化工原理試題及答案和大型化工裝置拆除運(yùn)輸方案

一、填空題1.某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為13.3×103Pa，則設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)為____________,表壓強(qiáng)為___________。已知該地區(qū)大氣壓強(qiáng)為98.7×103Pa。2.某設(shè)備的進(jìn)、出口壓強(qiáng)分別為1200mmH2O（真空度）和1.6kgf/cm2（表壓）。若當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60mmHg,設(shè)備進(jìn)、出口的壓強(qiáng)差為_____________。（用SI制表示）3.一套管換熱器的內(nèi)管外徑為80mm,外管內(nèi)徑為150mm4.有一內(nèi)徑為25mm的水管，如管中水的流速為1.0m/s，管中水的流動(dòng)類型_____________;管中水保持層流狀態(tài)的最大流速________________（水的密度ρ=1000kg/m3,粘度μ=1cp）。5.一定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)。若管長(zhǎng)及液體物性不變，而管徑減至原有的一半，因流動(dòng)阻力產(chǎn)生的能量損失為原來(lái)的_______________倍。6.用108×4mm的鋼管從水塔將水引至車間，管路長(zhǎng)度150m（包括管件的當(dāng)量長(zhǎng)度）。若此管路的全部能量損失為118J/kg，此管路輸水量為___________m3/h。（管路摩擦系數(shù)可取為0.02，水的密度取為1000kg/m3）7.離心泵啟動(dòng)前灌泵，是為了防止________現(xiàn)象發(fā)生;離心泵的實(shí)際安裝高度小于允許安裝高度，就可防止____________現(xiàn)象發(fā)生。8.離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是_____________;往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)是采用________________。9.離心泵停車時(shí)要_________________。10.離心泵裝置中吸入管路的__________的作用是防止啟動(dòng)前灌入的液體從泵內(nèi)流出。11.一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，若空氣溫度由20℃升至50℃，則其沉降速度將____。12.降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的_________和_______有關(guān)。13.板框壓濾機(jī)中，最終的過(guò)濾速率是洗滌速率的___________倍。14.在一套板框過(guò)濾機(jī)中，板有__________種構(gòu)造，框有_________種構(gòu)造。15.熱傳遞的基本方式為__________、____________和___________。16.灰體的輻射能力與同溫度下黑體的輻射能力之比，稱為物體的_______。17.在列管換熱器中，若用飽和蒸氣加熱空氣，則傳熱管的壁溫接近___________的溫度。18.在一間壁式換熱器中，用裂化渣油來(lái)加熱原油。裂化渣油的初溫為300℃,終溫為200℃，原油的初溫為25℃，終溫為150℃,則并流時(shí)平均溫度差___________,逆流時(shí)平均溫度差_______________。19.若一表面溫度為20℃的物體的輻射能力為398W/m2，則該物體的黑度為_________。20.為減少圓形管導(dǎo)熱損失，采用包覆2種保溫材料a、b，若它們厚度相同，導(dǎo)熱系數(shù)la>lb，則包覆的順序從內(nèi)到外依次為_______________。21.溶液被加熱到鼓起第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度稱為_____溫度;氣相混合物被冷卻到有第一滴液滴析出時(shí)的溫度稱為_______溫度。22.當(dāng)泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q=________；當(dāng)飽和蒸氣進(jìn)料時(shí)，q=________。23.在兩組分蒸餾分離中，若組分相對(duì)揮發(fā)度越大，則表明分離__________（越易，越難，不確定）；若相對(duì)揮發(fā)度a=____________，則不能用普通精餾方法分離該混合液。24.完成一個(gè)精餾操作的兩個(gè)必要條件是_________和塔底上升蒸氣。25.對(duì)于正在操作中的精餾塔，若加大操作回流比，則塔頂產(chǎn)品濃度會(huì)__________。二、計(jì)算題1.用Φ168×9mm的鋼管輸送原油。管線總長(zhǎng)100km,油量為60000kg/h，油管最大抗壓能力為1.57×107Pa。已知50℃時(shí)油的密度為890kg/m3,粘度為181cp。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計(jì)。問(wèn)：為完成上述輸油任務(wù),中途需設(shè)幾個(gè)加壓站?2.在本題附圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置U管壓差計(jì)，以測(cè)量?jī)山孛嬷g的壓強(qiáng)差。當(dāng)水的流量為10800kg/h時(shí)，U管壓差計(jì)讀數(shù)R為100mm。粗、細(xì)管的直徑分別為Φ60×3.5mm與Φ42×3mm。計(jì)算：（1）1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失；（2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降為多少Pa？（水的密度取為1000kg/m3）3.在圖示裝置中，水管直徑為Φ57×3.5mm。當(dāng)閥門全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓,而在閥門開啟后，壓力表讀數(shù)降至0.2大氣壓。設(shè)管路入口至壓力表處的壓頭損失為0.5mH2O，求水的流量為若干m3/h？4.用泵將水從水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量損失為20J/kg，流量為36m3/h，高位槽與水池均為敞口。若泵的效率為60%，求泵的軸功率。（水的密度取為1000kg/m3）5.某臺(tái)板框式壓濾機(jī)的過(guò)濾面積為0.2m2，在壓差為1.5at下，以恒壓操作方式過(guò)濾一種懸浮液，2小時(shí)后得濾液40m2，過(guò)濾介質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)，試求：（1）若過(guò)濾面積加倍，其它情況不變，可得濾液多少m3?（2）若將操作時(shí)間縮短一半，其它情況不變，可得濾液多少m3?（3）若在原壓差下過(guò)濾2小時(shí)后，用5m3的水洗滌濾渣，需要多長(zhǎng)洗滌時(shí)間？6.在試驗(yàn)裝置中過(guò)濾鈦白的水懸浮液，過(guò)濾壓力為3at（表壓），求得過(guò)濾常數(shù)如下：K=5×10-5m2/s，qe=0.01m3/m2。又測(cè)出濾渣體積與濾液體積之比c=0.08m3/m3?，F(xiàn)要用工業(yè)壓濾機(jī)過(guò)濾同樣的料液，過(guò)濾壓力及所用濾布亦與實(shí)驗(yàn)時(shí)相同。壓濾機(jī)型號(hào)為BMY33/810-45。這一型號(hào)設(shè)備濾框空處長(zhǎng)與寬均為810mm，厚度為45mm，共有26個(gè)框，過(guò)濾面積為33m2，框內(nèi)總?cè)萘繛?.760m3。試計(jì)算：（1）過(guò)濾進(jìn)行到框內(nèi)全部充滿濾渣所需要過(guò)濾時(shí)間；（2）過(guò)濾后用相當(dāng)于濾液量1/10的清水進(jìn)行橫穿洗滌，求洗滌時(shí)間；（3）洗滌后卸渣、清理、裝合等共需要40分鐘，求每臺(tái)壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力，分別以每小時(shí)平均可得多少濾渣計(jì)。7.在并流換熱器中,用水冷卻油。水的進(jìn)、出口溫度分別為15℃和40℃,油的進(jìn)、出口溫度分別為150℃和100℃。現(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口溫度降至80℃,設(shè)油和水的流量、進(jìn)口溫度及物性均不變,若原換熱器的管長(zhǎng)為1m,求將此換熱器的管長(zhǎng)增加多少米才能滿足要求。換熱器的熱損失可忽略。8.一單程列管式換熱器,由直徑為Φ25×2.5mm的鋼管束組成。苯在換熱器的管內(nèi)流動(dòng),流量為1.25kg/s，由80℃冷卻到30℃，冷卻水在管間和苯呈逆流流動(dòng),進(jìn)口水溫為20℃,出口不超過(guò)50℃。已知水側(cè)和苯側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為1.70和0.85kW／(ｍ2·℃)，污垢熱阻和換熱器的熱損失可忽略，求換熱器的傳熱面積。苯的平均比熱為1.9kJ/(kg·℃),管壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m·℃)。9.氯仿（CHCl3）和四氯化碳（CCl4）的混合物在一連續(xù)精餾塔中分離。餾出液中氯仿的濃度為0.95（摩爾分率），餾出液流量為50kmol/h，平均相對(duì)揮發(fā)度=1.6，回流比R=2。求：

（1）塔頂?shù)诙K塔板上升的氣相組成；

（2）精餾段各板上升蒸氣量V及下降液體量L（以kmol/h表示）。10.今有含苯40%和甲苯60%(摩爾百分?jǐn)?shù)，下同)的混合液,欲用精餾塔分離出含苯95%的塔頂產(chǎn)品。進(jìn)料為飽和液體,塔內(nèi)平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5。若操作回流比取為最小回流比的1.5倍,寫出精餾段操作線方程。答案一、填空題1.85.4×103Pa;

-13.3×103Pa2.-1.687×105Pa3.70mm4.湍流;0.08m/s5.166.79.13m3/h7氣縛；氣蝕8.改變閥門開度；旁路調(diào)節(jié)9.先關(guān)出口閥后斷電10.底閥11.下降12.長(zhǎng)；寬13.414.2;115.導(dǎo)熱;對(duì)流;輻射。

16.黑度17.飽和蒸氣18.131.98℃;162.8℃19.0.9520.b、a21.泡點(diǎn);露點(diǎn)22.1;023.越易；124.塔頂液相回流25.提高二、計(jì)算題1.解：u1=u2，Z1=Z2，

u=V/A=(60000/890)/(3600×0.785×0.152)=1.06m/s

Re=duρ/μ=0.15×1.06×890/(181×10-3)=782

層流

λ=64/Re=64/782=0.0818

ΔP=λ(l/d)(u2/2)ρ=0.0818×(105/0.15)×(1.062/2)×890=2.72×107Pa

n=2.72×107/(1.57×107)=1.73

中途應(yīng)設(shè)一個(gè)加壓站2.解：（1）1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失

設(shè)導(dǎo)管在上游的連接處為截面1-1'，下游的連接處為截面2-2'，并通過(guò)管軸作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程

式中

Z1=Z2=0，u=ws/Aρ

m/s

m/s

∵，

∴J/kg

將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得

J/kg

（2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降

N/m23.解：閥門全閉時(shí)，由P2=ρgH，H=0.3×1.013×105/（1000×9.81）=3.1m

即水槽液面距閥門中心線的高度為3.1m。

閥門開啟時(shí)，以水槽液面為上游截面1-1'，壓力表處為下游截面2-2'，管路中心線為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式

Z1=H=3m，Z2=0，P1=0，P2=0.2×1.013×105Pa，u1≈0，Σhf/g=0.5mH2O

代入上式

3.1=0.2×1.013×105/（1000×9.81）+/（2×9.81）+0.5

解得

u2=3.24m/s

Vh=（π/4）d2u×3600=22.9m3/h4.解：設(shè)水池液面為1-1'截面，高位槽液面為2-2'，以水池液面為基準(zhǔn)水平面，在兩截面間列柏努利方程式。

Z1=0，Z2=50m，u1≈0，u2≈0，P1=P2=0（表壓），Σhf=20J/kg

∴we=9.81×50+20=510.5J/kg

水的質(zhì)量流率ws=36×1000/3600=10kg/s

有效功率

Ne=we·ws=510.5×10=5105W

軸功率

N=5105/0.6=8508.3W5.解：（1）因?yàn)楹銐哼^(guò)濾，且不考慮過(guò)濾介質(zhì)阻力

所以V2=KA2q

V2/V1=A2/A1

V2=V1A2/A1=2′40=80m2

(2)V22/V12=q2/q1

V2=V1(q2/q1)1/2=40′(1/2)0.5=28.3m2

(3)由V2=KA2q微分后：2VdV=KA2dq

dV/dq=KA2/2V

(dV/dq)W=(dV/dq)E/4=KA2/8V=V/8q

=40/(8′2)=2.5m2/h

qW=5/2.5=2h6.解（1）一個(gè)操作周期可得濾液體積（2）最終過(guò)濾速率由過(guò)濾基本方程微分求得：洗滌速率為最終過(guò)濾速率的1/4。洗滌水量為：（3）操作周期為：生產(chǎn)能力：7.解：原平均溫度差

Δt1=150-15=135℃,Δt2=100-40=60℃

Δtm=（135-60）/ln（135/60）=92.5℃

由熱量衡算

Q=WhCph（T1-T2）=WcCpc（t2-t1）

WhCph/WcCpc=（t2-t1）/（T1-T2）=（40-15）/（150-100）=0.5

當(dāng)油的溫度降至80℃時(shí),由熱量衡算得

Q=WhCph（150-80）=WcCpc（t2'-15）

或

WhCph/WcCpc=（t2'-15）/（150-80）=0.5

解得

t2'=50℃

新的平均溫度差，Δt1=150-15=135℃,Δt2=80-50=30℃，

Δtm'=（135-30）/ln（135/30）=69.8℃

由傳熱速率方程可分別得

原換熱器

WhCph（150-100）=KSΔtm=KnπdL（92.5）

新?lián)Q熱器

WhCph（150-80）=KS'Δtm=KnπdL'（69.8）

∴

L'=（70/50）×（92.5/69.8）×1=1.855m

ΔL=1.855–1=0.855m8.解：由總傳熱速率方程式

Q=KOSOΔtm

式中

Q=WhCph（T1–T2）=1.25×1.9×103×（80-30）=118.8kW

kW／(ｍ2·℃)

℃

∴m29.解：（1）由題知，y1=xD=0.95，R=2

由相平衡方程

，

得

即

由精餾段操作線方程

則

（2）V=L+D，L/D=R，V=（R+1）D

∴V=3×50=150kmol/h，

L=2×50=100kmol/h10.解：因是泡點(diǎn)進(jìn)料，xq=xF

由相平衡方程

最小回流比

回流比

R=1.5Rmin=1.5×1.44=2.16

精餾段操作線方程

大型化工裝置拆除運(yùn)輸方案一、工程概況二、運(yùn)輸路線三、運(yùn)輸時(shí)間安排四、運(yùn)輸車組車輛配置五、車組操作程序六、公路運(yùn)輸安全措施七、運(yùn)輸安全保證措施工程概況：拆除，我公司負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)蹉^下接貨，走公路至大慶市油田現(xiàn)場(chǎng)車面交貨。貨物基本信息如表：序號(hào)設(shè)備名稱外形尺寸（cm）重量（t）數(shù)量（臺(tái)）預(yù)計(jì)裝車時(shí)間1煉油設(shè)備各種2023.09，152煉油設(shè)備2023.10未完工二、運(yùn)輸路線：1.運(yùn)輸起止地：四、運(yùn)輸車組車輛配置序號(hào)1運(yùn)輸車組車輛配置1號(hào)車組參數(shù)表1廠牌陜汽產(chǎn)地中國(guó)型號(hào)F2000驅(qū)動(dòng)形式6×4發(fā)動(dòng)機(jī)功率440匹馬力最大扭矩2200Nm/1000-1500rpm輪胎1200R20橋荷（噸）前8后32自重（噸）10外形尺寸7.36米×2.5米×3.3米牽引重（噸）200配備數(shù)量1臺(tái)低平板參數(shù)表2軸線數(shù)2縱11軸軸載（噸）25輪胎數(shù)88單胎載荷3.125自重（噸）50載重量（噸）250外形尺寸長(zhǎng)17米，寬3.4米，高1.07米數(shù)量1部車組參數(shù)表3車貨總重車組總長(zhǎng)車組總寬車組運(yùn)行高度25米序號(hào)2運(yùn)輸車組車輛配置2號(hào)車組參數(shù)表1廠牌東風(fēng)產(chǎn)地中國(guó)型號(hào)DFL4251A2驅(qū)動(dòng)形式6×4發(fā)動(dòng)機(jī)功率380匹馬力最大扭矩1800Nm/1000-1500rpm輪胎1200R20橋荷（噸）前8后32自重（噸）8外形尺寸7.36米×2.5米×3.3米牽引重（噸）80配備數(shù)量1臺(tái)低平板參數(shù)表2軸線數(shù)3橋軸載（噸）17輪胎數(shù)12單胎載荷4.25自重（噸）16載重量（噸）80外形尺寸長(zhǎng)12米，寬3.2米，高0.7米數(shù)量1部車組參數(shù)表3車貨總重車組總長(zhǎng)車組總寬車組運(yùn)行高度80噸20米3.2米4.5米五、車組操作程序（1）掛車的組裝接貨前，按設(shè)備的參數(shù)配備好適合的牽引頭，拼好所需軸線板。（2）掛車組裝載流程按照既定路線在廠方人員帶領(lǐng)下進(jìn)入車間指定地點(diǎn)接貨，接貨時(shí)板車縱向中心線對(duì)齊貨物縱向中心線，貨物重心與板車承載中心重疊，并在設(shè)備與板車接觸地放上薄橡膠皮，封固貨物，苫好苫布（3）封車加固在設(shè)備的每個(gè)吊點(diǎn)處采用下壓式八字加固法進(jìn)行捆扎，每個(gè)捆扎點(diǎn)用5噸手拉葫蘆和鋼絲繩捆扎。加固時(shí)鋼絲繩、手拉葫蘆等與變壓器接觸點(diǎn)用墊好以防摩擦刮傷設(shè)備表面油漆。所用工裝、索具與變壓器有接觸的部位都要用膠皮片進(jìn)行隔離。（4）捆扎加固措施要切實(shí)可行的做好捆扎加固工作，捆扎前要檢查捆扎索具的完好度，如有索具磨損嚴(yán)重情況，堅(jiān)決禁止使用。捆扎要牢固可靠，同時(shí)又不得損傷設(shè)備，在設(shè)備與車輛之間要加墊薄橡膠皮增大摩擦系數(shù)，無(wú)吊點(diǎn)設(shè)備應(yīng)征求業(yè)主方技術(shù)人員的意見(jiàn)。六、公路運(yùn)輸安全措施（1）車組裝載后，起步前司機(jī)及施工人員再次檢查裝載、封車等情況。清除影響行車中的不安全因素，確認(rèn)牽引車和板車狀況正常后方可起車。行駛一公里再次檢查裝載、封車等情況。并在運(yùn)輸途中適時(shí)安排車況檢查及貨物綁扎情況。（2）參加運(yùn)輸?shù)乃腥藛T（項(xiàng)目經(jīng)理、駕駛員、乘員）應(yīng)提前溝通確定，所使用的指揮信號(hào)，如：起車、慢行、緩行、停車等，并在運(yùn)輸過(guò)程中正確使用。用對(duì)講機(jī)聯(lián)絡(luò)時(shí)，要事先調(diào)整好頻道，檢查試用無(wú)誤后再使用。（3）在主變運(yùn)輸途中，板車前后布置開道車輛和聯(lián)絡(luò)人員，勤和交警、路政人員聯(lián)絡(luò)安排好行車、會(huì)車、超車等問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。（4）開道車與大件運(yùn)輸車輛應(yīng)密切聯(lián)系，遇到道路施工、道路狹窄、路肩不實(shí)等特殊情況，嚴(yán)禁靠邊行駛，。必要時(shí)與有關(guān)部門聯(lián)系封道單線居中通行，防止造成交通堵塞，保證板車順利行駛。（5）通過(guò)彎道時(shí)必須在運(yùn)輸指揮人員的指揮下通過(guò)，并在牽引車、平板車前、后端及左右側(cè)設(shè)人監(jiān)護(hù)，防止刮擦周邊設(shè)施或障礙。（6）沿途穿過(guò)電力線、通訊線、廣播線等高空障礙時(shí)應(yīng)減速行駛，應(yīng)注意保持對(duì)電力線路的安全距離，如有礙安全通行，使用竹質(zhì)材料或干燥木質(zhì)材料加工制作排障撐桿，要堅(jiān)固、耐用、輕便，使用人員要戴絕緣手套、穿絕緣膠鞋。通過(guò)需做停電的高壓線路時(shí)，務(wù)必以接到可靠的書面正式通知為準(zhǔn)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)安全通過(guò)。（7）沿途排障作業(yè)應(yīng)指定專人負(fù)責(zé)統(tǒng)一指揮，指揮信號(hào)應(yīng)清晰、醒目、明確、及時(shí)、果斷。作業(yè)人員應(yīng)注意過(guò)往車輛、行人，避免發(fā)生交通事故。（8），在運(yùn)輸過(guò)程中不允許出現(xiàn)任何沖撞。運(yùn)輸途中盡可能避開陡坡和坑洼不平路面，并盡可能保持勻速行駛，不允許急劇轉(zhuǎn)向和緊急剎車或急牽引。（9）公路運(yùn)輸時(shí)，其速度為高速公路40km/h一級(jí)公路20km/h勻速行駛。普通公路車速應(yīng)控制在10km/h以內(nèi)。（10）在運(yùn)輸過(guò)程中，橋身可以升高降低，行程1米，用于通過(guò)凸形道路和鉆越高空障礙；橋身自動(dòng)調(diào)平以適應(yīng)道路橫坡。（11）在運(yùn)輸過(guò)程中傾斜角不得超過(guò)10度，在坡道處隨時(shí)調(diào)節(jié)工作臺(tái)的高度，使變壓器始終處于水平狀態(tài)。保持變壓器的平穩(wěn)。（12）由專人統(tǒng)一指揮上坡聯(lián)合牽引、頂推作