2023年過程設(shè)備設(shè)計復(fù)習題和答案

過程設(shè)備設(shè)計復(fù)習題及答案一、單項選擇題儲存設(shè)備設(shè)計臥式儲存罐雙鞍座支承時，兩支座的狀態(tài)應(yīng)承受〔〕A.兩個都固定B.兩者均可移動C.一個固定，一個移動D.以上均可低溫球罐的支柱和球殼連接處最好承受〔A.接連接構(gòu)造形式B.加托板構(gòu)造C.U型柱構(gòu)造形式D.支柱翻邊構(gòu)造臥式儲罐發(fā)生扁塌現(xiàn)象的根本緣由是〔A〕A.支座處截面受剪力作用而產(chǎn)生周向彎矩B.圓筒上不設(shè)置加強圈C.支座的設(shè)置位置不適合D.設(shè)計壓力過高隨著石油業(yè)的進展，在大型球罐上最常承受的罐體組合方式是〔C〕A.純桔瓣罐體B.足球瓣式罐體C.混合式罐體D.兩個半球組成的罐體換熱設(shè)備依據(jù)構(gòu)造來分，下面各項中那個不屬于管殼式換熱器〔B〕A.固定管板式換熱器B.蓄熱式換熱器C.浮頭式換熱器D.U形管式換熱器常見的管殼式換熱器和板式換熱器屬于以下哪種類型的換熱器〔C 〕A.直接接觸式換熱器B.蓄熱式換熱器C.間壁式換熱器D.中間載熱體式換熱器下面那種類型的換熱器不是利用管程和殼程來進展傳熱的〔B 〕A.蛇管式換熱器B.套管式換熱器C.管殼式換熱器D.纏繞管式換熱器以下關(guān)于管式換熱器的描述中，錯誤的選項是〔C 〕在高溫、高壓和大型換熱器中，管式換熱器仍占確定優(yōu)勢，是目前使用最廣泛的一類換熱器。蛇管式換熱器是管式換熱器的一種，它由金屬或者非金屬的管子組成，按需要彎曲成所需的外形。C.套管式換熱器單位傳熱面的金屬消耗量小，檢測、清洗和拆卸都較為簡潔。D.套管式換熱器一般適用于高溫、高壓、小流量流體和所需要的傳熱面積不大的場合。以下措施中，不能起到換熱器的防振效果的有A〕A.增加殼程數(shù)量或降低橫流速度。B.轉(zhuǎn)變管子的固有頻率。C.在殼程插入平行于管子軸線的縱向隔板或多孔板。D.在管子的外邊面沿周向纏繞金屬絲或沿軸向安裝金屬條。二、多項選擇題換熱設(shè)備依據(jù)換熱設(shè)備熱傳遞原理或傳遞方式進展分類可以分為以下幾種主要形式AB〕直接接觸式換熱器蓄熱式換熱器間壁式換熱器管式換熱器下面屬于管殼式換熱器構(gòu)造的有ABC〕換熱管管板管箱殼體引起流體誘導(dǎo)振動的緣由有ACD〕卡曼漩渦流體密度過大流體彈性擾動流體流速過快BC〕提高流量增加平均傳熱溫差擴大傳熱面積提高傳熱系數(shù)以下關(guān)于管殼式換熱器的描述中，錯誤的選項是C〕管殼式換熱器構(gòu)造簡潔、緊湊、能承受較高的壓力。管殼式換熱器適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢并能進展清洗的場合。C.管殼式換熱器適用于管、殼程兩側(cè)溫差較大或者殼側(cè)壓力較高的場合。D.在管殼式換熱器中，當管束和殼體的壁溫或材料的線膨脹系數(shù)相差不大時，殼體和管束中將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力三、推斷題儲存設(shè)備(對)5.1儲罐的形式主要有臥式，立式和球形儲罐，儲存介質(zhì)的性質(zhì)是選擇儲罐形式和儲存系統(tǒng)的一個重要因素。(錯)5.2鞍座包角越小，鞍角重量越輕，且儲罐——支座系統(tǒng)的中心降低。(對)5.3工程上可以將雙鞍座臥式儲存罐簡化為均布載荷的外伸簡支梁。(錯)5.4球罐支座中裙式支座用得最為廣泛。(對)5.5柱式支座的主要缺點是球罐的重心高，穩(wěn)定性差。(對)5.6 需要開檢查孔時，由于特別緣由而不能開設(shè)時，應(yīng)相應(yīng)縮短檢查周期，或者對全部縱向環(huán)向焊縫作100%無損檢測。(對)5.7球罐接收除工藝特別要求外，應(yīng)盡量集中在上下極板上。(對)5.8在用水壓測試容器壁厚時，校合壓力一般取1.25P.(對)5.9按外形轉(zhuǎn)變比能屈服失效判劇計算出的內(nèi)壁初始屈服壓力和實際測量值最為接近。換熱設(shè)備(對)6.1套管式換熱器具有構(gòu)造簡潔，工作適應(yīng)范圍大，傳熱面積增減便利的特點(錯)6.2通過增加管程流量或增加橫流速度可以轉(zhuǎn)變卡曼漩渦頻率，從而消退散熱器的振動。(對)6.3余熱鍋爐是在工業(yè)中用來回收余熱的一種鍋爐，它的根本構(gòu)造和一般鍋爐相像。(錯)6.4余熱鍋爐的使用會增加對環(huán)境的污染(對)6.5使用余熱鍋爐能夠提高熱能總利用率，節(jié)約一次能源消耗。(錯)6.6在換熱設(shè)備中，承受大直徑的換熱管可以增大傳熱面積。(錯)6.7在換熱設(shè)備中，換熱管的管徑愈小，耐壓愈高。(對)6.8管內(nèi)翅片雖然增加了傳熱面積，但是也轉(zhuǎn)變了流體在管內(nèi)的流淌形勢和阻力分布，泵功率的損失也會相應(yīng)增加。(錯)6.9管子的固有頻率可以通過準確的計算獲得。(對)6.10板式換熱器可用于處理從水到高黏度的液體的加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)等過程，適用于常常需要清洗，工作環(huán)境要求格外緊湊的場合。00儲存設(shè)備設(shè)計雙鞍座臥式容器時，支座位置應(yīng)當依據(jù)那些原則確定？試說明理由。依據(jù)JB4731規(guī)定，取A0.2L0.25L，否則容器外伸端將使支座界面的應(yīng)力過大。由于當A＝0.207L時，雙支座跨距中間截面的最大彎距和支座截面處的彎距確定值相等，使兩個截面保持等強度?？紤]到除彎距以外的載荷，所以常取外圓筒的彎距較小。所以取A0.2L。A0.2LA0.5Rm〔Rm為圓筒的平均半徑。這是由于支座靠近封頭可充分利用封頭對支座處圓筒的加強作用。雙鞍座臥式容器受力分析和外伸梁承受均布載荷有何一樣何不同，試用剪力圖和彎距圖比較?！矆D見課本〕外伸梁的剪力和彎矩圖和此圖類似，只是在兩端沒有剪力和彎矩作用，兩端的剪力和彎矩均為零“扁塌”現(xiàn)象的緣由是什么？如何防止這一現(xiàn)象消滅？由于支座處截面受剪力作用而產(chǎn)生周向彎距，在周向彎距的作用下，導(dǎo)致支座處圓筒的上半部發(fā)生變形，產(chǎn)生所謂“扁塌”現(xiàn)象?？梢栽O(shè)置加強圈，或者使支座靠近封頭布置，利用加強圈或封頭的加強作用。雙鞍座臥式容器設(shè)計中應(yīng)計算那些應(yīng)力？如何產(chǎn)生的？①圓筒上的軸向應(yīng)力。由軸向彎矩引起。②支座截面處圓筒和封頭上的切向切應(yīng)力和封頭的附加拉伸應(yīng)力。由橫向剪力引起。③支座截面處圓筒的周向彎曲應(yīng)力。由截面上切向切應(yīng)力引起。④支座截面處圓筒的周向壓縮應(yīng)力。通過鞍座作用于圓筒上的載荷所導(dǎo)致的。鞍座包角對臥式容器筒體應(yīng)力和鞍座自身強度有何影響？鞍座包角的大小不僅影響鞍座處圓筒截面上的應(yīng)力分布，而且也影響臥式儲罐的穩(wěn)定性和儲罐－支座系統(tǒng)的重心凹凸。包角小，鞍座重量輕，但重心高，且鞍座處圓筒上的應(yīng)力較大。在什么狀況下應(yīng)對臥式容器進展加強圈加強？如臥式儲罐支座因構(gòu)造緣由不能設(shè)置在靠近封頭處〔A>0.5R處的圓筒上設(shè)置加強圈，以便和圓筒一起承載。球形儲罐有哪些特點？設(shè)計球罐時應(yīng)考慮那些載荷？各種罐體型式有何特點？球形儲罐應(yīng)力分布均勻。設(shè)計時要考慮壓力載荷、重量載荷、風載荷、雪載荷、地震載荷和環(huán)境溫度變化引起的載荷。純桔瓣式的特點是球殼拼裝焊縫較規(guī)章，施焊組裝比較簡潔，加快組裝進度并可對其實施自動焊。但是球瓣在各帶位置尺寸大小不一，只能在本帶內(nèi)或上，下對稱的帶間互換；下料成型簡單，板材利用率低，板材較小，不易設(shè)計人孔和接收。且不易錯開焊縫。足球瓣式，由于每塊的尺寸一樣，下料規(guī)格化，材料利用率好，互換性好，組裝焊縫短。但是焊縫排布比較困難，組裝困難，且此類罐的適用容積較小?；旌鲜焦摅w根本結(jié)合了前面兩種的有點，現(xiàn)在的使用比較廣泛。球形儲灌承受赤道正切柱式支座時，應(yīng)遵循那些準則？支柱在球殼赤道帶等距離布置，支柱中心線和球殼相切或相割而焊接起來。假設(shè)相割，支柱中心線和球殼交點同球心連線和赤道平面的夾角為10°～20°液化氣體存儲設(shè)備設(shè)計時如何考慮環(huán)境對它的影響？不僅要考慮環(huán)境溫度、風載荷、雪載荷和地震載荷，還要留意液化氣體的膨脹性和壓縮性。換熱設(shè)備換熱設(shè)備有哪幾種主要形式？按換熱設(shè)備熱傳遞原理或傳熱方式進展分類，可分為以下幾種主要形式：直接接觸式換熱器利用冷、熱流體直接接觸，彼此混合進展換熱。蓄熱式換熱器借助于由固體構(gòu)成的蓄熱體和熱流體和冷流體交替接觸，把熱量從熱流體傳遞給冷流體。間壁式換熱器利用間壁〔固體壁面〕冷熱兩種流體隔開，熱量由熱流體通過間壁傳遞給冷流體。中間載熱體式換熱器載熱體在高溫流體換熱器和低溫流體換熱器之間循環(huán)，在高溫流體換熱器中吸取熱量，在低溫流體換熱器中把熱量釋放給低溫流體。間壁式換熱器有哪幾種主要形式？各有什么特點？管式換熱器按傳熱管的構(gòu)造形式不同大致可分為蛇管式換熱器、套管式換熱器、纏繞管式換熱器和管殼式換熱器。在換熱效率、構(gòu)造緊湊性和單位傳熱面積的金屬消耗量等方面不如其它型換熱器，但它具有構(gòu)造結(jié)實、牢靠、適應(yīng)性強、易于制造、能承受較高的操作壓力和溫度等優(yōu)點。在高溫、高壓和大型換熱器中，管式換熱器仍占確定優(yōu)勢，是目前使用最廣泛的一類換熱器。板面式換熱器按傳熱板面的構(gòu)造形式可分為：螺旋板式換熱器、板式換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板式換熱器。傳熱性能要比管式換熱器優(yōu)越，由于其構(gòu)造上的特點，使流體能在較低的速度下就到達湍流狀態(tài)，從而強化了傳熱。板面式換熱器承受板材制作，在大規(guī)模組織生產(chǎn)時，可降低設(shè)備本錢，但其耐壓性能比管式換熱器差。器和石墨換熱器等。管殼式換熱器主要有哪幾種形式？固定管板式：構(gòu)造簡潔，承壓高，管程易清潔，可能產(chǎn)生較大熱應(yīng)力；適用殼側(cè)介質(zhì)清潔；管、殼溫差不大或大但殼側(cè)壓力不高。浮頭式：構(gòu)造簡單，無熱應(yīng)力、管間和管內(nèi)清洗便利，密封要求高。適用殼側(cè)結(jié)垢及大溫差。3.U形管式：構(gòu)造比較簡潔，內(nèi)層管不能更換；適用管內(nèi)清潔、高溫高壓。4.填料函式：構(gòu)造簡潔，管間和管內(nèi)清洗便利，填料處易泄漏；適用4MPa以下，溫度受限制。換熱器流體誘導(dǎo)震驚的主要緣由有哪些？相應(yīng)實行哪些防震措施？強度脹〔密封和抗拉脫弱，無縫隙；強度焊〔密封和抗拉脫強，有縫隙，存在焊接剩余熱應(yīng)力；脹焊并用〔先焊后脹，至少保證其中之一抗拉脫。換熱管和管板有哪幾種連接方式？各有什么特點？簡潔產(chǎn)生周期性的卡曼漩渦，這時在換熱器中既可能產(chǎn)生管子的振動，也可能產(chǎn)生聲振動。當橫流速度較高時，管子的振動一般狀況下是由流體彈性不穩(wěn)定性激發(fā)振動，但不會產(chǎn)生聲振動。只有當橫流速度很高，才會消滅射流轉(zhuǎn)換而引起管子的振動。為了避開消滅共振，要使激振頻率遠離固有頻率。可通過轉(zhuǎn)變流速、轉(zhuǎn)變管子固有頻率、增設(shè)消聲板、抑制周期性漩渦、設(shè)置防沖板或?qū)Я魍驳韧緩絹韺崿F(xiàn)。換熱設(shè)備傳熱強化可承受哪些途徑來實現(xiàn)？要使換熱設(shè)備中傳熱過程強化，可通過提高傳熱系數(shù)、增大換熱面積和增大平均傳熱溫差來實現(xiàn)。提高對流傳熱系數(shù)的方法又可分為有功傳熱強化和無功傳熱強化：有功傳熱強化使用外部能量來到達傳熱強化目的，如攪拌換熱介質(zhì)、使換熱外表或流體振動、將電磁場作用于流體以促使換熱外表四周流體的混合等技術(shù)。無功傳熱強化無需使用外部能量來到達傳熱強化的目的。在換熱器設(shè)計中，用的最多的無功傳熱強化法是擴展外表，它既能增加傳熱面積，又能提高傳熱系數(shù)。如槽管、翅片可增加近壁區(qū)湍流度，設(shè)計構(gòu)造時要留意優(yōu)先增加傳熱系數(shù)小的一側(cè)的湍流度?！病矖U式支撐削減死區(qū)。塔設(shè)備塔設(shè)備由那幾局部組成？各局部的作用是什么？無論是填料塔還是板式塔，除了各種內(nèi)件之外，均由塔體、支座、人孔或手孔、除沫器、接收、吊柱及扶梯、操作平臺等組成?！簿唧w作用參考課本〕填料塔中液體分布器的作用是什么？液體分布器安裝于填料上部，它將液相加料及回流液均勻地分布到填料的外表上，形成液體的初始分布。試分析塔在正常操作、停工檢修和壓力試驗等三種工況下的載荷？質(zhì)量載荷塔體、裙座、塔內(nèi)件、塔附件、操作平臺及扶梯質(zhì)量、偏心載荷〔再沸器、冷凝器等附屬設(shè)備操作時物料質(zhì)量；水壓試驗時充水質(zhì)量；偏心載荷〔彎矩〕風載荷地震載荷〔垂直和水平〕內(nèi)壓或外壓其他塔在正常操作、停工檢修和壓力試驗等三種工況下的載荷是上述各種載荷的組合，請讀者自己思考。簡述塔設(shè)備設(shè)計的根本步驟。依據(jù)內(nèi)壓計算塔體厚度后，對正常操作、停工檢修及壓力試驗工況分別進展軸向最大拉伸應(yīng)力和最大壓縮應(yīng)力的校核。如不滿足要求，則需調(diào)整塔體厚度，重進展應(yīng)力校核。如何確定筒體軸向應(yīng)力？〔思路〕內(nèi)壓或外壓引起重力引起垂直地震力最大彎矩〔風載、水平地震力、偏心彎矩〕塔設(shè)備振動的緣由有哪些？如何預(yù)防振動？安裝于室外的塔設(shè)備，在風力的作用下，將產(chǎn)生兩個方向的振動。一種是順風向的振動，即振動方向沿著風的方向；另一種是橫向振動，即振動方向沿著風的垂直方向，又稱橫向振動或風的誘導(dǎo)振動。(即升力作用的頻率或旋渦脫落的頻率)fv不得在塔體第一振型固有頻率的0.85~1.3倍范圍內(nèi)?？蓪嵭幸韵麓胧┑竭_這一目的：1.增大塔的固有頻率。2.承受擾流裝置。3.增大塔的阻尼。塔設(shè)備設(shè)計中，哪些危急界面需要校核軸向強度和穩(wěn)定性？裙座底部截面及孔中心橫截面是危急截面。筒體和群座連接處的橫截面。反響設(shè)備反響設(shè)備有哪幾種分類方法？簡述幾種常見的反響設(shè)備的特點。反響設(shè)備可分為化學反響器和生物反響器。前者是指在其中實現(xiàn)一個或幾個化學反響，并使反響物通過化學反響〔具體8.1反響器分類〕機械攪拌反響器主要由哪些零部件組成？攪拌反響器由攪拌容器和攪拌機兩大局部組成。攪拌容器包括筒體、換熱元件及內(nèi)構(gòu)件。攪拌器、攪拌軸及其密封裝置、傳動裝置等統(tǒng)稱為攪拌機。攪拌容器的傳熱元件有哪幾種？各有什么特點？常用的換熱元件有夾套和內(nèi)盤管。當夾套的換熱面積能滿足傳熱要求時，應(yīng)優(yōu)先承受夾套，這樣可削減容器內(nèi)構(gòu)件，便于清洗，不占用有效容積。夾套的主要構(gòu)造型式有：整體夾套、型鋼夾套、半圓管夾套和蜂窩夾套等?！簿唧w構(gòu)造特征請參照課本〕攪拌器在容器內(nèi)的安裝方法有哪幾種？對于攪拌機頂插式中心安裝的狀況，其流型有什么特點？對于攪拌機頂插式中心安裝的立式圓筒，有三種根本流型：徑向流，軸向流，切向流。除中心安裝的攪拌機外，還有偏心式、底插式、側(cè)插式、斜插式、臥式等安裝方式。常見的攪拌器有哪幾種？簡述各自特點。漿式攪拌器用于低粘度，轉(zhuǎn)速較高，小容積；推動式攪拌器用于低粘度，轉(zhuǎn)速高，循環(huán)力量強，可用于大容積攪拌；渦輪式用于中粘度達50Pa.s，范圍較廣，轉(zhuǎn)速較高，中容積；錨式用于高粘最高達100Pa.s，轉(zhuǎn)速較低。渦輪式攪拌器在容器中的流型及其使用范圍？渦輪式攪拌器是使用較廣的一種攪拌器，能有效地完成幾乎全部的攪拌操作，并能處理粘度范圍很廣的流體。渦輪式攪拌器可分為開式和盤式二類。渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團分散得很細，適用于低粘度到中等粘度流體的混合、液—液