过程设备设计试题(附答案)

一. 填空题

1. 储罐的结构有卧式圆柱形.立式平地圆筒形. 球形

2. 球形储罐罐体按其组合方式常分为纯桔瓣式 足球瓣式 混合式三种

3. 球罐的支座分为柱式 裙式两大类

4. 双鞍座卧式储罐有加强作用的条件是A《0.2L条件下 A《0.5R

5. 卧式储罐的设计载荷包括长期载荷 短期载荷 附加载荷

6. 换热设备可分为直接接触式 蓄热式 间壁式 中间载热体式四种主要形式

7. 管壳式换热器根据结构特点可分为固定管板式 浮头式 U型管式 填料函式 釜式

重沸器

8. 薄管板主要有平面形 椭圆形 碟形 球形 挠性薄管板等形式

9. 换热管与管板的连接方式主要有强度胀接 强度焊 胀焊并用

10. 防短路结构主要有旁路挡板 挡管 中间挡板

11. 膨胀节的作用是补偿轴向变形

12. 散装填料根据其形状可分为环形填料 鞍形填料 环鞍形填料

13. 板式塔按塔板结构分泡罩塔 浮阀塔 筛板塔 舌形塔

14. 降液管的形式可分为圆形 弓形

15. 为了防止塔的共振 操作时激振力的频率fv不得在范围0.85Fc1 Fv 1.3Fc1内

16. 搅拌反应器由搅拌容器 搅拌机两大部分组成

17. 常用的换热元件有夹套 内盘管

18. 夹套的主要结构形式有整体夹套 型钢夹套 半圆管夹套 蜂窝夹套等

19. 搅拌机的三种基本流型分别是径向流 轴向流 切向流其中径向流和轴向流对混合起

主要作用 切向流应加以抑制

20. 常用的搅拌器有桨式搅拌器 推进式搅拌器 涡轮式搅拌器 锚式搅拌器_

21. 用于机械搅拌反应器的轴封主要有填料密封 机械密封两种

22. 常用的减速机有摆线针轮行星减速机 齿轮减速机 三角皮带减速机 圆柱蜗杆减速机

23. 大尺寸拉西环用整砌方式装填 小尺寸拉西环多用乱堆方式装填

二. 问答题

1. 试对对称分布的双鞍座卧式储罐所受外力的载荷分析 并画出受力图及剪力弯矩图。

2. 进行塔设备选型时分别叙述选用填料塔和板式塔的情况。

答 填料塔 1分离程度要求高

2 热敏性物料的蒸馏分离

3具有腐蚀性的物料

4 容易发泡的物料

板式塔 1塔内液体滞液量较大 要求塔的操作负荷变化范围较宽 对物料浓度要

求变化要求不敏感要求操作易于稳定

2 液相负荷小

3 含固体颗粒 容易结垢 有结晶的物料

4 在操作中伴随有放热或需要加热的物料 需要在塔内设置内部换热组件

5 较高的操作压力

3. 比较四种常用减速机的基本特性。

摆线针轮行星减速机 传动效率高 传动比大 结构紧凑 拆装方便 寿命长 重量轻 体积小 承载能力高 工作平稳 对过载和冲击载荷有较强的承

受能力 允许正反转 可用于防爆要求齿轮减速机 在相同传动比范围内具有体积小

传动效率高 制造成本低 结构简单

装配检修方便 可以正反转 不允许承受外加轴向载荷可用于防

爆要求

三角皮带减速机 结构简单 过载时能打滑 可起安全保护作用 但传动比不能保持精确 不能用于防爆要求

圆柱蜗杆式减速机 凹凸圆弧齿廓啮合 磨损小 发热低 效率高 承载能力高 体积小 重量轻 结构紧凑 广泛用于搪玻璃反应罐 可用于防爆要

求

三. 简答题

1. 结合草图解释“扁塌”现象。

答 如果圆筒上不设置加强圈 且支座的设置位置A 0.5Ri时 由于支座截面受剪力作用而产生周向弯矩 在周向弯矩作用下 导致支座处圆筒的上半部分发生变形 产生扁塌现象

2. 简述换热器基本的选择标准。

1. 所选换热器必须满足工艺过程要求 流体经过换热器换热后必须能够以要求的参数进入下个工艺流程

2. 换热器本身必须能够在所要求的工程实际环境下正常工作 换热器需要能够抗环境和工程介质的腐蚀 并且具有合理的抗结垢性能

3. 换热器应容易维护 要求换热器容易清理 对于容易震动 腐蚀等破坏的原件应容易更换 换热器应满足工程实际场地的要求

4. 换热器应尽可能经济 选用时综合考虑安装维护费用等 应使换热器尽可能经济

5. 根据场地的限制考虑换热器的直径、长度、重量和换热管结构等

3. 简述管壳式换热器基本类型的优缺点及适用场合。

答

A固定管板式换热器 结构简单紧凑 能承受较高压力 造价低 管程清洗方便 管子

损坏时易于堵管和更换 缺点是管束和壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时 壳

体和管束中将产生较大的热应力。适用于壳侧介质清洁不易结垢并能进行清洗 管、壳

程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合

B浮头式换热器 管间和管内清洗方便 无热应力 缺点是其结构复杂 造价比固定管

板换热器高 设备笨重 材料消耗量大 且浮头端小盖在操作中无法检查 制造时对密

封要求高。适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合

CU型管式换热器 结垢比较简单、价格便宜、承压能力强、适用于管、壳壁温差较或

壳程介质易结垢需要清洗 又不适宜采用浮头式和固定管板式的场合。特别适用管内走

清洁而不宜结垢的高温、高压、腐蚀性强的物料。

D填料函式换热器 结构较浮头式换热器简单 加工制造方便 节省材料 造价比低廉 且管束可以从壳体内抽出 管内 管间都能进行清洗 维修方便。缺点是填料处易产生

泄露 一般适用于4MPa一下的工作条件 且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵

重介质 使用温度也受填料的物性限制。

E釜式重沸器 清洗维修方便 可处理不清洁 易于结垢的介质 并能承受高温高压 4. 简述管束分程的作用。