化工物料输送与控制试题库.

1、流体输送与非均相分离技术试题库项目一：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（CHCI）单体，8%勺氯化氢（HCI）气体，其余可认为二氯 乙烷（C2H4CI2），以上为体积百分率；流量为 1500kg/h ；温度为65C ;塔内操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MmTiMi=0.7 62.5 0.08 36.50.22 99 =68.45 10”kg/mol 二混合密度七=

2、（101.3；翟鳥）4510 jg/m32.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：ms二Vs 1500kg / hms1500/36002.631= 0.158m3/s根据易燃易爆的低压气体速度不得超u过8m/

3、s，选为5 m/s。再由Vs0.785d2 得 Vs0.518cd =讣=0.363m0.785U ： 0.785 5，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。P - Pa 二 Rg（2 - ；?1）r= _p_Pa66700.05 m = 50 mmgCl-G 9.81 (13600 -2.631);再考虑到弯管部分，U形管的最小高度至少为70mm4. 计算塔釜液封的液封高度h:二 0.68mp 66703：g 109.81项目二：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

4、。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 880kg/m3。回流r阻聚剂油水分為器贮梧精憎塔 回流罐项目二附图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，输送管路为聽5凉5的无缝钢管，管长约为20m,粗苯乙烯流量约为 1.82m3/h，管路中有90标准弯头1个（匕=0.75），转子流量计1个（匕=2.5 ），球阀全开2个（匕=6.4 ）,截止阀半开1个（ =9.5）

5、，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 kg/m3）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）1 , a20.6 . 0.4Pm 一 尺P2 998.2 880 二 Pm =947.3kg/m32 选用油水分离器脱氢液的进料管材质及规格40003取管内流速为 2m/s, Vs= m/=-000=0.0012m3/s3600947.3d = j4* = J = 0.028m = 28mm选用钢管；查钢管规格，选用公称

6、直径V HuV 3.14 汉 2为？3225的热轧无缝钢管，贝U内径为d=27mm, 水在管内的实际流速为：0.785d20.00120.785 0.0272二 2.1m/ s ,在适宜流速范围内，所以该管子合适3.根据等压原理，计算出水管倒 U形的高度h0.7 8800.6 998.2998.2= 1.217m4.由粗苯乙烯流量为 V =1.82m3/h =0.0005im3/s ,得管中流速为= 1.61m/s4查表得粗苯乙烯粘度为 -1.3 10Pa s在贮槽液面1-1 与输送管内侧2-2 面间列柏努力方程，简化有:He YZ 丄u； hf，2gRedu、0.02 1.61 8801.3

7、 10:21800 4000取管壁粗糙度总为0.3mm，则殳=03 = 0.015，查表得: d 20 = 0.045I2二 h f = ( _- )d2g2201.612= (0.0450.752.5 2 6.4 9.5)0.0229.81:9.32m=81.6122 9.819.32 = 17.45m由Q =1.82mh,He =17.45m 查 离心泵 性 能，选泵IS50-32-150其性能为；流量：7.5听 压头 20m 轴功率 1.13kW效率：60%允许的气蚀余量2.0m配带电机：2.2kw计算电机功率：P =QH . 7.5 880 9.81 20 =599W =o.6kw 2

8、.2kW,符合3600 汉 0.65.qvo/ 82 迸.880=(7800 1000)-.10007800-880二 1.96m1 * 3 4/h6.可能离心泵发生了气蚀现象现象：泵振动大，噪音大，流量与扬程下降，泵壳和叶轮金属离子被剥落。原因：叶轮旋转中心负压太大。一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管 路阻力太大；三是可能被输送流体的温度过高。7选用旋涡泵。旋涡泵适用于小流量，高扬程的场合，这里精馏塔塔顶回流就 是需高扬程而流量不大的情况。项目三：如图，某化工厂反应工段。所以得:= 6.22 个37576.8n =6037.5答：至少要8个螺钉2将贮槽中的原料以11200kg/h流量向

9、反应器供料，试选用合适的管子?解： 根据被输送物料性质选用热扎无缝钢管；4x11200/ 初估管径：d = i = 0.045mn x2 选用公称直径为Dg50的管子。11200 核算流速：U2002 = 1.53m/s，在一般流速范围内。3600x960x0.785x0.0523若用真空抽料的方法将原料抽到反应中，假设总管长度为10m忽略所有管路的局部阻力损失，试计算反应器中所需的最小真空度？解：取贮罐液面为1-1截面，反应器进料管口为2-2截面，并以1-1截面为基准 水平面2 2根据柏努利方程式：乙境岩乙當當Z| = 0Z2 = 3mPi = 0P2 = ?U2=1.53m/s112003

10、600 960 0.785 0.0522hf =待求=0.78m0 052 =d05pa （绝压），喷咀内径为2mm此真空喷射泵所产生的真空度能否满足工 艺要求？（忽略位差和喷咀的阻力损失）。解：在喷射泵进水管口与喷咀处列柏努利方程得:0.43600 0.785 0.022=0.354m/s0.43600 0.785 0.0022=35.4m/ s代入柏氏式得:0.3542 -35.42505P2 =（） 1000 =576420 pa - -576.42kpa -36.8kpa2 1000答：真空喷射泵所产生的真空度能满足工艺。5真空抽料过程中，突然抽不上料，试分析其可能产生的原因？答： 贮

11、槽上放空阀可能没开，随着贮槽中物料被抽出，液面上产生了负压； 贮槽中物料液位过低，低于吸入管口；输送管路堵； 喷射真空泵中水的流速过低。项目四：每小时将2X104kg的反应产物用泵从反应器输送至高位槽。反应器上 方保持200mmH的真空度，高位槽液面为大气压。管道为 76X4的钢管，总长为 50m管线上有两个全开的闸阀，E =0.17 ; 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。2 2P1U1P2

12、U2 .乙H = z2hf:g 2g: g 2gW = 0z2 = 15mPr = -200 133 = -26600paUi =0u2 = 0u2 104=1.43m/ s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。3600江旨 0.0682 073501 432hf = 0.03汽+0.17疋 2+4+ 0.75汉 5 + 0.5 = 3.2m 卩 H202.图中有两种阀门，其中 V A1V A5为（）阀，V B1V B2为（）阀，写出车间常用的其他三种阀门（）（）（） 答案：球阀、截止阀，还有蝶阀、止逆阀、闸阀、隔膜阀、针形阀、安全阀、减 压阀、角

13、阀等。3. 图中有一转子流量计并标出了四个端面，请问正确的读数应该读哪个端面？ 在反应釜上有个密封点，通常密封方式有哪两种？答案： A-A 端面，机械密封和填料密封4. 水和硫酸可以共用一台泵吗？为什么？如果不能，该如何选择答案： 不可以。硫酸为腐蚀性物料，应选用耐腐蚀泵。水可以选用清水泵。5. 现需将乙醚输送到高位槽中， 为了减少物料的损失， 最好的输送方法是什么？请连线图中的装置。水能用真空投料的方式由贮槽输送进高位槽吗，为什么？ 答案：动力输送，用离心泵。连线描述（连接乙醚贮槽下面阀门跟离心泵入口阀 间的管线）。水不能用真空投料的方式输送。本题中液位差为10.5m，而真空输送水时位差不得超过 10.33m.1 贮罐中，盛有密度为960kg/m3、粘度为10 pa s的无腐蚀性的原料，液面高 于罐底9.6m,液面上方为常压。在罐壁下部有一直径为0.76m的人孔，其中心距罐底0.8m，孔盖用14m m的钢制螺钉固定。若螺钉材料的工作应力取 400kgf/cm2。问至少用多少根螺钉？解：孔盖上受到的由内向外的压力：F =p A =2勺 A =：96 -0.8960 9.810.762 -37576.