过程装备与成套技术第二版教师用分析
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《过程装备成套技术》教学大纲二、课程目的和任务过程装备成套技术课程是为工科院校过程装备与控制工程专业的一门综合性专业选修课,实践性较强。
本课程旨在学习过程装置设计、建设全过程中涉及到的新产品生产工艺开发和项目可行性研究、工艺设计、经济性评价和环境评价、机器设备的型式选择、重要工艺参数的自动控制方案选择与设计、管道设计、绝热与防腐设计、装置的安装及检验、装置的试车等各种工程知识,获得与过程工业生产装置建设有关的广泛而全面的基础知识。
三、本课程与其它课程的关系本课程是在工程材料、化工原理、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术及应用、过程装备材料腐蚀与防护、专业生产实习等课程的基础上,综合运用先修课程的基础知识,分析和解决过程工业成套装备从设计到试车全过程问题的工程学科,与过程设备设计、化工机械制造、过程流体机械等课程共同构成过程装备与控制过程专业完整的知识体系。
通过本课程的学习,学生将掌握过程工业生产装置建设中涉及到的相关原理、一般方法,为日后的实践工作奠定理论基础。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配(一)概论(2学时)1、主要内容过程工业与过程装备成套技术;典型成套装备示例;过程装备成套技术的主要任务和基本要求。
2、重点过程工业的特点。
3、教学要求掌握过程工业的特点,了解过程装备技术的工程应用状况。
(二)工艺开发与工艺设计概述(4学时)1、主要内容工艺过程开发及工艺路线选择;工艺设计的内容及设计文件;工艺设计中的全局性问题。
2、重点工艺开发与工艺设计的基本程序和主要内容。
3、教学要求掌握工艺开发与工艺设计的基本程序和主要内容;工艺路线选择的原则及顺序;了解初步设计及施工图设计的基本内容,初步了解厂址选择、总图布置、安全环保、公用工程等非工艺设计内容。
工艺路线选择的原则及顺序是本章难点。
(三)经济分析与评价(2学时)1、主要内容投资估算与成本分析;经济评价;环境影响评价及可行性研究报告概述。
《化工系统分析与模拟》讲授大纲第一章绪论第一节化工系统分析与模拟——化工系统工程的重要环节1.模拟——系统分析的有力手段(1)系统、化工系统为了在给定条件下实现一定目的,由若干互有联系、彼此影响的事物组成的统一整体,称为系统。
组成系统的事物,相对于系统而言,称为单元。
组成系统的单元,可以是实物,如精榴塔、反应器等实际的化工设备,也可以是不具有实体形态的东西,如计算机程序等。
它可以指“硬件”意义上的系统,也可以指“软件”意义上的系统。
系统与单元是相对而言的,一个复杂系统中的单元,本身可能也是一个系统,是下一个层次的系统。
因此,相对于它的上—层次的系统而言,可称之为子系统。
同系统要在给定条件下实现一定的目的,相应系统(指运转起来之后的系统)中必定有某种过程进行。
因此,不同的系统也可以用其中进行的过程来区别。
例如,化工系统,指的就是其中进行化工过程的系统。
(2)过程、化工过程过程一词的哲学意义指的是客观事物从一个状态到另一个状态的转移。
在工艺生产上,对物料流进行物理或化学的加工工艺称作过程工艺。
过程工艺按工艺行业的不同又分为化工过程、冶金过程、石油炼制过程、医药生产过程等。
像电视机、汽车、切削车床等的生产,都是以工件为对象的加工工艺,称作制造工艺。
化工过程,是指通过某些操作,使物料发生某种物理的、化学的变化,而生产出所需的化工产品的过程。
这些操作的最基本的形态,就是各种化工单元操作。
化工过程可以简单,也可以复杂。
一个单—的化工单元操作的过程,就是最简单、最基本的化工过程。
而化工产品的工业化生产,大多是要通过一系列化工单元操作来完成的,它们就组成了一个复杂的化工过程。
通常化工过程大都包括三个部分:原料制备、化学反应、产品分离等。
化学的单元过程包括有合成、氧化、加氢、裂解、电解质溶液反应等。
这些单元过程由被处理的物料流连接起来,构成化工过程生产工艺流程。
在多种多样的单元过程中,最重要的也是最多用的单元过程是:化学反应过程、换热过程和分离过程。
过程装备成套技术(第二版·黄振仁)
课后习题
第五章过程装备的设计与选型
1.工业中常用泵的型式有哪些,各适用于什么场所?有一种物料,其粘度为400mm2/s,工作温度25℃,预定的安装高度4m,需选用一台什么型式的泵较为合适?
2.一种悬浮液含有粒度为0.3mm的固体颗粒42%,过滤性能良好,可供选择的分离机械有哪些?各有什么优缺点?哪一种应优先考虑?为什么?
3.干燥机械有哪些型式?各有什么特点?选型时应考虑哪些问题?现有一种物料呈小颗粒密度为600kg/m3,含水75%,选何种机械就会合适为什么?
第八章绝热设计
1.有一立式设备,直径为2m,设备内介质温度为250℃,已知设备所在地年均气温12℃,年均风速2m/s,设备位于室外,拟选用岩棉制品保温,计算符合国家最大允许热损失要求的保温厚度。
2.已知锅炉烟道的排烟温度200℃,采用岩棉毡保温,室内空气温度为25℃,试计算金属烟道的保温层厚度。
3.已知一根主蒸汽管道φ219×6mm,温度为450℃,室内空气温度为25℃,采用微孔硅酸钙制品保温,控制保温层外表面温度为50℃,试计算管道保温层厚度。
第十章过程装备安装
1.某卧式换热器总长20m,质量100t,另有一台吸收塔高53m,质量40t,安装时可以选用哪些吊装机械,什么吊装机械最合适?
2.起重机把杆的受力情况如何?
3.某机器有12个地脚螺栓,质量20t,地脚螺栓间的距离为800mm、400mm两种,应选什么型式的垫铁?机器的机脚螺栓如何正确定位?。
《过程装备控制技术及应用》(第二版)王毅、张早校化学工业出版社思考题与习题及参考答案第一章控制系统的基本概念1.什么叫生产过程自动化生产过程自动化主要包含了哪些内容答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。
主要包含:①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。
2.自动控制系统主要由哪几个环节组成自动控制系统常用的术语有哪些答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。
自动控制系统常用的术语有:被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数,如锅炉汽包的水位,反应温度;给定值(或设定值)y s——对应于生产过程中被控变量的期望值;测量值y m——由检测原件得到的被控变量的实际值;操纵变量(或控制变量)m——受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号;干扰f——引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;偏差信号(e)——被控变量的实际值与给定值之差,即e=y m - y s控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
3.什么是自动控制系统的方框图它与工艺流程图有什么不同答:自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线(带有箭头的线段)、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。
其中每一个分块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特性的数学表达式;方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。
采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究。
而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程,即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。
过程装备基础第二版课后答案(1)根据题意,画受力图如下:G GABN AXN AY45N BC(2)求解约束反力和杆 BC所受的力Fx0NAXN BC cos 450(1)Fy02GN BC sin 45NAY 0(2)M A00.4G 1.12GN BC sin 451.12 0(3)由方程(3)解得N BC0.44.51.124.58.64(kN)sin 451.12代入方程(2)得NGNkNAy2BC sin 452.89代入方程(1)得N AXN BC cos458.6426.11kN2(负号表示与假设方向相反)2-6解:(1)根据题意,画受力图如下:qN AXABDN AY(2)求撑杆CD上的力M A0q(10.5)1 0.5N CD sin 30 1 02N CD0.7(1 0.5)2/2解以上方程得sin 301.575kN12-7解:(1)根据题意,画受力图如下:BNBYNB X过程装备基础第二版(朱孝天)答案汇总过程装备基础第二版(朱孝天)答案汇总2/22过程装备基础第二版(朱孝天)答案汇总NAX A 45 C NCX NAX G(a)其中,图(a)为取整个支架究对象的受力图,作为研过程装备基础第二版(朱孝天)答案汇总过程装备基础第二版(朱孝天)答案汇总3/22过程装备基础第二版(朱孝天)答案汇总GN AYNN AY(2)设两均质杆的长度为l,取整个支架NABC作为研究对象,则有:Fx0N AXN CX0(1)由方程(1)解得N AXN CXFy0N AY2G NCY0(2)M A0G l cos 45G(l cos45l cos45)N CY(l cos45l cos 45)0(3)22由方程(3)解得N CYG代入方程(2)得N AYG(3)取AB杆为研究对象:M B0lcos45N AY l cos45N AX l sin 450G2lGlN AX l0G2G lGlGN AX2l2Fx0N AXN BX0N AXGN BX2Fy0N AYGN BY0N BY02-8解:(1)取B点为研究对象,画出该点受力图:如下:AN AB。