化工容器设计试卷
《化工容器设计》课堂练习试卷
一、 选择题，将正确答案的标号填入横线内（15％）。
1．在推导圆筒壳体一般方程中，取Q θ＝0，是因为___________。
A ．轴对称条件； B.小挠度假设； C. Q θ≈0； D.筒壁较薄。
2. 受均布横向载荷作用的周边简支圆形薄平板，最大径向弯曲应力在___________。
A. 中央； （B ）周边； （ C ）1/2半径处。
3. 一直径为D 的圆锥形容器，两端分别采用球形封头和标准椭圆形封头，筒体与封头的厚度全部为t ，当承受内压P 时，容器上最大应力点在_____.
A. 圆柱形筒体中部；
B.椭圆形封头顶点；
C. 筒体与椭圆形封头连接处；
D.筒体与球形封头连接处。
4．毒性为高度或极度危害介质PV ≥0.2MPa ﹒m 3的低压容器属于几类容器___________。
A ．I 类； B. II 类； C. III 类； D. 其它。
5．压力容器设计的有效厚度是指____________。
A ．名义厚度减去厚度附加量； B. 计算厚度与腐蚀裕量之和；
C. 设计厚度加上钢板厚度负偏差值；
D. 计算厚度。
6. 液压试验时，容器内产生的最大薄膜应力应不超过____________。
A ．[σ]t ； B. [σ]； C. 0.9σs ； D. 0.8σs
7. 工程上一般把max )/(R t 大于 的壳体归结为厚壁，反之为壳薄____________。
A 0.01
B 0.1
C 0.2
D 没有确定范围
8．我国压力容器常规设计依据GB150，在该标准中，以 为设计准则。
A 塑性失效
B 弹性失效
C 剪切失效
D 压力失效
9．在压力容器的设计中，一般以 压力作为确定壁厚的基本载荷。
A 环境
B 外加
C 总体
D 介质
10．按照《压力容器安全监察规程》内装氯气且V p ?为15MPa ?M 3的压力容器属______。
A 第一类压力容器
B 第二类压力容器
C 第三类压力容器
D 第四类压力容器
11. 分析封头的受力情况，以下哪一种封头受力情况最好___________。 A 半球形 B 椭圆形 C 碟形 D 锥形
化工设备机械基础考试试卷(终审稿)
化工设备机械基础考试 试卷 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
《化工设备机械基础》试卷适用专业: 应用化工技术年级: 2010级考试方式：闭卷 班级：姓名：学号：考试时间： 120 分钟 一、选择题：将正确答案的顺序号填入题后的括号内。（共8分，每小题1分） 1.设计压力为 2.5MPa的容器属于。（） A．低压容器 B. 中压容器 C.高压容器 D. 超高压容器 2.钢材的强度随温度的升高而，韧性和塑性随温度的降低而。 （） A．下降，升高 B．下降，下降 C．升高，下降 D．升高，升高3.不锈钢材料0Cr18Ni9牌号中的“0”表示其含碳量低于。（） A．百分之一 B. 千分之一 C. 万分之一 D. 万分之三 4.对于低温容器，设计选材时应特别注意材料的。（） A．低温强度 B. 低温刚度 C. 低温硬度 D. 低温脆性 5.从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种 凸形封头中，的受力情况最好。（） A．椭圆形封头 B. 碟形封头 C. 半球形封头 D. 折边球面封头 6.低碳钢拉伸试验的整个过程，按顺序大致可分为如下四个阶段。（） A. 弹性阶段、强化阶段、屈服阶段和颈缩阶段 B. 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段
C. 弹性阶段、颈缩阶段、强化阶段和屈服阶段 D. 屈服阶段、弹性阶段、强化阶段和颈缩阶段 7.无缝钢管的公称直径指的是管子的。（） A．内径 B. 外径 C. 中径 D. 其他 8.设计中选用标准法兰的压力等级时，除考虑法兰的类型、材料、最高工作压 力外，还应考虑法兰的：（） A．公称直径 B. 密封面型式 C. 垫片种类 D. 工作温度二、填空题。（每空1分，共20分） 1．过载时带会在轮上，可防止其他零件的损坏，起到过载安全保护作用。 2．齿轮传动的失效形式 有、、、 、。 3．材料的化学性能有、抗氧化性。 4．碳钢是含碳量小于 %的铁碳合金。 5．工程上，伸长率δ≥5%的材料称为材料，δ<5%的材料称为 材料。 6．45钢，表示平均含碳量为 %的优质碳素结构钢。 7．对碳素结构钢、低合钢制容器，规定壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度为 mm。
化工设计复习题及答案
第一章 1、简述化工设计的概念、作用与分类。 答：（1）概念：化工设计是对拟建化工项目在技术和经济上进行全面详尽的安排，是化工基本建设的具体化，是把先进的技术和最新科研成果引入生产的渠道。 （2）作用：化工设计是生产技术中的第一道工序，是化工厂建设中的重要组成部分，设计工作的质量直接关系到工厂的经济效益和社会效益，化工设计是进行技术革新和技术改造的先导，是先进科学技术与生产实践相结合的中间环节，是科研成果实现工业化的桥梁。 分类：根据项目性质可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中式设计、基础设计和工程设计。 2、化工设计划分为哪三个阶段？并分别叙述其主要内容。 答：初步设计，扩大初步设计和施工设计三个阶段。 初步设计：是根据计划任务书，探求在技术上可能，经济上合理的最符合要求的设计方案，还应编写初步设计说明书。 扩大初步设计：根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之进一步具体化、明确化，还应编写扩大初步设计说明书及工程概算书（允许误差较大）。 施工设计：根据已批准的扩大初步设计进行的，是施工的依据，为施工服务，应有详细的施工图纸和必要的文字说明书以及工程预算书（误差较小）。 3、写出化工设计程序，并对其主要内容作简单阐述。 答：化工设计程序 前期准备工作→项目建议书→可行性研究→决策（评估）→计划任务书→初步设计→扩大初步设计→施工设计 4、工艺设计主要包括哪几个方面的内容？ 设计准备、方案设计、化工计算、车间布置、化工管路设计、提供设计条件、编制概算书的设计文件 第二章 1、化工厂址选择应考虑的主要因素是什么？ （1）节约用地，考虑发展（注：地不能征多，但也应留有发展佘地）； （2）利用城镇设施，节约投资（电、蒸汽、燃料等靠近电厂或水水电站，靠近燃料供应点，水靠近江、河、湖等）； （3）满足环境卫生及交通运输要求（能妥善处理“三废”，优先使用水路、铁路运输，适当增加公路运输）； （4）不旱不涝，地质可靠； （5）少挖少填，有利于协作等，还要与城市规划协调。 2、在化工厂总平面布置设计时，对于生产车间、辅助生产车间、行政办公楼、住宅及道路等有何具体要求。 生产车间的位置应按工艺过程的顺序进行布置，生产线路尽可能做到直线而无返回流动，但并不要求所有车间在一条直线上，应考虑辅助车间的配置距离及管理上的方便。一般功能、工艺相似的车间、工段尽可能布置在一起（便于集中管理），车间之间的管道尽可能沿道路的铺设。生产有害气体或粉尘车间要放置在下风或平行风侧。 关于辅助车间的布置 （1）锅炉房尽可能布置在用蒸汽较多的地方，其附近不得有易燃、易爆的车间或仓库，应放置在下风位置；
《化工设备设计机械基础》课程试卷
2006级《化工设备设计基础》课程试题（B卷）合分人： 一、力学部分计算题：（共50分） 1、图示三角形支架ABC，A、B、C三处为铰链链接。在两杆的连接处B悬挂有重物G=30kN。杆AB和BC材料相同，许用应力[σ]=120MPa。AB、BC两杆直径d分别为25mm、30 mm。试校核此支架是否安全。(已知A、B、C三处均为铰接)。(AB和BC两杆的重量不计)（本题15分） 2、图示简支梁受均布载荷q=2kN/m作用，若梁长l=2m，截面为圆截面D=40mm，[σ] = 120MPa。试写出剪力方程和弯矩方程，画出剪力图和弯矩图，并校核强度是否满足要求。 3、已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大切应力不得超过40MPa, 空心圆轴的内外直径之比 = 0.5。二轴长度相同。求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。 4、校核如图的矩形截面横梁AB的安全性。（已知α = 30°b= 60mm， h = 80mm，l1 = 1250mm，P = 15kN，[σ] = 160MPa） 二、是非题：在题后括号内，正确划 “√”，错误划“×”（共 10分，每小题1分） 1.《压力容器安全技术监察规程》把压力容器按其破坏时造成的危 害程度分为三类，其中三类容器破坏时造成的危害程度最大，因
而在设计、制造和使用方面对其要求最高。 （ ） 2. 容器法兰与管法兰的PN 、DN 相同时可以相互代用。 （ ） 3. 压力容器强度校核时公式中用到的厚度是有效厚度。 （ ） 4. 内压容器的有效厚度δe 一般都大于计算厚度δ，因此容器最高 允许工作压力[p w ]总是大于设计压力p 。 （ ） 5. 从稳定性考虑，外压容器设计选材时应选用弹性模量较大的材料。（ ） 6. 决定外压加强圈抗失稳能力的截面几何参数是截面面积。 （ ） 7. 圆筒形容器上开孔处的应力集中系数是φmax σσ=K 。（φσ为圆筒经 向薄膜应力） （ ） 8. 为减小鞍座处壳体截面的应力，卧式容器的鞍座距椭圆形封头直边切线的距离A 应该≤0.2L 和0.25D 0（式中L 为筒体长度，D 0 为筒体外径）。 （ ） 9. 圆筒形容器上开椭圆孔时，为降低开孔边缘的应力集中程度，应使椭圆的长轴方向垂直于圆筒的轴线。 （ ）
期末复习题及答案——化工设计概论
中国石油大学（北京）远程教育学院 化工设计概论期末复习题 一、给出下面概念和术语的定义 1、热； 2、活塞流型反应器； 3、管件； 4、分离过程； 5、温-焓图(T-H)； 6、固定床反应器； 7、聚式流态化； 8、传质分离过程（平衡分离过程）； 9、工艺流程示意图；10、连续过程；11、中间反应；12、速率控制分离过程； 13、逆流反应器；14、分离因子；15、化工过程；16、间歇过程；17、工艺过程阶段； 18、夹点；19、化学反应路线；20、流化床反应器； 二、单项与多项选择题 1、（）衡算式是化学反应过程物料衡算不能应用的。 A．总质量衡算式；B．组分质量衡算式； C．元素原子物质的量衡算式；D．元素原子质量衡算式 2、在进行过程的物料平衡计算时，对系统需要分析的内容有（）。 A．确定物料平衡方程式；B．确定物流约束式；C．确定设备约束式；D．确定变量3、在温-焓图中得到热复合曲线的步骤有（）步骤。 A．划分温区；B．各热流温度按高到低顺序排列； C．求每个温区的总热交换量；D．画出每个温区的总物流线 4、（）不是化工设计的内容。 A．反应过程选择与优化；B．分离过程选择与优化； C．厂区道路规划与设计；D．化工过程系统优化 5、管道布置图包括下面（）图样。 A．管件图；B．管架图管道施工说明； C．蒸汽伴管系统布置图；D．管道平面布置图
6、（）分离过程不是速率控制分离过程。 A．膜分离过程；B．反渗透分离过程；C．冷冻干燥分离过程；D．超滤分离过程7、间歇过程有（）特点。 A．生产灵活性高；B．易实现自动化； C．适合有固相的物流；D．适合生产季节性产品 8、分离过程的选择应分析分离过程的（）方面。 A．可行性；B．经济性；C．可靠性；D．生产规模 9、对能量过程的分析方法有（）。 A．能量衡算法；B．热流分析法；C．熵分析法；D．功衡算法 10、夹点之上区域不可设置（）。 A．热阱；B．保温器；C．热源；D．物流混合器 11、对新过程的化工设计需要进行（） A．概念设计；B．装置设计；C．中试设计；D．反应设计 12、换热网络设计的目的是得到（）。 A．最小的公用工程量；B．最少的换热器台数； C．换热效益最大化；D．合理的公用工程量 13、（）分离过程是扩散分离过程。 A．渗析分离过程；B．结晶分离过程；C．超滤分离过程；D．精馏分离过程14、能量过程的特点体现在（）方面。 A．能量的形式；B．能量转换；C．能量流率；D．能量传递的设施 15、（）不是非工艺设计的内容。 A．总图运输设计；B．公用工程设计；C．管路设计；D．土建设计 16、设备布置图的标注包括下面（）内容。 A．平面定位尺寸；B．设备尺寸；C．高度方位尺寸；D．安装方位标 17、化工过程的特征是过程中有（）。 A．中间反应；B．反应物预处理；C．最终反应；D．化学反应过程
级化工设备设计基础课程试题(B卷)答案
2006 级《化工设备设计基础》课程试题（B 卷）答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（10分） 2sin 30 2306030 51.99tg300.577BC AB G S G KN G S KN = ==?==== （5分） 安全 （5分） 2、（15分） 解：0y F ∑= （5分） 0M ∑= （5分） 最大弯矩发生在梁的中点，其值为2 max 8 ql M = （3分） （3分） max 159120MPa MPa σ=不满足要求 （2分） 1 ()02 ql qx Q x --=1()2 Q x ql qx =-1()()2 M x qx l x =-211 ()022 qx qlx M x -+=0x l ()0x l ≤≤232 max max 331112102881590.043232 Z ql M MPa W D σππ???====?3 12 13 22 251.9910105.9[]120254 601084.88[]120304 AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ?===<=??===<=?
3、（15分） 解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 （3分） 实心轴 （5分） 空心轴 （5分） d 2＝=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 （2分） 4、（10分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 （2分） （4分） （4分） （2分） 75 954995497162N m 100 x P M T n ==? =?=?..max13 11 1640MPa πx x P M M W d τ= ==3 16 167162 0045m=45mm π4010d ?= =??..() max234221640MPa π1x x P M M W D τα===-()3 246 167162 0046m=46mm π1-4010 D α?= =??..() 2231 132222245101 1.28461010.51A d A D α--???==? ??--?? ＝maxN cos N P A bh α σ= =126sin cos 148.7MPa []Pl P bh bh αασ= += 西南科技大学网络教育学院（2017）/（2018）学年第 2 学期试题单〈A卷〉课程名称：化工工艺设计专业班级：命题教师：廖辉伟 学生姓名：学号：成绩： 考试时间：月日 一、名词解释题 ( 每题5分，共4题，共20分 ) 1.工艺路线的可靠性 2.能量衡算法 3.化工单元操作 4.内部收益率 二、填空题1 ( 每题3分，共10题，共30分 ) 5.化工设备选用及工艺设计的合理性是指（）。 6.生产工艺流程草图一般由物料流程、( )和设备一览表等三个部分组成。 7.化工设计的工作程序是以基础设计为依据提出项目建议书，经上级主管部门认可后写出（），上级批准后，编写设计任务书，进行扩大初步设计，后者经上级主管部门认可后进行施工图设计。 8.化工设计可根据项目性质分类，也可按设计性质分类，根据项目性质分类可将其分为 ①新建项目设计；②（）和③已有装置的改造设计。 9.施工图设计的主要工作内容是在（）的基础上，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。10.化工车间管道布置应符合下列要求：(1)符合生产工艺流程的要求，并能满足生产要求；(2)便于操作管理；(3)并能保证安全生产；(4）要求( )，并尽量节约材料和投资。 11.化工设备选用及工艺设计的先进性是指（）。 12.施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上，完善（）和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。 13.化工设计按设计性质分类可将其分为①新建项目设计；②重复建设项目设计；③（）。 14.方案设计阶段的任务是确定生产方法和生产流程，它们是整个工艺设计的基础。要求运用所掌握的各种资料，根据有关的基本理论进行（）的对比分析。 三、论述题 ( 每题5分，共4题，共20分 ) 一、填空（共10题，每题2分，共20分） 1、创新就是“建立一种新的生产函数”，即企业实行对生产要素的“新的组合”。它包括五种情况：①引入一种新产品或提供一种产品的新质量；②采用一种新的生产方法；③开辟一个新的市场；④获得一种原料或半成品的新的供给来源；⑤实现一种新的产业组织方式或企业重组，如创造一种垄断地位或打破垄断地位。 2、作为企业的一项重要的经济活动，技术创新的主要特征可归结为以下几个方面：(1)创造性(2)累积性(3)效益性(4)扩散性(5)风险性。 3、技术创新的风险性主要体现在以下三个方面：一是技术风险，二是市场风险，三是社会风险。 4、按照技术创新对象的不同，我们可以将技术创新分为产品创新和过程创新。 5、联想思维法则具有4种类型：具象类比；抽象类比；拟人类比；幻想类比。 6、分解与组合思维法则主要有：主要功能与辅助功能的组合；同种功能的组合；无关功能的组合；不同功能关系的组合四种组合方式。 7、化工技术开发过程有许多工作要作，但其主要的任务有如下三个方面：①开发新产品、新工艺以及新的原料路线；②对现有的生产技术进行革新和改造；③消化引进国外先进技术。其中除工艺技术外，还包括设备仪表及配备的助剂和催化剂等的国产化。 8、初步可行性研究要解决的问题有：1）投资机会是否有希望；2）是否需要进行下一步可行性研究；3）有哪些关键性问题需做辅助研究（比如市场调查、实验室试验、中间工厂试验等）。 9、市场预测主要包括的内容有：①预测生产的发展和变化趋势；②预测市场容量及其变化；③预测对外贸易的变化；④预测市场价格的变化；⑤预测消费者需求的变化；⑥预测市场占有率。 10、工艺路线的选择原则是“技术上先进，经济上有利”。 11、按项目性质分类化工设计可分：①新建项目设计；②重复建设项目设计；③已有装置的改造设计三类。 12、设计任务书报批时，还应附上①可行性研究报告；②征地和外部协作条件意向书； ③厂区总平面布置图；④资金来源及筹措情况这四个附件。 13、工艺流程设计包含①生产方法和工艺流程的选择；②工艺流程设计；③工艺流程图绘 《化工设计概论》 一、填空 1．化工设计是一个将系统（如一个工厂、一个车间或一套装置）全部用工程制图的方式，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化成工程语言的过程。 2．化工设计的特点是政策性强、技术性强、经济性强、综合性强。 3．化工设计的发展与石油化学工业等技术的发展有直接的关系。 4．完成初步设计的同时还应当做出总概算。 5．施工图设计的任务是根据初步设计审批意见，解决初步设计阶段待定的各种问题，并以其作为施工单位编制施工组织、施工设计、施工预算和进行施工的依据。 6．施工图设计详细容包括图纸总目录、工艺图纸目录、带控制点工艺流程图、首页图、设备布置图、设备图、设备表、管路安装图、综合材料表、设备管口方位图、设备及管路的保温与防腐设计等。 7．现场施工中设计代表的任务是参加基建的现场施工和安装、调试工作，作技术指导，使装置达到设计所规定的各项指标要求。 8．车间工艺设计包括的容有生产方法的选择、工艺流程的设计、工艺计算、车间布置设计、化工管路设计、提供设计条件及编制概算书和设计文件等。 9．设计人员接受任务后，首先要解决的问题是选择合适的生产方法。 10．工艺设计的中心环节是工艺计算。 11．工艺计算的主要容包括物料衡算、热量衡算、设备计算与选型等，并在此基础上绘制物料流程图、主要设备总图和必要部件图，以及带控制点的工艺流程图。 12．车间布置设计的任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面和空间中的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。 13．化工管路设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足生产工艺的要求。 14．提供设计条件的容包括总图、土建、运输、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、给排水等非工艺专业的设计条件。 15．设计中经常进行分析比较的技术经济指标有产品成本、基建投资、劳动生产率、投资回收率、消耗定额、劳动力需要量和工资总额等。 16．设计文件容包括设计说明书、附图（流程图、设备布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。 17．选择生产方法就是选择工艺路线。 18．生产工艺流程图一般由物料流程、图例和设备一览表3个部分组成。 19．设备一览表只需列出序号、位号、设备名称和备注即可。 题号 -一一-二二-三四总分 总分10 20 10 60 100 得分 一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分） 1.一阶梯杆如图所示， AB段横截面面积为：Ai=100mrH BC段横截面面积为 A=180mm贝U AB段杆横截面上的 正应力为 _80_Mpa , BC段杆横截面上的正应力为 _83.3_Mpa 。 2 ?当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度是原梁的_8 _______ 倍。 3 ?低碳钢拉伸过程中可分为 _弹性阶段_、_屈服阶段_、—强化阶段_和局部变形阶段。 4 ?边缘应力的特性主要为 _局部性_、_自限性_。 5.如图所示回转薄壳，中心线为回转轴，A点的第一曲率半径是 _R _____________ ，第二曲率半径是 二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）题5图 1?直杆受扭转力偶作用，如图1所示，在截面1-1和2-2处的扭矩为（B ）。 A. T =25 kN m ; T2 =5kN m ; B. T1 =25 kN m ; T2 =- 5 kN m ; C. T1 =35kN m ; T2 =- 5kN m ； D. T1 =- 25 kN m ; T2 =5 kN m。 2 .简支梁受集中力偶Mo作用，如图2所示。以下结论错误的是（ C ）。 A. b =0时，弯矩图为三角形； B. a =0时，弯矩图为三角形； C.无论C在何处，最大弯矩必为Mo D .无论C在何处，最大弯矩总在 C处。 3 .截面上内力的大小：（C ）。 A.与截面的尺寸和形状有关； B.与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； C.与截面的尺寸和形状无关； D.与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 4 .下列常用压力容器封头，根据受力情况，从好到差依次排列次序为（ B ）。 A.椭圆形、半球形、碟形、锥形、平盖； B .半球形、椭圆形、碟形、锥形、平盖； C.半球形、碟形、椭圆形、、锥形、平盖 D .碟形、半球形、椭圆形、、锥形、平盖 5.对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而（ C ）。 A.升高 B .不变 C .降低 D .未知数 6 .当焊接接头结构形式一定时，焊接接头系数随着检测比率的增加而（ A ）。 A.增大 B .减小 C .不变 D .不能确定 7 .工程上把3 /D i>( A ）的圆筒称为厚壁圆筒。 A. 0.1 B .0.2 C . 1.0 D .2 题2图 化工设计复习题 一．填空题 1.精馏塔系统合成的基本原则中包含，为了减少过程的输送量，尽早移出含量大的组分，以降低后处 理能源消耗。 2.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从物料计算和原料合计方面去进行考虑。 3.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中分离顺序的合成，用于研究分离顺序，从而确定最佳 分离组合。 4.可行性研究的主要内容包括市场销售情况的研究。 5.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从工艺设备的设计和选型方面去进行考虑，并完成设 备一览表。 6.化工过程的六个子系统中,能量的和质量的管理和集成，用于研究化工过程中自身能量搭配 利用，从而达到最佳节能的效果。 7. 8.死态的温度定为298.15 K。 9.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从非工艺设计项目的方面去进行考虑，并为他们提 设计要求。 10.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从车间布置设计方面去进行考虑，并完成平面布置和 立面布置图。 11.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中操作时间表的安排，用于研究化工过程多单元操作组 成，从而达到全系统的最佳操作。 12.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从化工管路的设计方面去进行考虑。 13.在分离过程中，应尽量避免过程中含有固体的物流出现，以降低输送过程中的能量。 14.热交换网络合成中，其基本步骤的第一步是：列表分析给定化工工程中所有的热流股和冷流股。 15.在分离过程中，应尽量避免使用质量分离剂，以避免增加分离物料量。 16.分离方法中，应尽量避免过程含有固体物流出现。 17.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中反应途径的合成，用于研究反应途径，从而确定最佳 生产工艺路线。 18.化工过程的六个子系统中,分离技术的选择，用于研究各种分离技术能耗成本，从而确定最佳 分离方案。 19.精馏塔系统合成的基本原则中包含，最难分离的组分在最后分离，以便降低操作成本。 20.热交换网络合成中要求画出热能阶图，求出窄点温度及所需最少的外源热和冷量。 21.精馏塔系统合成的基本原则中包含，如果进料组分中含有一个低沸点温度，则应在反应器前后 把它移出，不应在分离系统内长时间停留。 22.热交换网络合成中，需要分析窄点上下的冷热流股搭配。 2012级《化工设备设计基础》期末试题及答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（ 10 分） 1、图示三角形支架 ABC , A 、B 、C 三处为铰链链接。在两杆的连接处 B 悬挂有重物 G=30kN 。杆AB 和BC 材料相同，许用应力[ 二max =159MPa 》120MPa 不满足要求 （2 分） 3、（ 15 分） 解：首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 P 7.5 ― 9549 p= 9549 面"6即 m 16 716.2 n 1-：4 40 106 =0.046m=46mm d 2 = 0.5 D 2=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 4、（10 分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 1 M （x ） qx （l 「x ） 2 最大弯矩发生在梁的中点, — M max （3 = max W Z 1 I 2 D 3 32 0 _x _l 其值为 M max = L 8 1 2 103 22 二 3 159MPa 兀 3 0.043 32 （5 分） （3 分） Q ■ 4kN 耳 jf .3分） 实心轴 -max1 = M x W P 1 空芈=40MPa n d 3 dr 3 16 716 ?2 6 =0.045m=45mm n 40 106 （5 分） 空心轴 M x 16M x 'max2 =40MPa _，maxN N _ Pcos ： A bh （3 分） （5分） di 45 10^ A L _ 二 民 1 - ： 2 一 46 10^ 1-0.5 —=1.28 （2 分） 一 ．填空题 六.计算题 1. 利用乙烯部分氧化制取环氧乙烷，将乙烯在过量空气条件下通过银催化剂进行如下反应，进料物质流量为1000mol/h ，进料中含乙烯10%（mol ），乙烯转化率为25%，计算反应器出口物料量。 反应方程式如下： 2C 2H 4+O 2→2C 2H 4O 2.氨氧化反应器的能量衡算 氨氧化反应式为： 4NH 3（气）＋5O 2（气）→ 4NO（气）＋6H 2O （气） 此反应在 25℃、 101．3kPa 的反应热为ΔH 0r =－。现有25℃的 100molNH 3/h 和300mol O 2/h 连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在300℃呈气态离开反应器。如操作压力为101．3kPa ，计算反应器应输入或输出的热量。 300℃时NO 、O 2 和 H 2O 的 NO ）＝ J/（mol·℃） O 2）＝ J/（mol·℃）H 2O ）＝ J/（mol·℃） 3. 乙苯脱氢制苯乙烯，通入纯乙苯为250kg/h ，乙苯与水蒸气质量比为1：，乙苯转化率为50%，其中在转化掉的乙苯中有90%转化成苯乙烯；10%转化成苯；试计算反应器出口物料质量流量。 转化成苯乙烯的反应： C 8H 10→C 8H 8+H 2 转化成苯的反应： C 8H 10→C 6H 6+C 2H 4 4.甲烷在连续式反应器中用空气氧化生产甲醛，甲烷的转化率为40%，氧气完全反应。 CH 4（气）＋O 2 →HCHO（气）＋H 2O （气） 以100mol 进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体便可看作理想气体。甲烷于25℃进反应器．空气于25℃进反应器，如要保持出口产物为150℃，需从反应器取走多少热量？ 第一章化工厂设计的内容与程序 （陈声宗习题与思考题2010.9） 1、化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。 二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 第二章 工艺流程设计 1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对 非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案， 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B ”，表示什么意思？ 答：①HW0201-表示管道号，其中： HW -物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。 ②150 –管道尺寸（管径），公称通径150mm,。 ③L1B -管道等级，其中： L -国内标准压力等级代号，1.0MPa ； 1-顺序号，第1号； B -管道材质类别，碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 习题1 连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯62％的混合溶液，要求馏 出液中能回收原料中97％的苯，釜残液中含苯不低于2％。进料流量为20000kg ／h ，求馏 出液和釜残液的流量和组成。 解：苯的相对分子质量为78，甲苯的相对分子质量为92。以下标B 代表苯。 一、填空题（每空1分，共68分） 1. 化工设计根据项目性质分类，分成新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 2. 工程设计中三段设计是指初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 3．化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的选型和计算三个内容。 4. 生产方法和工艺流程选择的原则主要是三条。即（1）先进性，（2）可靠性，（3）合理性。 5．生产方法和工艺流程确定的步骤要经过的三个阶段是：（1）资料搜集与项目调研，（2）生产设备类型与制造厂商调研，（3）对调研结果进行全面分析对比。 6. 工艺流程设计的任务有两个方面，一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，二是绘制工艺流程图。 7．工艺流程图的种类有工艺流程草图、工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图和管道仪表流程图四种。 8. 在管道仪表流程图中主要的物料管道用粗线条来表示，线条宽度为1.0mm。 9. PG1310-300管道标注中PG代表物料代号，13代表工序编号，10代表管道序号，300代表管径。 10. 在化工设计过程中，进行物料衡算的依据是质量守恒定律，进行能量衡算的依据是能量守恒定律。 6．化工设备工艺设计的原则可归纳为：合理性、先进性、安全性、经济性、系统性。 7．化工设备图的基本内容包括标题栏、明细栏、管口表、设计数据表、技术要求、签署栏、注和其他。 8. 化工设备图中细节的表达方法有局部放大法和夸大画法。 9. 化工设备图的尺寸标注主要有规格性能尺寸、装配尺寸、外形尺寸、安装尺寸。 10. 化工车间的组成有生产设施、生产辅助设施、生活行政福利设施、其他特殊用室。 11. 装置车间的平面布置形式主要有长方形、L形、T形和Ⅱ形。 化工设备设计试题 一、单项选择题（每题2分，共24分） 1．内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在（）。 A．正常操作 B．停车情况 C．检修情况 D．以上答案都不对 2．目前，裙座与塔体连接焊缝的结构型式有（）。 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 3．塔盘在结构方面要有一定的（）以维持水平。 A．强度 B．刚度 C．稳定性 D．其它 4．搅拌器罐体长径比对夹套传热有显著影响，容积一定时长径比越大，则夹套的传热面积（）。A．越大 B．越小 C．不变 D．以上答案均不对 5．与填料密封相比，机械密封的（）大约为填料密封的百分之一。 A．泄漏率 B．密封性 C．磨损率 D．使用率 6．列管换热器的传热效率（）板式换热器，且金属消耗量大。 A．不如 B．高于 C．等同 D．以上答案均不对 7．在高温高压条件下，换热器的管板与管子一般采用（）连接保持紧密性。 A．胀焊结合 B．胀接 C．搭接 D．对接 8．膨胀节是装在固定管板换热器上的挠性元件，其作用是（）。 A．消除壳体薄膜应力B．消除或减小不利的温差应力 C．消除管子中的拉脱力 D．增大换热器的换热能力 9．塔设备设计中最需要设置地脚螺栓的工况是（）。 A．空塔检修 B．水压试验 C．满负荷操作 D．其它 10．列管式换热强度焊的连接方式适用的条件范围为（）。 A．较高压力和较大振动场合 B．较高温度和较大振动场合 C．较大振动和间隙腐蚀场合 D．较高压力和较高温度场合 11．塔节的长度取决于（）。 A．工艺条件 B．塔径 C．操作情况 D．塔板数 12．在塔和塔段最底一层塔盘的降液管末端设置液封盘，其目的是（）。 A．防止液沫夹带B．保证降液管出口处的密封 C．防止淹塔D．防止液泛 二、填空题（每题2分，共12分） 1、塔设备按操作压力分为塔、常压塔和。 2．填料塔所用填料有鲍尔环、拉西环、阶梯环等填料；而随着金属丝网及金属板波纹等填料的使用，使填料塔效率大为提高。 3．管子与管板胀接时，除外，近年来已出现液压胀管 与胀管的方法。 4．搅拌反应器的传动装置包括：、、及机座等。 5．搅拌器转轴密封型式很多，有、液封、 和迷宫密封等。 6．正常操作的带夹套的反应器，其筒体和下封头的壁厚应按 和分别计算。 三、判断说明题（每题4分，共24分） 1．塔体压力试验时，不论水压试验或气压试验，限制条件都是相同的。 2．对易起泡的物料和具有腐蚀性的介质，已采用填料塔为好。 3．列管换热器温差应力只与换热器的类型及管壳程论热介质的温差有关，而与其它因素无关。 第一章化工厂设计的内容与程序 1化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设 计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 施工设计，程出圧尊 墩职腌工,無定开车方剩 E 1-2 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4 ）收集第一手资料 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是 在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应 地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡 建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 第二章工艺流程设计 1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案, 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“ HW0201 - 150 -L1B ”，表示什么意思？ 答：①HW0201 -表示管道号，其中： HW-物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。 ②150 -管道尺寸(管径)，公称通径150mm,。 ③L1B-管道等级，其中： L-国内标准压力等级代号，1.0MPa；1-顺序号，第1号；B-管道材质类别，碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 出料 (a)用进料浓度控制(b)用进料温度控制I(c)用进料温度控制n(d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 第四章设备的工艺设计及化工设备图 1、化工设备选用一般原则的内容是什么？ 答：(1)合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。 (2)先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。 (3 )安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。 (4 )经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。 (5 )系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩 产和工艺调整时成为系统瓶颈”。 2、一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应具有哪些基本内容？答：①标题栏②明细栏 ③管口表④设计数据表⑤技术要求⑥签署栏⑦注⑧其他。 第五章车间布置设计 山东师范大学10 - 11学年第一学期期末考试试题 （时间：120分钟 共100分） 课程编号： 课程名称：化工设计 适用年级： 2007级 学制:四 适用专业：化学工程与工艺 试题类别：A 考试形式：闭卷 一、 填空题：（每空1分，共20分） 1.化工设计是一个将系统（如一个工厂、一个车间或一套装置）全部用 的方式，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化成 的过程。 2.根据化工过程开发程序分类，化工设计可分为四种设计类型，分 别是 、 、 、 和 。 3.选择生产方法和工艺流程是应着重考虑 、 、 和 三原则。 4.工厂的三废治理工程要‘三同时’，即 、 、 。 5.工艺计算的主要内容包括 、 、 等 6.在生产工艺流程图中，设备轮廓线用 画出，物料管线用 画出，动力管线用 画出。 7.设备的标注由 、 及设备标注线组成。 二、 选择题：下面每题的选项中，只有一个是正确的，请将所选的字母填入题目括号内。（每小题1分，共20分） 1．属于换热器的控制方案有（ ） （A ）调节换热介质流量；（B ）压力调节；（C ）循环调节；（D ） PID 调节 2．在带控制点的工艺流程图中，常用比例为：（ ） （A ）1：10；（B ）1：100；（C ）1：35；（D ）1:150 3．常用设备分类代号中，表示泵的符号为：（ ） （A ）B ；（B ）；J （C ）P ；（D ）C 4．工艺流程图中表示工艺气的是：（ ） （A ）PA ；（B ）PGS ；（C ）PG ；（D ）IG 5．在仪表位号的标注中，TRC 的含义是：（ ） （A ） 温度报警积分；（B ） 温度控制变送；（C ） 温度记录控制； （D ） 温度积分控制 6．单程转化率与总转化率的区别在于：（ ） （A ） 计算基准；（B ） 计算方法；（C ） 计算目标；（D ） 计算 程序 化工设计复习题答案 填空题： 1?根据化工过程幵发程序分类，化工设计可分为四种设计类型，分别是概念设计、 中式设计、基础设计禾口工程设计。 2. 化工设计中的计算主要包括：物料衡算、能量衡算和设备造型与 计算。 3. 选择生产方法和工艺流程是应着重考虑先进性、可靠性和合理性三 原则。 4. 换热器按照传热方式可分为直接传热式、间壁传热式和蓄热式。 5. 在化工施工图设计中，每个设备只能编一个位号，位号的第一个字母为设备类别代 号，说明下列设备类别代号代表什么： T —储罐、塔R —反应器V —容器机运设备 P —泵E —换热器塔F —容器 6. 在画设备布置图时，剖切到的厂房用粗实线画出，未剖到的厂房用细实 线画出。 7. 在换热器的设计或选型时，需要核算液体在直管内的流速，根据经验，排出下 列流体流速由小到大的顺序：a冷却水；b油类蒸汽；c气液混合流体；d油 类dacb 。 8. 在填料塔的设计时，陶瓷填料不适用于氢氟酸、热碱等工艺物料。 9. 工厂的三废治理工程要“三同时”，即同时设计、同时加工安装、同 时试车运行。 10.工程设计中的种类主要有三段设计二段设计和一段设计 11. 化工设备布置设计的主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和 空间中的正确位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。 12. 在化工设计中，工艺设计人员提供设计条件的其他相关专业是土建、给排水、 自控、电气、电讯等。 13. 扩大的初步设计完成后要编制的设计文件内容主要包括：编制准确度能满足 控制投资或报价使用的工程概算、设计说明书、设计说明书附图附表。 14. 易燃物品的自燃点随压力增加而降低o 15. 工艺流程草图又称为方案流程图、流程示意图，一般在生产方法确定后绘制，主要 为工艺计算服务，也是工艺方案的确定和工艺流程图设计的依据，但不列入设计文件。 16. 在泵的选型中，要求流量大而扬程低的，可选用单级离心泵：要求流量小而 扬程高的，宜选用复泵、多级离心泵。 17. 在厂房建筑物的视图中，凡未被剖切的墙、梁、柱、楼板等结构的轮廓，用』 基线画出；而被剖切后的剖面结构轮廓，用粗实线画出。 18. 常见的化工设备主要有王、压缩机、换热器、反应器、蒸馏塔等。 19. 化工设备的装备图，除了一般机械装备图的内容外，还有技术特性表、接 管表、修改表、选用表、图纸目录等，以满足化工设备图的特殊要求。 20. 在施工图设计中，设备布置设计一般应提供设备布置图、首页图、设备 安装图、管口方位图。 21. 管道支架按照其作用可分为：固定支架、滑动支架、导向支架、弹簧 吊架。[化工工艺设计]考试卷(附答案)
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