過程設(shè)備設(shè)計復(fù)習(xí)題及答案6——8過程設(shè)備設(shè)計復(fù)習(xí)題及答案6——8過程設(shè)備設(shè)計復(fù)習(xí)題及答案6——8xxx公司過程設(shè)備設(shè)計復(fù)習(xí)題及答案6——8文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度過程設(shè)備設(shè)計復(fù)習(xí)題及答案換熱設(shè)備根據(jù)結(jié)構(gòu)來分，下面各項中那個不屬于管殼式換熱器：（B）

A.固定管板式換熱器

B.蓄熱式換熱器

C.浮頭式換熱器

形管式換熱器常見的管殼式換熱器和板式換熱器屬于以下哪種類型的換熱器：（C）

A.直接接觸式換熱器

B.蓄熱式換熱器

C.間壁式換熱器

D.中間載熱體式換熱器下面那種類型的換熱器不是利用管程和殼程來進行傳熱的：（B）

A.蛇管式換熱器

B.套管式換熱器

C.管殼式換熱器

D.纏繞管式換熱器下列關(guān)于管式換熱器的描述中，錯誤的是：（C）

A.在高溫、高壓和大型換熱器中，管式換熱器仍占絕對優(yōu)勢，是目前使用最廣泛的一類換熱器。

B.蛇管式換熱器是管式換熱器的一種，它由金屬或者非金屬的管子組成，按需要彎曲成所需的形狀。

C.套管式換熱器單位傳熱面的金屬消耗量小，檢測、清洗和拆卸都較為容易。

D.套管式換熱器一般適用于高溫、高壓、小流量流體和所需要的傳熱面積不大的場合。下列措施中，不能起到換熱器的防振效果的有：（A）

A.增加殼程數(shù)量或降低橫流速度。

B.改變管子的固有頻率。

C.在殼程插入平行于管子軸線的縱向隔板或多孔板。

D.在管子的外邊面沿周向纏繞金屬絲或沿軸向安裝金屬條。

按照換熱設(shè)備熱傳遞原理或傳遞方式進行分類可以分為以下幾種主要形式：（ABC）

A.

直接接觸式換熱器

B.

蓄熱式換熱器

C.

間壁式換熱器

D.

管式換熱器

下面屬于管殼式換熱器結(jié)構(gòu)的有：（ABCD）

A.

換熱管

B.

管板

C.

管箱

D.

殼體

引起流體誘導(dǎo)振動的原因有：（ACD）

A.

卡曼漩渦

B.

流體密度過大

C.

流體彈性擾動

D.

流體流速過快

傳熱強化的措施有：（BCD）

A.

提高流量

B.

增加平均傳熱溫差

C.

擴大傳熱面積

D.

提高傳熱系數(shù)

下列關(guān)于管殼式換熱器的描述中，錯誤的是：（CD）

A.管殼式換熱器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、能承受較高的壓力。

B.管殼式換熱器適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢并能進行清洗的場合。

C.管殼式換熱器適用于管、殼程兩側(cè)溫差較大或者殼側(cè)壓力較高的場合。

D.在管殼式換熱器中，當(dāng)管束與殼體的壁溫或材料的線膨脹系數(shù)相差不大時，殼體和管束中將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力6．換熱設(shè)備(對)

套管式換熱器具有結(jié)構(gòu)簡單，工作適應(yīng)范圍大，傳熱面積增減方便的特點(錯)

通過增加管程流量或增加橫流速度可以改變卡曼漩渦頻率，從而消除散熱器的振動。(對)

余熱鍋爐是在工業(yè)中用來回收余熱的一種鍋爐，它的基本結(jié)構(gòu)和一般鍋爐相似。(錯)

余熱鍋爐的使用會增加對環(huán)境的污染(對)

使用余熱鍋爐能夠提高熱能總利用率，節(jié)約一次能源消耗。(錯)

在換熱設(shè)備中，采用大直徑的換熱管可以增大傳熱面積。(錯)

在換熱設(shè)備中，換熱管的管徑愈小，耐壓愈高。(對)

管內(nèi)翅片雖然增加了傳熱面積，但是也改變了流體在管內(nèi)的流動形勢和阻力分布，泵功率的損失也會相應(yīng)增加。(錯)

管子的固有頻率可以通過精確的計算獲得。(對)

板式換熱器可用于處理從水到高黏度的液體的加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)等過程，適用于經(jīng)常需要清洗，工作環(huán)境要求十分緊湊的場合。6．換熱設(shè)備換熱設(shè)備有哪幾種主要形式

按換熱設(shè)備熱傳遞原理或傳熱方式進行分類，可分為以下幾種主要形式：

1.直接接觸式換熱器

利用冷、熱流體直接接觸，彼此混合進行換熱。

2.蓄熱式換熱器

借助于由固體構(gòu)成的蓄熱體與熱流體和冷流體交替接觸，把熱量從熱流體傳遞給冷流體。

3.間壁式換熱器

利用間壁（固體壁面）冷熱兩種流體隔開，熱量由熱流體通過間壁傳遞給冷流體。

4.中間載熱體式換熱器

載熱體在高溫流體換熱器和低溫流體換熱器之間循環(huán)，在高溫流體換熱器中吸收熱量，在低溫流體換熱器中把熱量釋放給低溫流體。間壁式換熱器有哪幾種主要形式各有什么特點

1.管式換熱器

按傳熱管的結(jié)構(gòu)形式不同大致可分為蛇管式換熱器、套管式換熱器、纏繞管式換熱器和管殼式換熱器。

在換熱效率、結(jié)構(gòu)緊湊性和單位傳熱面積的金屬消耗量等方面不如其它新型換熱器，但它具有結(jié)構(gòu)堅固、可靠、適應(yīng)性強、易于制造、能承受較高的操作壓力和溫度等優(yōu)點。在高溫、高壓和大型換熱器中，管式換熱器仍占絕對優(yōu)勢，是目前使用最廣泛的一類換熱器。

2.板面式換熱器

按傳熱板面的結(jié)構(gòu)形式可分為：螺旋板式換熱器、板式換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板式換熱器。

傳熱性能要比管式換熱器優(yōu)越，由于其結(jié)構(gòu)上的特點，使流體能在較低的速度下就達到湍流狀態(tài)，從而強化了傳熱。板面式換熱器采用板材制作，在大規(guī)模組織生產(chǎn)時，可降低設(shè)備成本，但其耐壓性能比管式換熱器差。

3.其他一些為滿足工藝特殊要求而設(shè)計的具有特殊結(jié)構(gòu)的換熱器，如回轉(zhuǎn)式換熱器、熱管換熱器、聚四氟乙烯換熱器和石墨換熱器等。管殼式換熱器主要有哪幾種形式

1.固定管板式：結(jié)構(gòu)簡單，承壓高，管程易清潔，可能產(chǎn)生較大熱應(yīng)力；適用殼側(cè)介質(zhì)清潔；管、殼溫差不大或大但殼側(cè)壓力不高。

2.浮頭式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無熱應(yīng)力、管間和管內(nèi)清洗方便，密封要求高。適用殼側(cè)結(jié)垢及大溫差。

形管式：結(jié)構(gòu)比較簡單，內(nèi)層管不能更換；適用管內(nèi)清潔、高溫高壓。

4.填料函式：結(jié)構(gòu)簡單，管間和管內(nèi)清洗方便，填料處易泄漏；適用4MPa以下，溫度受限制。換熱器流體誘導(dǎo)震動的主要原因有哪些相應(yīng)采取哪些防震措施

1.強度脹（密封與抗拉脫弱，無縫隙）；

2.強度焊（密封與抗拉脫強，有縫隙，存在焊接殘余熱應(yīng)力）；

3.脹焊并用（先焊后脹，至少保證其中之一抗拉脫）。換熱管與管板有哪幾種連接方式各有什么特點橫向流誘導(dǎo)振動的主要原因有：卡曼漩渦、流體彈性擾動、湍流顫振、聲振動、射流轉(zhuǎn)換。

在橫流速度較低時，容易產(chǎn)生周期性的卡曼漩渦，這時在換熱器中既可能產(chǎn)生管子的振動，也可能產(chǎn)生聲振動。當(dāng)橫流速度較高時，管子的振動一般情況下是由流體彈性不穩(wěn)定性激發(fā)振動，但不會產(chǎn)生聲振動。只有當(dāng)橫流速度很高，才會出現(xiàn)射流轉(zhuǎn)換而引起管子的振動。為了避免出現(xiàn)共振，要使激振頻率遠離固有頻率?？赏ㄟ^改變流速、改變管子固有頻率、增設(shè)消聲板、抑制周期性漩渦、設(shè)置防沖板或?qū)Я魍驳韧緩絹韺崿F(xiàn)。換熱設(shè)備傳熱強化可采用哪些途徑來實現(xiàn)要使換熱設(shè)備中傳熱過程強化，可通過提高傳熱系數(shù)、增大換熱面積和增大平均傳熱溫差來實現(xiàn)。提高對流傳熱系數(shù)的方法又可分為有功傳熱強化和無功傳熱強化：1.有功傳熱強化應(yīng)用外部能量來達到傳熱強化目的，如攪拌換熱介質(zhì)、使換熱表面或流體振動、將電磁場作用于流體以促使換熱表面附近流體的混合等技術(shù)。2.無功傳熱強化無需應(yīng)用外部能量來達到傳熱強化的目的。在換熱器設(shè)計中，用的最多的無功傳熱強化法是擴展表面，它既能增加傳熱面積，又能提高傳熱系數(shù)。a.如槽管、翅片可增加近壁區(qū)湍流度，設(shè)計結(jié)構(gòu)時要注意優(yōu)先增強傳熱系數(shù)小的一側(cè)的湍流度。b.改變殼程擋板結(jié)構(gòu)（多弓形折流板、異形孔板、網(wǎng)狀整圓形板），減少死區(qū)。改變管束支撐結(jié)構(gòu)（桿式支撐），減少死區(qū)。7．塔設(shè)備塔設(shè)備由那幾部分組成各部分的作用是什么

無論是填料塔還是板式塔，除了各種內(nèi)件之外，均由塔體、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平臺等組成。

（具體作用參考課本）填料塔中液體分布器的作用是什么

液體分布器安裝于填料上部，它將液相加料及回流液均勻地分布到填料的表面上，形成液體的初始分布。試分析塔在正常操作、停工檢修和壓力試驗等三種工況下的載荷1.質(zhì)量載荷塔體、裙座、塔內(nèi)件、塔附件、操作平臺及扶梯質(zhì)量、偏心載荷（再沸器、冷凝器等附屬設(shè)備）；操作時物料質(zhì)量；水壓試驗時充水質(zhì)量；2.偏心載荷（彎矩）3.風(fēng)載荷4.地震載荷（垂直與水平）5.內(nèi)壓或外壓6.其他塔在正常操作、停工檢修和壓力試驗等三種工況下的載荷是上述各種載荷的組合，請讀者自己思考。簡述塔設(shè)備設(shè)計的基本步驟。根據(jù)內(nèi)壓計算塔體厚度后，對正常操作、停工檢修及壓力試驗工況分別進行軸向最大拉伸應(yīng)力與最大壓縮應(yīng)力的校核。如不滿足要求，則需調(diào)整塔體厚度，重新進行應(yīng)力校核。如何確定筒體軸向應(yīng)力（思路）內(nèi)壓或外壓引起重力引起垂直地震力最大彎矩（風(fēng)載、水平地震力、偏心彎矩）塔設(shè)備振動的原因有哪些如何預(yù)防振動安裝于室外的塔設(shè)備，在風(fēng)力的作用下，將產(chǎn)生兩個方向的振動。一種是順風(fēng)向的振動，即振動方向沿著風(fēng)的方向；另一種是橫向振動，即振動方向沿著風(fēng)的垂直方向，又稱橫向振動或風(fēng)的誘導(dǎo)振動。為了防止塔的共振，塔在操作時激振力的頻率(即升力作用的頻率或旋渦脫落的頻率)fv不得在塔體第一振型固有頻率的~倍范圍內(nèi)?？刹扇∫韵麓胧┻_到這一目的：1.增大塔的固有頻率。2.采用擾流裝置。3.增大塔的阻尼。塔設(shè)備設(shè)計中，哪些危險界面需要校核軸向強度和穩(wěn)定性

1.裙座底部截面及孔中心橫截面是危險截面。

2.筒體與群座連接處的橫截面。8．反應(yīng)設(shè)備反應(yīng)設(shè)備有哪幾種分類方法簡述幾種常見的反應(yīng)設(shè)備的特點。

反應(yīng)設(shè)備可分為化學(xué)反應(yīng)器和生物反應(yīng)器。前者是指在其中實現(xiàn)一個或幾個化學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)物通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻?yīng)產(chǎn)物的設(shè)備；后者是指為細胞或酶提供適宜的反應(yīng)環(huán)境以達到細胞生長代謝和進行反應(yīng)的設(shè)備。（具體分類見課本反應(yīng)器分類）機械攪拌反應(yīng)器主要由哪些零部件組成

攪拌反應(yīng)器由攪拌容器和攪拌機兩大部分組成。攪拌容器包括筒體、換熱元件及內(nèi)構(gòu)件。攪拌器、攪拌軸及其密封裝置、傳動裝置等統(tǒng)稱為攪拌機。攪拌容器的傳熱元件有哪幾種各有什么特點

常用的換熱元件有夾套和內(nèi)盤管。當(dāng)夾套的換熱面積能滿足傳熱要求時，應(yīng)優(yōu)先采用夾套，這樣可減少容器內(nèi)構(gòu)件，便于清洗，不占用有效容積。

夾套的主要結(jié)構(gòu)型式有：整體夾套、型鋼夾套、半圓管夾套和蜂窩夾套等。

（具體結(jié)構(gòu)特征請參照課本）

攪拌器在容器內(nèi)的安裝方法有哪幾種對于攪拌機頂插式中心安裝的情況，其流型有什么特點

對于攪拌機頂插式中心安裝的立式圓筒，有三種基本流型：徑向流，軸向流，切向流。

除中心安裝的攪拌機外，還有偏心式、底插式、側(cè)插式、斜插式、臥式等安裝方式。常見的攪拌器有哪幾種簡述各自特點。

1.漿式攪拌器用于低粘度，轉(zhuǎn)速較高，小容積；

2.推進式攪拌器用于低粘度，轉(zhuǎn)速高，循環(huán)能力強，可用于大容積攪拌；

3.渦輪式用于中粘度達，范圍較廣，轉(zhuǎn)速較高，中容積；

4.錨式用于高粘最高達，轉(zhuǎn)速較低。渦輪式攪拌器在容器中的流型及其應(yīng)用范圍

渦輪式攪拌器是應(yīng)用較廣的一種攪拌器，能有效地完成幾乎所有的攪拌操作，并能處理粘度范圍很廣的流體。渦輪式攪拌器可分為開式和盤式二類。渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團分散得很細，適用于低粘度到中等粘度流體的混合、液—液分散、液—固懸浮，以及促進良好的傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。平直葉剪切作用較大，屬剪切型攪拌器。彎葉是指葉片朝著流動方向彎曲，可降低功率消耗，適用于含有易碎固體顆粒的流體攪拌。

平直葉、后彎葉為徑向流型。在有擋板時以槳葉為界形成上下兩個循環(huán)流。折葉的還有軸向分流，近于軸流型

生物反應(yīng)容器中選用的攪拌器時應(yīng)考慮的因素

生物反應(yīng)器中常常采用機械攪拌式反應(yīng)器。發(fā)酵罐所處理的對象是微生物，它的繁殖、生長，與化學(xué)反應(yīng)過程有很大的區(qū)別，在設(shè)計中還要充分考慮以下因素：

(1)生物反應(yīng)器都是在多相體系中進行的，發(fā)酵液粘度是變化的，生物顆粒具有生命活力，其形態(tài)可能隨著加工過程的進行而變化。

(2)大多數(shù)生物顆粒對剪切力非常敏感

剪切作用可能影響細胞的生成速率和組成比例，因此對攪拌產(chǎn)生的剪切力要控制在一定的范圍內(nèi)。

(3)大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣

氧氣對需氧菌的培養(yǎng)至關(guān)重要，只要短暫缺氧，就會導(dǎo)致菌體的失活或死亡。而氧在水中溶解度極低，因此氧氣的供應(yīng)就成為十分突出的問題。攪拌軸的設(shè)計需要考慮哪些因素設(shè)計攪