化工设备总复习.doc

《化工设备操作与维护》总复习题
一、填空题：（20分）
1、以流程性物料（气体、液体、粉体）为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获得设计规定的产品为目的的工业生产是化工生产。
2、随着计算机控制技术、机电一体化技术在化工生产中的广泛作用，化工生产设备正在不断地向大型化、连续化、自动化方向发展。
3、材料的防腐方法有隔离腐蚀介质、电化学保护和缓蚀剂保护三种。
4、沉降器是利用微粒重力的差别将液体中的固体微粒沉降从而使固液得到一定程度分离的设备。
5、在工业生产中，要实现热量的交换，需采用一定的设备，此种交换热量的设备统称为换热器。它是工艺过程中必不可少的单元设备，广泛地应用于石油、化工、轻工、机械、冶金、交通、制药等工程领域中。
6、反应器是化工生活中使用的典型设备之一。由于化学工艺过程的种种化学变化均需要在一定的容器内进行，对于参加反应的介质通常需要充分混合和伴随加热、冷却和液体萃取以及气体吸收等物理过程，也往往采用搅拌操作，才能获得更好的效果。
7、在炼油、化工及轻工等工业生产中，气、液两相直接接触并进行传质传热的过程，如精馏、吸收、解吸、萃取等，都是在一定压力、温度、流量等工艺条件下，一般都是在竖起安装的长径比较大的圆筒形容器内发生质的交换，这种传质设备称为塔设备。
8、在化工过程中，蒸发是浓缩溶液的单元操作。这种操作是将溶液加热，使其中部分溶剂气化并不断除去，以提高溶液中溶质浓度，如烧碱的增浓、稀盐水的浓缩、淡水制备等。
9、从湿物料中脱去挥发性湿分（水分或有机溶剂等），得到固体产品的过程是干燥。其主要目的是便于运输、储存、加工和使用等，因而广泛用于化工、轻工、农林产品加工等领域。
10、通常把增加液体能量的机器称为泵。它所输送物料一般有液体、气体、粉状、浆状。由于输送的种类和性质不同，选择的结构和材料也不一样，在化工单元操作中常选一些特殊材质和特殊结构来满足化工工艺的要求。
二、选择题：（50分）
1、在材料只发生弹性变形有情况下，经过一定循环次数后，并无显著的外观变形却发生断裂，这种现象叫材料的疲劳。
2、将钢加热到适当温度，保温一定时间后，快速冷却（水冷或油冷）的热处理工艺叫淬火。
3、Q235A表示碳素结构钢，屈服极限为235MPa，A级质量，镇静钢。4、以高分子合成树脂为主要原料，在一定条件塑制而成的型材或产品总称为塑料。玻璃 陶瓷
5、力学上把一对大小相等、方向相反，作用线平行且不重合的力组成的力系称为力偶。
6、若内压圆筒内直径是，计算压力为，设计温度下许用应力，是焊接接头系数，则该圆筒的计算壁厚公式是：
A、 B、 C、
7、按承压方式分类，化工窗口可分为内压容器和外压容器。内压容器又可按设计压力大小分为四个压力等级，其中中压容器压力为：1.6MPa≤p＜10.0MPa
8、规定公称直径的目的是使容器的走私成为一系列一定的数值，以便于部件的标准化。公称直径以符号“DN”表示。
9、容器支座的作用是支承设备，固定其位置。圆筒形容器按其轴线位置分为两类：轴线平等于地面的卧式容器和轴线垂直于地面的立式容器。对应的支座有两类，卧式容器支座和立式容器支座，属于卧式容器支座的是鞍式支座。
10、将混合涂通过滤渣层和过滤介质层实现固-液分离的操作过程的是过滤。
11、管壳式换热器又称为列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占主导地位，下列属于管壳式换热器的是固定管板式换热器。
12、带有夹套的反应釜，其接管口大多开设在顶盖上，同时反应釜传动装置也大多直接支承在顶盖上，因此顶盖必须有足够的强度和刚度，顶盖的结构形式采用最多的是椭圆形盖。
13、在流化床中，气、固两相运动状态就像是沸腾的液体。流化床具有液体的某些性质，如具有流动性，无固定开关，随容器开关而变等。属于流化床正常现象的是沸腾现象。
14、板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。
15、蒸发可按二次蒸汽利用的情况分为单效蒸发和多效蒸发。单效蒸发是指产生的二次蒸汽不再或被利用于蒸发器以外的操作。适用于单效蒸发的物料是热敏性液体物料。
16、依据虹吸泵原理操作，根据在沸腾过程中产生的蒸汽汽泡的升力，液体和蒸汽并流向上流动，同时，产生的蒸汽量增加，从而在管壁上产生流动的膜，即液体向上“爬”。这是升膜式蒸发器的工作原理。
17、为了克服整个干燥系统的流体阻力以输送干燥介质，必须选择适当形式的风机，并确定其配置方式，其选择主要取决于系统的流体阻力、干燥介质的流量、干燥介质的温度等。
18、把湿润的泥状及粉粒体状等物料，采用适当的加料方式，将其加入干燥管内，在调整流动的气流输送过程中，湿分蒸发得到粉状或粒状干燥产品的过程的装置，叫气流干燥器。
19、喷雾干燥的基本原理是将料液在热气流中喷成细雾以增大气液两相的接触面积，喷雾干燥的过程可分为三个阶段，依次是料液雾化、雾滴与热风接触干燥、干燥产品的收集。
20、离心泵泵壳内存有空气时，因空气的密度比液体密度小得多而产生较小的离心力，使储槽液面上方与泵肖入口处之压力差不足以将储槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚”现象。
21、叶轮是离心泵的核心部分，它转速高、输出力大。通过它的离心力作用，给予罐头流体以速度能，并将该速度能的一部分转换为压力能，提高流体的压力和速度，完成泵输送液体的过程。
22、依靠齿轮在相互啮合过程中所引起的工作空间容积变化来输送液体，工作空间由泵体、侧盖和齿轮的各齿间槽构成的泵是齿轮泵。
23、化工管路是化工生活中所使用的各种管路的总称，其主要作用是用来输送和控制流体介质。按管路输送介质的压力可以分为真空管、低压管、中压管、高压管、超高压管。其中高压管的压力为16MPa≤p＜100MPa。
24、利用闸板和阀座的配合来控制启闭的阀门，闸板与管内液体流动方向垂直，通过闸板的升降改变其与阀座的相对位置，从而改变流体通道的大小，这种阀是闸阀。
25、管路的连接包括管子与管子的连接，管子与各种管件、阀门的连接，还包括设备接口处的连接。管路连接中应用最多的可拆连接方式是法兰连接。
三、简答题：
1、指出图中压力容器结构的各部分名称。（6分）

2、简述填料塔的工作原理。（6分）
答：填料塔的工作原理是在操作时，气体自塔底下部进入塔内，经气体均匀分布装置，自下而上穿过填料的间隙（1分），此时从塔顶进液管来的液体通过分布器自上而下沿填料层表面下流（1分），气液两相在填料层表面进行连续接触（1分），从而达到传质的目的（1分）。最后液体从塔底引出（1分），气体从塔上部引出（1分）。
四、计算题：（18分）
1、如图所示转筒式干燥机支撑装置，圆筒形容器放置在两个托轮A、B上，A、B处于同一水平线上，已经容器重G=30KN，夹角α=45º，求托轮对容器的约束反力。
解：已知：容器重G=30KN，夹角α=45º（1分）
约束反力如图示，受A、B两点的支撑力FA、FB。（2分）
根据对称性特征，可知FA=FB（2分）
解此平面汇交力系可得
FA=FB=Gcosα=30×cos45º=21.2KN（2分）
答：托轮对容器的约束反力均为21.2KN，方向如图。（1分）

2、某化工厂的反应釜，内径为1600mm，工作温度为5-100℃，工作压力为1.6MPa，有安全阀，材料选用不锈钢，采用双面对接焊，无损探伤，试确定该釜体的壁厚。其中，不锈钢（腐蚀裕量的C2=0）100℃时许用应力[σ]t=137MPa，负偏差C1=0.8mm。（10分)
解：已知：Di=1600mm，pc=1.6MPa，因采用双面对接焊，取φ=1，腐蚀裕量C2=0，负偏差C1=0.8mm，[σ]t=137MPa（1分）
釜体筒体计算壁厚
=1.6×1600/(2×137×1-1.6)mm=9.4mm（5分）
厚度附加量C= C2 +C1=0+0.8=0.8mm（1分）
釜体厚度δd=δ+C=9.4+0.8=10.2mm（1分）
圆整后可得釜体的名义厚度为δn=11mm（1分）
答：确定该釜体的壁厚应为11mm。（1分）