎo)流作用全擋板條件：當(dāng)再

11、增加擋板數(shù)和擋板寬度，功率消耗不再增加12. 常用攪拌器的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。 槳式攪拌器：相同排量下，折葉式比平直葉式功耗小，操作費(fèi)用低，故軸流槳葉使用較 多。應(yīng)用于液 -液系中用于防止分離、使罐的溫度均一，固-液系中多用于防止沉降推進(jìn)式攪拌器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適用于粘度低。流量大的場(chǎng)合，主要用于液-液系混合，使溫度均勻，在低濃度固液系中防止淤泥沉降渦輪式攪拌器 : 能有效完成幾乎所有攪拌操作， 能處理黏度范圍很廣的流體， 有較大的剪 切力，可是流體微團(tuán)分散的很細(xì)， 適用于低黏度到中黏度流體的混合， 液-液分散、 液固 懸浮錨式攪拌器：只適用于對(duì)混合要求不太高的場(chǎng)合，常用于傳熱、析晶操作和

12、攪拌高濃度 淤漿和沉降性淤漿13. 鞍形填料的相對(duì)改進(jìn)矩鞍形將弧鞍形兩端由圓弧改為矩形，客服了弧鞍填料容易相互疊合的缺點(diǎn) 改進(jìn)矩鞍填料將原矩鞍填料的平滑弧形邊緣改為鋸齒狀14. 填料密封，機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)及工作原理。填料密封：在壓蓋壓力作用下，裝在攪拌軸與填料箱本體之間的填料，對(duì)攪拌軸表面產(chǎn) 生徑向壓緊力，由于填料中含有潤(rùn)滑劑，因此在對(duì)攪拌軸產(chǎn)生徑向壓緊力的同時(shí)，形成 一層極薄的液膜，一方面使攪拌軸得到潤(rùn)滑，另一方面阻止設(shè)備內(nèi)流體的逸出或外部流 體的滲入，達(dá)到密封的目的機(jī)械密封：它由固定在軸上的動(dòng)環(huán)及彈簧壓緊裝置、固定在設(shè)備上的靜環(huán)以及輔助密封 圈組成當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)環(huán)和固定不動(dòng)的靜環(huán)緊密接觸，并經(jīng)軸上彈簧