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；
（2）配电间应配置在用电大户附近，并置于上风位置
（3）机修车间应放在与各生产车间联系方便而安全的位置上；
（4）中心试验室和仪表修理间应置于清洁卫生、噪音少、灰尘少的上冈位置；
（5）仓库设在与生产车间联系方便，并靠近运输干线的位置上。
行政管理部门及住宅区的位置应建：在工厂外，最好位于工厂的上风位置。
3、对已选定的二、三个厂址方案中如何进行分析比较，优选出一个合理的方案。
对已选定的二、三个厂址方案进行技术经济比较，应根据工厂主要要求，抓住几个主要因素，对其优缺点进行分析比较。
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1、在进行化工工艺设计时，主要从哪几个方面来论证一条工艺路线的可行性。
应符合技术上先进、经济上合理的要求。一种产品往往有几种不同的生产方法生产，要对其逐个研究分析，进行多方面的比较，要做定性分析，也要做定量分析，找到一个相对优良的方法。
2、化工工艺流程图设计分哪三步进行？这三种图在工艺流程设计中起到什么作用？
生产工艺流程草图；只是定性地标出由原料转变为产品的路线，以及采用的各种化工过程及设备，流程草图一般由物料流程、图例、设备一览表三部组成。
物料流程图；是在完成了物料衡算和能量衡算基础上来绘制的，是用图形和表格相结合来反映设计计算某些结果的图样，是设计带控制点的工艺流程图的依据。
带控制点的工艺流程图：是在物料流程图的基础上绘制的，设备计算结束、控制方案确定以后，即可着手绘制。
化工工艺流程设计的任务是什么？
（1）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，达到由原料制得所需产品的目的。（2）绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发生的变化及其流向，（3）以及采用了哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。
4、简述绘制化工工艺流程图的步骤，图中的主要设备、主要物料管线和辅助物料管线等线条如何表达？
先绘流程草图，再根据草图进行物料、能量衡算，然后绘制物料流程图，在设备设计计算后，绘制带控制点的工艺流程图。①设备示意图：可按设备的大致形状画出（或用方块图表示），设备位置的相对高低不要求准确，但要标出设备的名称和位号。
②物流管线及流向箭头：包括全部物料管线和部分辅助管线，如：水、汽、压缩空气、真空等。
③必要的文字注释：设备名称、物料名称、来自何处、去向何方。图例（只标管线图例）阀门、仪表可不标出。
第四章
1、物料衡算的作用是什么？在进行物料衡算时应遵守什么原则？
在实际生产中，物料衡算可以揭示物料的浪费和生产过程的反常现象，从而帮助找出改进措施，提高成品率及减少附产品、杂质和“三废”排放量；还可以检验生产过程的完善程度，对化工工艺设计也有着重要指导作用，通过计算，可以定出原料及辅助材料的消耗量，制订单耗指标，还可以标出中间产品、副产品、成品的产量和“三废”排放量等，是能量衡算、设备工艺计算的基础。
根据质量守恒定理：
ΣG入＝ΣG出＋ΣG损
2、能量衡算的作用是什么？在进行能量衡算时应遵守什么原则？
通过热平衡计算，分析系统的热量利用程度，尽量做到热量利用经济合理
能量守恒定理
3、化工设备计算设计的主要任务是什么？对所选择的设备有何要求？
主要任务:采用定型（标准）设备要选好规格和型号；
采用非定型（非标）设备要通过计算，确定其主要尺寸，给设备设计人员提供设计条件，及编写设备一览表。
技术经济指标要求: 单位生产能力、消耗系数、设备价格、管理费用和产品总成本
设备结构上的要求: 强度、刚度、耐久性、用材和制造、操作和检修、运输方便
一反应分离系统，将150 kmol/h的P2O5转化成H3PO4，每一单程有80％的P2O5被转化成H3PO4 ，在分离器内没有物质变化，分离后有95％的P2O5和2％H3PO4再循环，求P2O5和H3PO4的循环流率。
解：(150+M×95%)×(1-80%)=M，所以M=37.037kmol/h N×2%+(150+M×95%)×80%=N，所以N=151.172kmol/h P 2 O 5 循环流率=M×95%=37.037×95%kmol/h=35.185kmol/h H 3 PO 4 循环流率=N×2%=151.172×2%kmol/h=3.023kmol/h
将含有40％（质量百分率，下同）硫酸的废液与98％的浓硫酸混合生成90％的硫酸，产量为1000Kg/h，各液体的第2组分为水，试完成其物料衡算。
解：M×40％+N×98％=1000×90％M×60％+N×2％=1000×10％所以M=137.931Kg/h，N=862.069Kg/h 即进料中，40％硫酸的废液流率为137.931Kg/h，98％的浓硫酸流率为862.069Kg/h。
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1、简述车间布置的任务。
任务是根据生产规模和生产特点以及厂房面积、地形条件、气候等综合考虑厂房采用集中式还是分散式（如：大规模采用集中式；小规模采用分散式；易燃、易爆物品采用分散式等）；根据生产工艺的可能性和具体地理条件考虑设备露天化问题等（如大型反应釜、高大塔等）
2、在进行厂房设计时，其平面、立面上有何具体要求？
平面要求：（1）平面设计应力求简单，通常采用长方形，也可采用“L”型和“T”型厂房；（2）确定厂房柱网布置时，要根据设备的要求，又要满足建筑物模数（3的倍数）的要求。一般情况下，单层、多层厂房采用6×6米的柱网，一定上要加大时，最好不超过12×12米；（3）多层厂房总宽度不超过24米，单层厂房总宽度不超过30米，常用厂房跨度有：6、9、12、14.4、15、18、24米等，一般有机化工厂生产车间宽度为12～18米；（4）厂房的长度应根据生产规模及工艺要求决定；（5）柱子的大小：有600×600和360×360（单层厂房）；柱子形式：墙中柱、墙外柱和墙内柱；（6）墙厚度：有360和240墙；（7）墙上开窗要求：南北向开窗，其大小有2.0×1.5米；（8）开门要求：①单门：一般宽度700~800mm，高度为2米；②双门：一般宽度2~3米，高度为2米。
?立面要求：（1）厂房立面布置的形式有单层、多层或单层与多层结合的形式，
可根据工艺特点及安全来选择；（2）层高要求：厂房的每层高度取决于设备的高低、安装位置及条件。一般情况下，每层厂房高度约4~6米，最底层不宜小于4.5米，一旁采用5.1米或6米，尽可能符合建筑模数；（3）楼板厚度：根据该层承重情况确定，一般为5~10cm厚；（4）屋顶形状：现代厂房均为平顶（水泥），应有排水渠道，简易厂房（一层）均采用人字顶。
3、试述换热器的布置形式及其特点。
换热器：（1）换热器的布置原则：顺应流程和缩短管道长度，故它的位置取决于与它密切
联系的设备的位置。如：塔的换热器应近塔布置，再沸器、冷凝器也应近塔布置，回流冷凝器除要靠近塔外，还要靠近回流槽和回流泵。（2）布置空间受限制时，应考虑立、卧式的互换等。如原设计的换热器太长，可换成一个粗短的换热器，以适应空间布置的要求，或者卧式的换成立式的，以节约占地面积；立式的换成卧式的，以降低高度，视具体情况而定。（3）换热器常采用成组布置，水平的换热器可重叠布置，这样可以节约占地面积，合用上、下水管，但上层不能太高，一般管壳顶部高度不能大于3.6米。
4、试述反应釜的车间布置形式及其特点。
（1）室外布置：大型搅拌式反应釜，体积大、重量大，又有振动和噪音，应采用室外布置。用支脚直接支承在地面上，要离开建筑物一定距离，并留有检修、安装空间。（2）室内布置：中小型间歇式反应釜或操作频繁的反应釜，应布置在室内，用罐耳悬挂在搂板的设备孔中，呈单或双排布置，设备孔通常为方形，也可以为圆形。
5、试述塔设备的布置形式及其特点。
1）独立布置：单塔或特别重大的塔采用独立布置，利用塔身设计操作平台，供进出人孔、操作、维修用，塔的顶部设有吊杆。
（2）成列布置：几个塔的中心线排成一条直线，并将高度相近的塔相邻布置，通过适当调节安装高度和操作点就可以就采用联合平台，操作方便，投资省。相邻小塔之间距离一般为直径的3～4倍。
（3）成组布置：数量不多、结构和大小相近塔可以成组布置，操作平台集中布置。若塔的高度不同，只要求将第一层操作平台对齐，其它各层可不考虑，几个塔组成一个空间体系，增加了塔的刚度，塔的壁厚就可以降低。
（4）沿建筑物或框架布置：将塔安装在高位换热器和容器的建筑物或框架旁，利用换热器和容器的平台作为人孔、仪表、阀门的操作与维修通道，将细而高的塔或负压塔的侧面固定在建筑物或框架的适当高度，可增加塔的刚度，降低其壁厚。
（5）室内或框架内布置：小塔安装在室内或框架中，平台和管道等承在建筑物上，冷凝器可装在屋顶上或吊在屋梁下，利用位差重力回流。
6、简述容器的几种形式和在车间中的布置情况与特点。
（1）中间容器：按流程顺序布置在有关设备附近或在厂房附近；（2）原料、成品贮罐：集中布置在贮罐区，高度、直径相近的容器应成组布置和共同设置平台、通道和支承。室内布置：（1）立式容器用罐耳支承在框架或楼板上；（2）卧式容器在框架上的布置容器应尽量合并支承在一跨上，可以减少一根梁，一只支座直接支承在柱顶上。（3）室外或室内底层容器的布置大型、重型容器采用这样的布置，直接支阴在钢筋混凝土的支柱上，比吊在框架或楼板上要经济得多。
7、
如何绘制车间平面和立面图？其绘图的线条与流程图有何区别？答：绘制平面图：明确图线；画出建筑物定位轴线；画出与设备安装有关的厂房建筑基本结构；画出设备中心线；画出设备、支架、基础、操作平台等的轮廓形状；标注定位轴线；标注厂房建筑及构件尺寸；标注设备尺寸；设备名称与位置的标注。在每一建筑物轴线一端画出直径8~10mm 的细线
第六章
1、化工管道布置设计的任务是什么？布置化工管道时一般采用何种布置方法？为什么？答：主要任务是：确定各设备的管口方位和各管段在空间的具体位置、安装、连接和支撑方式等。
布置方法种类及原因：1、考虑物料因素:（1）输送易燃、易炸介质的管路应设防火装置和防爆安全装置，如安全阀、防火膜、阻火器、水材等。（2）上述管道不得设在生活区、楼
梯、门和走廊等处。（3）输送腐蚀性介质管路与其它管路并列时，应设在下方或外侧。（4）冷、热流体管路应避开，不能避开时，热管在上，冷管在下。（5）根据流体物性，确定管路坡度，一般取1/1000~5/1000，粘度较大的流体取1/100，固体结晶取5/100。
2、考虑施工、操作、维修方便（1）管道尽量明线架空、成行、平列走直线，少交叉，并列管道的阀门要错开。（2）支管应布置在平行管的外侧。（3）管道应尽量沿墙布置，离墙距离以能容纳法兰或活接头为准。（4）管道应集中敷设，穿墙和楼板时尤应注意。（5）平列管道间应保持一定距离，管间最突出物距离不小于50~80mm，最突出物距墙、管架边、柱边距离不小于100mm。
3、考虑安全生产（1）管道通过人行道时，最低点离地面不小于2米，离公路不小于4.5米，离铁路不小于6米，离厂交通干线一般为5米。（2）地下管道通过道路或受载荷地区应加保护。（3）不锈钢管不宜与碳钢制的管架直接接触，一般用胶垫隔离，以免因电位差造成腐蚀核心。（4）易燃、易爆物的管道应采取接地措施。
4、考虑其他因素（1）距离相近的两个设备不能直连，一般采用45度或90度弯管；（2）管路与阀门的重量不能支承在设备上。（3）工艺管道布置时，还需考虑其他非工艺管道。
2、化工管道布置设计的基本原则是什么？
答：(1)较重的管道(大直径、液体管道等)应布置在靠近支柱处。公用工程管道布置在管架当中，支管引向左侧的布置在左侧，反之置于右侧。
(2)连接管廊同侧设备的管道布置在设备同侧的外边；连接管架两侧的设备的管道布置在公用工程管线的左、右两边。进出车间的原料和产品管道可根据其转向布置在右侧或左侧。(3)当采用双层管架时，一般将公用工程管道置于上层，工艺管道置于下层。有腐蚀性介质的管道应布置在下层和外侧。小直径管道可支承在大直径管道上，节约管架宽度，节省材料。
(4)管架上支管上的切断阀应布置成一排，其位置应能从操作台或管廊上的人行道上进行操作和维修。高温或低温的管道要用管托，将管道从管架上升高O.lm，以便于保温。
(6)支架间的距离要适当，固定支架距离太大时，可能引起因热膨胀而产生弯曲变形；活动支架距离大时，两支架之间的管道因管道自重而产生下垂。
3、如何绘制化工管路图？
答：①用细实线画出厂房平面图。画法同设备布置图，标注柱网轴线编号和柱距尺寸。②用细实线画出所有设备的简单外形和所有管口，加注设备位号和名称。
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；
实验一流体流动阻力测定 1、倒∪型压差计的平衡旋塞和排气旋塞起什么作用怎样使用 平衡旋塞是打开后，可以进水检查是否有气泡存在，而且能控制液体在U型管中的流量而排气旋塞，主要用于液柱调零的时候使用的，使管内形成气-水柱 操作方法如下： 在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。 开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀，打开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气-水柱，此时管内液柱高度差应为零。然后关闭上部两个放空阀。 2、如何检验测试系统内的空气已经排除干净 在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。知道，U型管高度差为零时，表示气泡已经排干净。 3、U型压差计的零位应如何调节 操作方法如下： 在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两
个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。 开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀，打开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气-水柱，此时管内液柱高度差应为零。然后关闭上部两个放空阀。 4、测压孔的大小和位置、测压导管的粗细和长短对实验有无影响为什么 有，有影响。跟据公式 hf=Wf/g=λlu平方/2d也就是范宁公式，是沿程损失的计算公式。因此，根据公式，测压孔的长度，还有直径，都是影响测压的因素。再根据伯努利方程 测压孔的位置，大小都会对实验有影响。 5、在测量前为什么要将设备中的空气排净怎样能迅速地排净 因为如果设备含有气泡的话，就会影响U型管的读数，读数不准确，便会影响实验结果的准确性。要迅速排净气体，首先要开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭。 6、在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温度下测定的λ-Re数据能否关联在同一条曲线上 答，不能，因为，跟住四个特征数，分别是长径比l/d,雷诺数Re，相对粗糙度 E/d，还有欧拉数Eu=wf/u的平方。即使相对粗糙度相同的管，管径和温度不同都会影响雷诺数及摩
《化工设计与制图》复习题 一、填空题 第一章化工厂设计的内容与程序 1、概念设计是以过程研究中间结果或最终结果为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所 进行的一种假想设计。 2、化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算和设备选型和计算三方面 内容。 3、设计代表工作的任务是参加基本建设的现场施工和安装。 4、根据化工过程开发程序进行分类，化工设计分为四种设计类型，即概念设计、中试设计、 基础设计和工程设计。 5、在化工新技术开发过程中，可能存在三种类型的设计，即概念设计、中试设计和基础设计。 6、中试设计内容和程序基本上和工程设计相同，但由于规模小，若施工安装力量较强， 可以不出管道、仪表、管架等安装图纸。 7、按国内传统设计体制，工程设计可分为三种类型，即初步设计、扩大初步设计和施工图 设计。 第二章工艺流程设计 8、在工艺流程草图中，流程线的起始和终了处注明物料的名称、来源及去向。 9、工艺流程草图又称为方案流程图或流程示意图，一般在生产方法（或工艺路线）确定 后绘制，主要为工艺计算服务，也是工艺流程图设计的依据。 10、工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即管道号、管径和 管道等级。 11、工厂的三废治理工程的“三同时”是指三废治理工程必须与主体工程同时设计、同 时施工、同时投入使用。 12、在选择生产方法和工艺流程时，应遵循的三原则是先进性、可靠性和合理性。 13、当生产工艺路线(生产方法)选定后，就可以进行流程设计。 14、工艺管道及仪表流程图一般采用A1 图幅横幅绘制，数量不限；流程简单时，可采用 A2图幅；图纸不宜加长和加宽。 15、化工工艺图纸的图线宽度有粗、中、细三种类型，其宽度比例为4:2:1 。 16、绘制工艺流程图时，流程线一般画成水平线和垂直线，转弯一律画成直角。 第三章物料衡算与能量衡算 17、对于物料衡算而言，按计算范围分为单个设备的物料衡算与全流程的物料衡算。 18、在进行化工设计计算时，生产时间现在一般按330 天或8000 小时进行设计计算。 19、在进行化工设计，对于工艺技术尚未成熟、自动控制水平较低或腐蚀较严重的工艺，生 产时间一般按300 天或7200 小时进行设计计算。 20、当各个工序或单元操作之间有热量交换时，必须做整个系统的热量衡算。 21、热量衡算有两种类型，一是对单元设备进行热量衡算，另外是对整个系统进行 热量衡算。 第四章设备的工艺设计及化工设备图 22、化工设备从设计角度分为两类：一类称标准设备或定型设备，一类称非标准(非定型) 设备。
1.某精馏塔的设计任务为：原料为F, X f ，要求塔顶为X D，塔底为X w 。 设计时若选定的回流比R不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数N T减小，提馏段上升蒸汽量V 增加，提馏段下降液体量L' 增加，精馏段上升蒸汽量V 不变，精馏段下降 液体量L不变。（增加，不变，减少） 2.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为X A=0.96（摩尔分率）.精馏段操 作线方程为y=0.75x+0.24?该物系平均相对挥发度a =2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y 2= ______________ . 3.某精馏塔操作时，F，X f ，q，V保持不变，增加回流比R,贝吐匕时X D增 加_，X w减小，D减小，L/V 增加。（增加，不变，减少） 6.静止、连续、—同种_的流体中，处在—同一水平面_上各点的压力均相等。 7.水在内径为? 105m M 2.5mm的直管内流动，已知水的黏度为1.005mPa?s， 密度为1000kg ? m流速为1m/s,贝U忌= _________________ ，流动类型为_______ 湍流________ 。 8.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来 的_4_倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的 __1/4_倍。 9.两个系统的流体力学相似时，雷诺数必相等。所以雷诺数又称作相似准数。 10.求取对流传热系数常常用_____ 量纲_________ 析法，将众多影响因素组合 成若干_____ 无因次数群_____ 数群，再通过实验确定各—无因次数群 ________ 间的关系，即得到各种条件下的 _______ ■关联____ 。 11.化工生产中加热和冷却的换热方法有______ 传导____ 、—对流_________ 和 ____ 辐射—。 12.在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近—饱和蒸 汽一侧_____ 体的温度，总传热系数K接近—空气侧—流体的对流给热系 数.
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
《化工设计》习题及解答 第一章? 化工设计概论 1．化工设计的种类有哪些？ 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．可行性研究报告包含哪些内容？ （1）总论。包括项目名称、可行性研究的主办单位和负责人，可行性研究编制的依据和原则，可行性研究的依据，项目提出的背景、投资必要性和经济意义，研究的范围和主要过程；研究的简要综合结论，存在的主要问题和建议。 （2）市场预测。包括国内外市场情况预测和产品的价格分析。 （3）产品方案及生产规模。对于老厂改、扩建和技术改造项目要结合企业现有内部和外部条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。 （4）工艺技术方案。包括工艺技术方案的选择、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、主要设备的选择和标准化等内容。 （5）原料、原料、辅助材料及燃料的供应。 （6）建厂条件和厂址方案。 （7）公用工程和辅助设施方案。 （8）节能。包括能耗指标及分析、节能措施综述、单项节能工程等内容。 （9）环境保护与劳动安全。 （10）工厂组织和劳动定员。 （11）项目实施规划。包括建设周期的规划实施进度规划等内容。 （12）投资估算和资金筹措。 （13）财务、经济评价及社会效益评价。 （14）结论。包括综合评价和研究报告的结论等内容。 4．设计任务书的内容主要包括哪些内容？ （1）项目设计的目的和依据； （2）生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则； （3）矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件； （4）资源综合利用、环境保护、三废治理的要求； （5）厂址与占地面积和城市规划的关系； （6）防空、防震等的要求； （7）建设工期与进度计划； （8）投资控制数； （9）劳动定员及组织管理制度； （10）经济效益、资金来源、投资回收年限。 第二章? 工艺流程设计 1．化工工艺设计包括哪些内容？ 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？ 先进性、可靠性、合理性；
化工设计概论复习题 一、单项选择题 1. 管道布置图的常用比例为1:50和1:100，如果管道复杂时可以采用的比例为1:20或（ A ） A 1:25 B 1:40 C 1:75 D 1:150 2．管道布置图中管道上阀门的表示方法是（ D） A．图形 B．符号 C．示意图D．图形和符号 3. 立式容器的管口方位取决于管道布置的需要，一般划分为操作区和（D） A 加料区 B 观察区 C 生产区 D 配管区 4．化工厂厂房的平面布置最常采用的形状是（ A） A．长方形 B．L形 C．T形 D．U形 5.物质燃烧的必要条件包括物质本身具有可燃烧性、环境中气体含有助燃物和（D）。 A 较高压力 B 封闭空间 C 氧气 D 明火 6.进行可行性研究和编制设计任务书的依据是（ A ） A 项目建议书 B 初步设计 C 工程设计 D 扩大初步设计 7.防垢处理时，对循环水进行酸处理通常采用（B） A 盐酸 B 硫酸 C 硝酸 D 磷酸 8. 管路布置图包括管路布置平面图和（ B ） A 立面图 B 剖面图 C 主视图 D 俯视图 9. 化工厂房整体布置的方式包括分离式和（C）。 Ａ阶段式Ｂ并排式 Ｃ集中式Ｄ连续式 10. 工艺管道及仪表流程图中包括图形，标注，图例和（ A） A 标题栏 B 菜单栏 C 明细栏 D 签字栏 11.可行性研究中的需求预测包括国内外需求情况预测和（B） Ａ产品的质量分析Ｂ产品的价格分析 Ｃ产品的产量分析Ｄ产品的效益分析 12. 化工设备图中细部结构的表达方法包括局部放大法和（D ）
A 断开画法 B 分段画法 C 简化画法 D 夸大画法 13.生产工艺流程草图的主要组成部分包括物料流程、图例和（A）。 Ａ设备一览表Ｂ标题栏 Ｃ技术要求Ｄ文字注释 14．当采用双层管架布置管道时，一般布置于下层的是（ A ） A．工艺管道 B．公用工程管道 C．高温管道 D．高压管道 15.化工设备图的视图表达方案包括选择主视图，确定视图数量和（ C ）。Ａ绘图比例Ｂ辅助视图 Ｃ表达方法Ｄ设备尺寸 16. 确定化工设备图视图方案时，应考虑到化工设备的（ C ） A 结构特点 B 图示特点 C 结构特点和图示特点 D 材料特点 17．可行性研究为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供（A ）。A可靠的依据 B必要的依据 C可靠的报告 D必要的报告 18.通常状况下，换热器与其他设备之间的水平距离至少为（C） Ａ 2 m Ｂ 3 m Ｃ 1 m Ｄ 5 m 19．化工设备布置和管道布置设计的依据是（C ） A．工艺流程图 B．物料流程图 C．工艺管道及仪表流程图D．工艺流程草图 20. 车间平面露天布置的基本方案是（ D） A 组合型布置 B L形布置 C T形布置 D 直通管廊长条布置 21．中小型化工生产车间用电电压通常为（ C） A．110V B．220V C．380V D．6000V 22．设备布置图的视图配置包括平面图和（ A） A 剖视图 B 俯视图 C 正视图 D 左视图 23．反应釜釜顶及管道上的仪表主要为指示、记录和（ D ） A．流量表 B．温度表 C．压力表D．报警压力表 24. 化工设备图的主视图一般采用的表达方法是（ A ） Ａ全剖视Ｂ半剖视 Ｃ正视Ｄ俯视 25．设备布置图的视图的图幅一般采用（ B ）
化工原理思考题答案 第一章流体流动与输送机械 1、压力与剪应力的方向及作用面有何不同 答：压力垂直作用于流体表面，方向指向流体的作用面，剪应力平行作用于流体表面，方向与法向速度梯度成正比。 2、试说明粘度的单位、物理意义及影响因素 答:单位是N·S/m2即Pa·s，也用cp，1cp=1mPa·s，物理意义为：分子间的引力和分子的运动和碰撞，与流体的种类、温度及压力有关 3、采用U型压差计测某阀门前后的压力差,压差计的读数与U型压差计放置的位置有关吗？答：无关，对于均匀管路，无论如何放置，在流量及管路其他条件一定时，流体流动阻力均相同，因此U型压差计的读数相同，但两截面的压力差却不相同。 4、流体流动有几种类型？判断依据是什么？ 答：流型有两种，层流和湍流，依据是：Re≤2000时，流动为层流；Re≥4000时，为湍流，2000≤Re≤4000时，可能为层流，也可能为湍流 5、雷诺数的物理意义是什么？ 答：雷诺数表示流体流动中惯性力与黏性力的对比关系，反映流体流动的湍动状态 6、层流与湍流的本质区别是什么？ 答：层流与湍流的本质区别是层流没有径向脉动，湍流有径向脉动 7、流体在圆管内湍流流动时，在径向上从管壁到管中心可分为哪几个区域？ 答：层流内层、过渡层和湍流气体三个区域。 8、流体在圆形直管中流动，若管径一定而流量增大一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：层流时W f∝u，流量增大一倍能量损失是原来的2倍，完全湍流时Wf∝u2 ，流量增大一倍能量损失是原来的4倍。 9、圆形直管中，流量一定，设计时若将管径增加一倍，则层流时能量损失时原来的多少倍？完全湍流时流体损失又是原来的多少倍？ 答：
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。
三、简述题 1．什么是化工设计？ 答：化工设计是将一个化工系统全部用工程制图的方法，描绘成图纸、表格，并做必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化为工程语言的过程。 2. 化工工艺流程设计的主要任务是什么？ 答：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，达到由原料制得所需产品的目的；二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程。 3. 在管道仪表流程图上管道的线型有什么规定？ 答：主物料管道用1mm宽的粗实线条绘制，辅助物料管道用0.5mm宽的中实线条绘制，仪表管线用0.25mm 宽的细实线条或细虚线条绘制。 4．在选择生产方法和工艺流程时，其步骤有哪些？ 答：（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。5．工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：有7个步骤：（1）确定整个流程的组成；（2）确定每个过程或工序的组成；（3）确定工艺操作条件；（4）确定控制方案；（5）原料与能量的合理利用；（6）制定“三废”处理方案；（7）制定安全生产措施。 6. 工艺流程图的种类有哪些？ 答：有4种: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。 7．反应器的设计要点有哪些？ 答：有4点：（1）保证物料转化率和反应时间；（2）满足反应的热传递要求；（3）设计适当的搅拌器或类似作用的机构；（4）注意材质选用和机械加工要求。 8．写出化工设备图的绘制方法及步骤。 答：5点：1.确定绘图比例、选择图幅、布图、画图；2.尺寸和焊缝代号标注；3.编写零部件序号和管口符号； 4.填写明细栏和管口表； 5.填写设计数据表、标题栏等。 9. 化工设备装配图要表达哪些内容？
第二章 流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？ 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得： f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？
第一章化工设计的内容与程序 1、化工设计的种类。(红字) （1）根据项目性质分类：新建项目设计，重复建设项目设计，已有装置的改造设计。 （2）根据化工过程开发程序分类：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计。（3）工程设计按初步设计、扩大初步设计和施工图设计三个阶段进行。 2、概念设计的作用、主要内容。 概念设计是以过程研究中间结果（或最终结果）为基础，从工程角度出发按照工业化时的最佳规模进行的一种假想设计。 概念设计的作用是暴露和提出基础研究中存在的工艺流程、主要单元操作、设备结构及材质、过程控制方案及环保安全等方面存在的问题，并为解决这些问题提供途径或方案。 概念设计主要内容： 过程合成、分析和优化，设计工艺流程； 进行全系统的物料衡算、热量衡算和设备工艺计算； 确定工艺操作条件及主要设备的型式和材质； 生产安全性分析，确定三废治理措施； 计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。 3、中试设计的目的。 验证模型和数据，即概念设计中的一些结果和设计思想通过中试来验证。 4、简述基础设计。 基础设计是新技术开发的最终成果，是工程设计的依据。
基础设计包括工艺条件，化学工程数据，设计计算结果。 运用系统工程的理论和计算机模拟技术对工艺流程和工艺参数进行优化。 基础设计中对关键技术有详尽的技术说明和数据。 5、简述工程设计。 根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定，工程设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。 重大工程项目：按初步设计、扩大初步设计、施工图设计三个阶段进行。 技术成熟的大中型工厂：按扩大初步设计、施工图设计两个阶段进行。 技术简单、规模较小的工厂：可直接进行施工图设计。 6、初步设计的主要任务：根据已批准的可行性研究报告，确定全厂性的设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题，编制出初步设计文件和概算书。 工艺专业初步设计文件内容：1）设计说明书2）表格3）图纸4）概算书7、简述施工图设计。 施工图设计的任务：解决扩大初步设计阶段待定的各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。 施工图设计的工作内容：在扩大初步设计的基础上，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。 8、简述可行性研究的主要内容。 可行性研究是对拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。 可行性研究的内容：市场营销情况研究，原料和技术路线研究，工程条件研究，
化工原理实验思考题(填空与简答) 一、填空题： 1.孔板流量计的C~Re关系曲线应在单对数坐标纸上标绘。 2.孔板流量计的V S ~ R关系曲线在双对数坐标上应为_直线—。 3.直管摩擦阻力测定实验是测定入与Re的关系，在双对数坐标纸上标绘。 4.单相流动阻力测定实验是测定直管阻力和局部阻力。 5.启动离心泵时应关闭出口阀和功率开关。 6.流量增大时离心泵入口真空度增大出口压强将减小。 7 .在精馏塔实验中，开始升温操作时的第一项工作应该是开循环冷却水。 8.在精馏实验中，判断精馏塔的操作是否稳定的方法是塔顶温度稳定 9.在传热实验中随着空气流量增加其进出口温度差的变化趋势：_进出口温差随空气流量增加而减小。 10.在传热实验中将热电偶冷端放在冰水中的理由是减小测量误差。 11.萃取实验中_水_为连续相，煤油为分散相。 12.萃取实验中水的出口浓度的计算公式为C E1=V R(C R1-C R2)/V E。 13.干燥过程可分为等速干燥和降速干燥。 14.干燥实验的主要目的之一是 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法 。 15.过滤实验采用悬浮液的浓度为5% ,其过滤介质为帆布。 16.过滤实验的主要内容测定某一压强下的过滤常数。
17.在双对数坐标系上求取斜率的方法为：需用对数值来求算，或者直接用 尺子在坐标纸上量取线段长度求取。 18.在实验结束后，关闭手动电气调节仪表的顺序一般为：先将手动旋钮旋 至零位，再关闭电源 19.实验结束后应清扫现场卫生，合格后方可离开。 20.在做实验报告时，对于实验数据处理有一个特别要求就是：要有一组数据处理的计 算示例。 21.在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U形压差计测定。 22.实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 23.影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等. 24.用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案（1）增加 空气流速（2）在空气一侧加装翅片（3）定期排放不凝气体。 25.在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q值，实验中需要测定 进料量、进料温度、进料浓度等。 26.干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。 27.在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在0.005mPa 如果达到0.008?0.01mPa可能出现液泛，应减少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 28.流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互
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 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？
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。
《化工设计》习题及解答 第一章化工设计概论 1．化工设计种类有哪些？ 依照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、已有装置改造设计。 依照化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基本设计和工程设计；其中工程设计又涉及：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2．请画出化工厂设计工作程序示意图。 3．可行性研究报告包括哪些内容？ （1）总论。涉及项目名称、可行性研究主办单位和负责人，可行性研究编制根据和原则，可行性研究根据，项目提出背景、投资必要性和经济意义，研究范畴和重要过程；研究简要综合结论，存在重要问题和建议。 （2）市场预测。涉及国内外市场状况预测和产品价格分析。 （3）产品方案及生产规模。对于老厂改、扩建和技术改造项目要结合公司既有内部和外部条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。 （4）工艺技术方案。涉及工艺技术方案选取、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、重要设备选取和原则化等内容。 （5）原料、原料、辅助材料及燃料供应。 （6）建厂条件和厂址方案。
（7）公用工程和辅助设施方案。 （8）节能。涉及能耗指标及分析、节能办法综述、单项节能工程等内容。 （9）环保与劳动安全。 （10）工厂组织和劳动定员。 （11）项目实行规划。涉及建设周期规划实行进度规划等内容。 （12）投资估算和资金筹措。 （13）财务、经济评价及社会效益评价。 （14）结论。涉及综合评价和研究报告结论等内容。 4．设计任务书内容重要涉及哪些内容？ （1）项目设计目和根据； （2）生产规模、产品方案、生产办法或工艺原则； （3）矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运送等协作条件； （4）资源综合运用、环保、三废治理规定； （5）厂址与占地面积和都市规划关系； （6）防空、防震等规定； （7）建设工期与进度筹划； （8）投资控制数； （9）劳动定员及组织管理制度； （10）经济效益、资金来源、投资回收年限。 第二章工艺流程设计 1．化工工艺设计涉及哪些内容？ 生产办法选取，工艺流程设计，工艺计算，设备设计与选型，设备布置，管道设计，对非工艺设计提条件，设计阐明书，概预算书。 2．在选取生产办法和工艺流程时，应当着重考虑原则有哪些？其环节有哪些？ 先进性、可靠性、合理性； 资料收集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研成果进行全面分析对比。
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。