化工管道设计试题C4-12A答案.doc

一、解释概念（20分）答案：(每题4分，回答不完全扣1-2分)1、管道是由管子、管件、阀门、管道上用的小型设备等管道组成件连接成的输送流体或传递压力的通道。2、体积含气率是气液两相流中气相的体积流量与气相和液相两相体积流量之和的比，公式表示为：。3、柔性支架是一种管道主位移方向钢度较小的支架，即管道位移不再受支架的限制，而是将位移传给支架使之共同移动。柔性支架又分为整体柔性和铰链柔性，上述柔性支架属于整体柔性。铰链柔性则是在支架根部采用铰链连接，使支架本体可围绕铰链中心做少量的转动，从而使支架成为柔性支架。4、冷紧又名预拉伸，就是通过在常温下对管道实施预拉伸产生与热胀作用相反的作用力和压力。5、具有不同特征的荷载对管道的影响很不相同，须相应地采用不同的分析方法。根据荷载随时间变化特点，荷载随时间快速变化使管道产生惯性力的分析归属动力分析。二、填空（20分，每空1分）1、长输管道、公用管道和工业管道。2、分层流、泡状流、雾状流、波状流、环状流、块状流。（答对其中任意四个即可）。3、改变方向、改变标高、改变直径、封闭管端。4、法兰、垫片、紧固用螺栓螺母。5、弹簧式减振器、轮毂式减振器、液压式阻尼器、机械式阻尼器。6、静力、动力三、简答题（36分）答案：1、简述工业金属管道设计规范中流体分类？（回答不完全扣2-5分）分为A1类、A1类、B类、C类、D类。A1类适用范围：某种剧毒流体，相当于职业性接触毒物危害程度分级GB5044中级（极度危害）的毒物。A2类适用范围：相当于职业性接触毒物危害程度分级GB5044中级（高度、中度、轻度危害）的毒物。B类适用范围：能点燃并在空气中连续燃烧的流体，这些流体在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气体的液体。C类适用范围：不包括D类流体的不可燃、无毒流体。D类适用范围：设计压力不大于1.0MPa和设计温度高于至之间的不可燃、无毒流体。2、简述阀门按结构分类有哪些？阀门按结构分有：闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、球阀、蝶阀和隔膜阀；（2分）闸阀有分为楔式和平行式，截止阀分为基本型阀、角形阀、针型阀和节流阀，止回阀分为升降式、旋启式和底阀，旋塞阀分为填料式和润滑式。（4分）3、简述管道支吊架计算中荷载种类？1）管道基本荷载和管道计算荷载；2）风荷载；3）雪荷载；4）地震荷载；5）安全阀排气管道的反作用力；6）水平力。4、简述哪些荷载引起一次应力？哪些荷载引起二次应力？引起一次应力的荷载有：压力荷载、重力荷载引起二次应力的荷载有：热位移荷载5、往复式机泵进出口管道防振设计主要包括那几方面内容？(1)在往复式机泵的订货阶段，应明确向制造厂提出在进出口管道法兰连接处，由于流体脉动而产生的压力不均匀度的允许值(要参照AIP618)。由制造厂采取抑制流体脉动的措施，在靠近气缸处设置缓冲罐或采取其他有效措施。制造厂应明确向设计单位提供可能达到的压力不均匀度。（1分）(2)根据工艺流程和设备布置等条件，并考虑静力分析的要求，拟定初步的管道设计方案。（1分）(3)计算管道结构的固有频率，判断是否产生机械共振。如有共振应通过设置支架、改变管道走向等措施改变管道结构的固有频率，避开共振。（1分）(4)计算管内气柱的固有频率，判断是否有气柱共振的可能。（1分）(5)根据压力不均匀度以及管道结构尺寸计算各管段的激振力，并进一步计算管道在激振力作用下的应力和振幅。（1分）(6)当缺乏制造厂提供的压力不均匀度时，可对管内流体的压力不均匀度进行核算。（1分）6、简述装置布置趋势的“四个化”？装置布置和发展趋势归结为“四个化“即：露天化、流程化、集中化和定型化。（2分）1）露天化（1分）从近几年实际设计中可以看出，除大型压缩机布置在半敞开的厂房内以外其它设备绝大多数布置在露天。其优点是节约占地，减少建筑物，行利于防火、防爆。2）流程化（1分）以管廊为纽带技工艺流程顺序将设备布置在管廊的上下和两侧3）集中化（1分）将上述长条形装置合理化集巾在一个大型衔区内组合成联合装置，按防火设计规范用通道将各装置分开，此通道可作为两侧装置设备的检修通道*也可作为消防通道。控制室集中且朝着设备的墙不开门商，用电子计算机控制操作。4）定型化（1分）装置的定型设备采用定型布置。如泵、汽轮机、压缩机及其辅助设备采用定型布置，配管也可以定型布置。又如加热炉的燃料油、燃料气管道系统，装置内软管服务站管道也可以定型布置。甚至整个装置采用定型化设计，用于个向地区仅作局部修改即可重复利用。四、（8分）答案：（回答不完全扣2-4分）石油化工装置配管设计图由下列几项组成：(1)装置设备平面、竖面布置图；(2)管道平面、竖面布置图局部详图；(3)管道支吊架平面位置图(必要时才绘制)；(4)管道支吊架图(包括标准支吊架的汇总图表和非标准支吊架施工图)；(5)伴热管立体图；(6)管道非标准配件制造图；(7)单管管段图。由于工作量大，目前除有特别约定外，设计单位一般不提供，由施工单位自行绘制。部分设计单位已应用cAD以免除大量的手工绘图；(8)各种复用的标推图。配管设计文件中的文字资料和表格包括：(1)说明书；(2)管道材料选用等级表；(3)工艺管道规格表(按分区开列)；(4)管道材料规格表(分区汇总和按装置汇总的材料清单)；(5)弹簧支吊架规格表；(6)其他必要的说明资料；(7)目录。如果设计单位提供带有详细材料清单的单管管段图时不再需要编制工艺管道规格表。五、（8分）答案：（c）的连接方式会好些。(3分)流场大致分布图略。（5分）六、（8分）答案： (1)、（4）是正确的。（2）、（3）不正确。（