第一次给的题库化工物料输送与控制历真题

1、流体输送与非均相分离技术试卷库 工程一：聚氯乙烯生产中，单体反应器出来的氯化气进入水洗塔，如图。主要 成份约为70%勺氯乙烯vCHCI）单体，8%勺氯化氢vHCI）气体，其余可认为二 氯乙烷VCH4CI2）,以上为体积百分率；流量为 1500 ;温度为65C ；塔内 1 计算混合气体的平均密度？ 2. 选用进气管材质与规格？ 3若塔内压力用U形管压差计测量，试选用指示液，并确定 U形管的最小高 度？ 4.估算塔釜液封的液位高度h? 解：1 .计算混合气体的平均密度 混合气体平均摩尔质量 -一_一I二混 合密度 2.选用进气管材质与规格 因为输送的氯化气中主要含有氯乙烯，同时含有氯化氢，根据氯乙

2、烯安全 技术规程GB 14544-93）规定：“氯乙烯合成、精馏系统与氯乙烯接触的设 备、管道、阀门、仪表宜选用钢材、铸铁或铸钢材料，进釜前的氯乙烯管道应 采用不锈钢材质，严禁用铜、银（包括银焊、汞材质。”氯化氢气体的输送管道，建议采用玻璃钢材质或钢衬 PE这里含量少也可以采用碳钢。故综合考虑 进气管材质应选择钢材、铸铁或铸钢材料。 规格计算如下：ji. .1 ，根据易燃易爆的低压气体速度不得 超过8m/s,选为5 m/s。再由得， ，故可选热轧无缝钢管？426X 9。 3. 若塔内压力用U形管压差计测量，根据指示液选用的原则，可以选 用水银。 ;再考虑到弯管部分，U 形管的最小高度至少为70

3、mm 4. 计算塔釜液封的液封高度h: 工程二：苯乙烯生产中，乙苯脱氢液进入油水分离器，分离后的粗苯乙烯加入 2%的阻聚剂后用泵送入精馏塔，如图。脱氢液流量为4000kg/h，组成可视为 40%的粗苯乙烯和60%的水，粗苯乙烯的密度约为 880 回流 r 1 计算脱氢液的平均密度？ 2 选用油水分离器脱氢液的进料管材质及规格？ 3 若保持油水分离器中清粗苯乙烯层 轻相）高度为0.7m，出水口距相界面 0.6m。试计算出水管倒U形的高度h？ 4 粗苯乙烯从贮槽用泵输送常压操作的精馏塔，输送管路为同的无缝钢 管，管长约为20m,粗苯乙烯流量约为1.82，管路中有90标准弯头1 个 ），转子流量计1

4、个 一I ），球阀全开2个 一 ），截止阀 半开1个），试选用一台合适的离心泵，并计算所需电机功率? 5 精馏塔进料转子流量计上的读数应为多少？转子密度为7800） 6在送料过程中，离心泵振动大，声音不正常，流量降低，试分析其原因? 7 试为精馏塔选用回流泵的类型？说明理由？ 解：1 计算脱氢液的平均密度 水温按20C） 2 选用油水分离器脱氢液的进料管材质及规格 取管内流速为2m/s，Vs= m/上= 选用钢管；查钢管规格，选用公称直 径为？32 一个孔板流量计，E =4; 5个标准 弯头，E =0.75。反应器液面与管道出口的垂直距离为 15m 已知：溶液的密 度为 1073kg/m3,粘

5、度为 0.63cp ） 1 .若泵的效率为0.7，管路中入=0.03，估算泵的轴功率以选配电机。 解：取反应器液面为1-1截面，高位槽液面为2-2截面，并以1-1截面为基准水 平面。 代入求得: 则： 轴功率为: 答：略 2. 若孔板流量计的孔口截面与管截面的比值为0.5,则孔板前后的压力差应为 多少pa? 解：查Re-C0的关系曲线，当时，I三. 根据 3若在送料过程中，离心泵出口压力表读数较高，但送不上料，试分析原因？ 答：出口管路上阀门可能没有全部打开；出口管路堵。 4 若在送料过程中，离心泵进口真空表读数较高，但送不上料，试分析原因？ 答：进口管路上阀门可能没有全部打开；吸入管路堵；被

6、输送流体贮槽液面有 负压；吸入管路阻力过大。 工程五：聚氯乙烯生产中，聚合釜的产物到回收槽回收氯乙烯单体，然后进行 固-液分离，再用气流干燥器干燥，干燥后的产品包装。流程方块图如下： 工程七附图 1 将物料从聚合釜输送到单体回收槽选用输送方法，说明理由？ 答：选用真空抽料的方法。 小批量输送； 聚合釜有一定压力，单体回收 槽再抽真空，物料就可以输送； 聚合物最好不被污染。 2选用固-液分离方法与机械，说明理由？ 答：选用离心分离方法，采用三足式离心机分离；过滤速率快，物料含湿量 低，操作方便。 3. 将物料从单体回收槽输送到固-液分离器选用输送方法，说明理由？若选用 动力输送则继续选用输送机械

7、类型，说明理由？ 答：选用动力输送方法。因为此工艺中固-液分离器采用的是三足式离心机，无 需较高压力；选用离心式泥浆泵；因为输送的物料为含有固体颗粒的悬浮物， 且压力要求不高。 4. 若已计算得到气流干燥器所需风量为亠I ，温度为60C，干燥管高 度为6m测得干燥管顶部表压为 lOOmmHO,系统全部阻力损失为 50mmH),试 选用一台合适的风机？ 解：根据风量和风压来选用风机。现已知风量为;而风压可根据下 式计算： 查得60C时空气的密度为： I ，忽略动压头差，则得: 答：选用型号为4-72-11NO8D的风机，其性能参数为： 全风压1961.4pa风量 20180 I丨 转速 1450

8、功率14.2kW效率89.5% 5若在操作过程中风机性能降低，试分析原因并说明对应的解决措施？ 答：可能是：转速下降；叶轮粘有杂质；进口叶片失灵；进口消音器过滤网 堵；壳体内积尘多；轴封漏；进、出口法兰密封不好。 工程六：流体输送实训装置中，我们用泵将 20C水由一号低位贮槽打到一号高 位槽，吸入液面与泵吸入口距离为 2m 1. 若选用离心泵，可以选择哪种类型？并说明理由。 可选择离心式清水泵，因为所输送物料为水，清水泵价格低廉。 2. 泵前后一般都要安装测量压力的仪表，应各安装什么仪表？ 泵前安装真空表，泵后安装压力表。 3. 若管路总阻力为2mHO柱，请您估算一下选择的泵至少要多大扬程？

9、4m 4离心泵的送液能力，为什么可以通过出口阀门的调节加以改变？往复泵和旋 涡泵的送液能力是否也可采用同样的调节方法 ？为什么？ 对离心泵，调节出口阀门开度可以改变管路的流体阻力，改变管路特性曲 线，改变泵的工作点，从而调节泵的流量。而对于往复泵和旋涡泵必须不能采 用调节出口阀门开度的方法调节流量，以避免因泵内液体排不出而压力急剧增 加，造成事故。 5 离心泵先用进口阀调节流量时涡轮流量计的读数为200赫兹，然后用出 口阀调节流量时涡轮流量计的读数也为 200赫兹。请问用进口阀调节流量与用 出口阀调节流量它们的流量相同吗？用进口阀调节流量与用出口阀调节流量它 们的扬程相同吗？用进口阀调节流量与

10、用出口阀调节流量时，离心泵进出口的 压强如何变化？ 不同；相同；进口压力降低，出口压力增加 6 已知泵的吸入管路总阻力为 2mHO柱，允许气蚀余量为 5m大气压为 1atm，水在 20T时的饱和蒸汽压力为 2.3346kPa，密度为 998.2kg/m ;水在 60C时的饱和蒸汽压力为 19.923kPa，密度为983.2kg/m3。当水温由20C变为 60C时发现真空表与压力表读数突然改变，流量骤然下降，此时出现了什么故 障？原因何在？怎样排除？ 出现“气蚀”现象。水温上升，饱和蒸气压增大，使得吸入口压强小于饱 和蒸气压。降低安装高度小于1.4m。 7 若管路总阻力为2mHO柱，如果我们不采

11、用泵输送，而采用真空方式抽 取一号贮槽至一号高位槽，请问一号高位槽需要多大的真空度？ 64925Pa 工程七：常州制药厂的强力霉素车间每小时将 2X 104kg的某溶液用泵从反应器 输送至高位储槽。反应器上方抽真空并保持 200m mHg勺真空度，高位槽液面为 大气压。管道为76X4的管子，总长为50m管线上有两个全开的闸阀，；一 个孔板流量计；5个标准弯头。反应器液面与管道出口的垂直距离为 15m 1 若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。 已知：溶液的密度为1073kg/m3, 粘度为0.63cp，管路中入=0.03 ）。 取反应器液面为1-1截面，高位槽液面为2-2截面，并以1-1截面为基准

12、水 平面。 代入求得: 2 如果该溶液为氢氟酸，请问管路和反应釜应选择什么材质，为什么？ 可以选择碳钢或者塑料，不能选用搪瓷或不锈钢，因为HF具有强腐蚀 性，与搪瓷及不锈钢会反应，而不与碳钢和塑料反应。 3反应器内绝对压强为多少工程大气压，多少MPa从管路着色角度，真 空管路外面应被刷成何颜色？ 真空管路应刷成乳白色 工程八：常州中天钢铁焦化厂，从设备排出的废气在 放空前通过一个洗涤塔，以除去其中的有害物质，流 程如附图所示。气体流量为 3600m3/h，废气的物理性 质与50C的空气相近，在鼓风机吸入管路上装有U 形压差计，指示液为水，其读数为60m m。输气管与 放空管的内径均为 250m

13、 m，管长与管件、阀门的当 量长度之和为55m不包括进、出塔及管出口阻 力），放空口与鼓风机进口管水平面的垂直距离为 15m，已估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为 2.45kPa。管壁的绝对粗糙度取为 0.15mm,大气压力为101.3 kPa 1 何谓当量长度？ 将局部阻力折算成与之相当的同一管径的摩擦阻力所对应的管段长度。 2.求鼓风机的轴功率要多少？ 解：以吸入管测压处为1-1 面,洗涤塔管出口内侧为2-2 面,列柏努 力方程: 简化：I 其中：.11- 50 C空气物性： 又| 查得 3 .求鼓风机的有效功率 工程九：在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水从贮水池经换热器送到一 敞口高

14、位槽中。已知高位槽中液面比贮水池中液面高出10m，管路总长为 400mv包括所有局部阻力的当量长度）。管内径为 75mm，换热器的压头损失 为回|，摩擦系数可取为0.03。此离心泵在转速为 2900rpm时的性能如下表 所示: Q/(m 若现把冷却剂改为密度为1200 kg/m3的某盐水溶液，其它物性与水相 近。若管路状况不变，试说明 1）输送量有无变化？ 2）压头有无变化？ 3）泵的轴功率有无变化？ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 H/m 26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5 1管路特性方程

15、; 管路特性曲线方程： 36 2泵工作点的流量与压头。 在坐标纸中绘出泵的特性曲线及管 路特性曲线的工作点： 34 32 30 28 26 24 22 泵特性曲线 一管路特性曲线 20 18 16 14 12 10 0.0000.0020.0040.0060.008 3 Q(m /s) (1)输送量不变；2)压头不变; (1) 轴功率： X1 增加 4)在贮水池液面1-1 和泵出口 2-2 间列柏努力方程: 简化: 工作点Q,_1不变，丄 不变 即随的增加而增加 工程十：常州新东化工用内径为100mm的管子将河水送至一高位蓄水池中以供 氯碱车间作为冷却剂使用，要求输送量为70m3/h。水由池底

16、部进入，池中水面 高出河面26m。管路的总长度为 60m，其中吸入管路为24m均包括所有局部 阻力的当量长度)，设摩擦系数 为0.02 2每kg水经过泵所获得的机械能。 3. 常见泵的类型。确定本工程的泵类型及规格；确定理由 4. 本工程用泵的开停车操作规程。 解：1、| 2、以水池液面为面，高位槽液面为 面间列 柏努利方程: 简化：厂 3、常见泵的类型有离心泵、螺杆泵、旋涡泵、计量泵、往复泵等。本工程选用 离心泵，型号为IS50-32-125。 4、离心泵开车：此泵开车前需要先灌泵排气，然后关闭出口阀门，打开进口 阀，开泵，缓慢打开出口阀，调节流量到指定流量；离心泵停车：关闭出口 阀，停泵。

17、 工程十三、附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔 顶。 丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为 2.0MPa表压），精馏塔内操作 压力为1.3MPa表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m,管内径为 140mm，丙烯密度为600kg/m3。现要求输送量为40X 103kg/h，管路的全部能量 损失为150J/kg“包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。 解：在贮槽液面1-1 与回流管出口外侧 简化: 不需要泵，液体在压力差的作用下可自动回流至塔中 工程十四：如图所示输水系统，已知管路总长度 包括所有当量长度，下同）为 100m压力表之后管路长度为 80m管路摩擦系数为

18、路内径为0.05m,水的密度为1000kg/m3，泵的效率为 水量为15nVh。 1 估算整个管路系统的阻力损失，J/kg ; 2 计算泵所需的最小轴功率，kw； 3. 泵出口压力表的读数，Pa。 4 安装压力表时对取压点有什么要求？ 5. 离心泵的流量如何调节？ 解：1、整个管路的阻力损失，J/kg ； 由题意知， 2、泵轴功率，kw; 在贮槽液面0-0 与高位槽液面2-2 间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水 平面，有： 代入方程得: n =80% 3、在压力表处管截面1-1 与高位槽液面2-2 间列柏努利方程，以压力表处 管截面为基准水平面，有： 其中：I-： 解得: 4、直管段上一一稳定

19、；与流动方向垂直，在管壁处一一静压；液下气上一一防 气、液影响。 5、离心泵的流量调节方法有节流调节法即改变管路特性曲线和改变叶轮直径或 转速即改变泵的特性曲线，一般在生产中采用改变管路特性曲线，在需要长期 改变流量时采用改变泵的特性曲线。 工程十五：为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入 压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数 为R=130mm,通气管距贮槽底面h=20cm,贮槽直径为2m,液体密度为 980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？ 解：由题意得：R=130mm, h=20cm, D=2m, I 丨 980kg/, 3 (

20、1) (2) 管道内空气缓慢鼓泡u=0,可用静力学原理求解。 观察瓶压缩空气 空气的很小，忽略空气柱的影响 工程十六：用泵将20C水从敞口贮槽送至表压为1.5X 105Pa的密闭容器，两槽 液面均恒定不变，各部分相对位置如图所示。输送管路尺寸为108X 4mm的无 缝钢管，吸入管长为20m,排出管长为100 m各段管长均包括所有局部阻力的 当量长度）。当阀门为3/4开度时，真空表读数为42700PQ两测压口的垂直距 离为0.5m，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为 0.02。试求： 1 阀门3/4开度时管路的流量（m3/h； 2 压强表读数Pa）; 3 泵的压头m）; 4. 若泵的轴功率为

21、10kW，求泵的效率； 5 若离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其原因。 解：1、阀门3/4开度时管路的流量（m3/h; 在贮槽液面0-0 与真空表所在截面1-1 间列柏努利方 程。以0-0 截面为基准水平面，有： z0=0, uo=0, p（=0表压），z 1=3m, p 1=-42700Pa表压） 代入上式，得：u 1=2.3m/s， Q= x 2、压强表读数Pa）; 在压力表所在截面2-2 与容器液面3-3 间列柏努利方程。仍以0-0 截面为 基准水平面，有: 解得，0=3.23 xiO5Pa 表压） 3、泵的压头m）; 在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得, 4、 泵的有效功率 5、若离心泵运行一年后