化工设计复习题及答案
第一章
1、简述化工设计的概念、作用与分类。
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。
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：（1）标准设计；（2）因地制宜设计；（3）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。
主要分为：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。
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？
主要包括：1.1设计准备；1.2方案设计，根据有关的基础理论对不同的生产方法和工艺流程要对比分析；1.3化工计算，包括：物料衡算、能量衡算以及设备工艺计算和选型三方面内容；1.4车间布置，确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式；1.5化工管路设计，确定装置的全部管线、阀件、管件以及管架及其位置，以满足生产工艺要求；1.6提供设计条件；1.7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？
考虑的主要因素为：（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？
对生产车间的要求：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，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。
对辅助生产车间的要求：（1）锅炉房尽可能布置在用蒸汽较多的地方（可成减少热损失，缩短管路），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。
对行政办公楼的要求：应建在工厂外，最好位于工厂的上风位置。居民住宅应在厂区外面，并在上风位置。
对道路的要求：厂内人行道，一般为1.8～2.0米宽（上、下班通过人数而定）；
厂内公路宽度不应小于5米，能允许两辆大卡车面对面通过，同时应考虑输送路线的循环性，避免交通阻塞。总图的布置，还应考虑美化环境，改善劳动条件等，如植树、种花、种草以净化空气。
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。
第三章
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。
主要是从以下几个方面来论证的：生产技术；工业化生产的条件；技术经济指标；
“三废”处理；自动化水平。
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？
第一步：流程草图；
作用：用来表示整个工厂或车间生产流程
第二步：物料流程图；
作用：以图形与表格相结合的形式来反映物料衡算和热量衡算的结果第三步：带控制点的工艺流程图。
作用：编入设计阶段文件。
3、化工工艺流程设计的任务是什么？
任务是：（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，就是与图解的形式表示物料所经过的工艺过程及设备、物料组成和能量所发生的变化及流向。
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？
第一，绘制流程草图；第二，绘制物料流程图；第三，绘制带控制点的工艺流程图；
图线规定：工艺物料管道用粗实线绘制，辅助物料管线用中实线绘制，仪表管线用细实线或细虚线绘制；
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？
?作用：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，应遵守质量守恒的原则。
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？
?作用：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，如发现不经济合理，要考虑改进设备或工艺，重新进行计算，直到合理为止，其主要任务：（1）计算加热剂或冷却剂的用量，为其它工程提供设计依据（如供水、汽等）；（2）计算由设备传递的热量，为改进设备和设备设计提供依据；（3）通过计算，分析工程设计和操作中热量利用是否合理，以
提高利用热量的水平。计算是遵守能量守恒定理。
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？
?主要任务是：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。
?所选设备要求：基本要求是要全面贯彻“先进、适用、高效、安全、可靠、省材和节资”等原则。
?1.1技术经济指标要求，主要包括单位生产能力、消耗系数、设备价格、管理费用和产品总成本。
?1.2设备结构上的要求，主要包括强度、刚度、耐久度、用材和制造、操作和检修、运输方便。
?
4、一反应分离系统，将150kmol/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。
5、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。
第五章
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、试述换热器和容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。
容器：（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。
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、试述换热器的车间布置形式及其特点。
6、简述容器的几种形式和在车间中的布置情况与特点。
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？
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？
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？
3、如何绘制化工管路图？
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；
化工热力学试验讲义 李俊英 齐鲁工业大学 化学与制药工程学院 化学工程与工艺实验室 2013.10
实验一二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定气体的压力、体积、温度(p、v、t)是物质最基本的热力学性质：pvt数据不仅是绘制真实气体压缩因子固的基础，还是计算内能、始、嫡等一系列热力学函数的根据。在众多的热力学性质中，由于pvt参数可以直接地精确测量，而大部分热力学函数都可以通过pvt参数关联计算，所以气体的pvt性质是研究其热力学性质的基础和桥梁。了解和掌握真实气体pvt性质的测试方法，对研究气体的热力学性质具有重要的意义。 一、实验目的 1. 了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。 2. 加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。 3. 掌握CO2的p-v-t关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。 4. 学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。 二、实验内容 1. 测定CO2的p-v-t关系。在p-v坐标图中绘出低于临界温度(t=20℃)、临界温度(t=31.1℃)和高于临界温度(t=40℃)的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析差异原因。 2. 测定CO2在低于临界温度时，饱和温度与饱和压力之间的对应关系。 3. 观测临界状态 (1) 临界状态时近汽液两相模糊的现象。 (2) 汽液整体相变现象。 (3) 测定的CO2的t c,p c,v c等临界参数，并将实验所得的v c值与理想气体状态方程和范德华方程的理论值相比较，简述其差异原因。 三、实验装置 实验装置由压力台、恒温器、试验本体、及其防护罩三大部分组成。 1.整体结构：见图1。 2.本体结构：见图2。
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
应用化工热力学课程设计任务书
题目一： 设计完全互溶体系低压条件下，气液平衡泡点温度和气相组成的计算程序。并采用该程序计算甲醇（1）—水（2）体系： 1，压力为101.325KPa,液相组成x1=0.40时的泡点温度和气相组成. 2，压力为101.325KPa,液相组成x1=0.30时的泡点温度和气息组成. 已知该体系液相活度系数满足Wilson方程，A12=0.2972，A21=1.3192。
涉及公式 Wilson方程：lnr1=-ln(x1+x2*A12)+x2[A12/(x1+x2*A12)-A21/(x2+x1*A12)]; lnr2=-ln(x2+x1*A21)+x1[A21/(x2+x1*A21)-A12/(x1+x2*A21)]; 其中A12=0.2972，A21=1.3192； r1：甲醇的活度，r2表示水的活度； x1：液相中甲醇的摩尔分数；x2：液相中水的摩尔分数； 查得的安托万方程lnP i s=A-B/(T+C),P i s单位是mmHg，T的单位是K。 甲醇安托万方程参数如下：A=18.5875，B=3626.55，C=-34.29, 水的安托万方程参数如下：A=18.3036，B=3816.44，C=-46.13 y1= x1* r1* P1s/p; y2= x2* r2* P2s/p; P1s：甲醇的饱和蒸汽压，单位：Pa； P2s：水的饱和蒸汽压，单位：Pa y1：气相中甲醇的摩尔分数；y2：气相中水的摩尔分数； p：给定环境压力，单位：Pa；T：所求温度，单位:T 题目二： 有一台并流换热器，燃气的压力为0.1013Mpa，温度为1400K，换热后温度降至810K。水以1.2吨/h，1Mpa，423K进入换热器，产生1Mpa，533K的过热 =4.56KJ/Kg· K。大气环境温度为298K，燃气可蒸汽送出，燃气的平均热容C p 燃 视为理想气体，忽略换热过程压降，假设燃气放出的热量全部被水吸收。 ⑴计算该过程的有效能损失及目的有效能效率。 ⑵试画出换热器的热利用线图，并由此图讨论如何降低换热器换热过程的有效能损失。
一、填空（共10题，每题2分，共20分） 1、创新就是“建立一种新的生产函数”，即企业实行对生产要素的“新的组合”。它包括五种情况：①引入一种新产品或提供一种产品的新质量；②采用一种新的生产方法；③开辟一个新的市场；④获得一种原料或半成品的新的供给来源；⑤实现一种新的产业组织方式或企业重组，如创造一种垄断地位或打破垄断地位。 2、作为企业的一项重要的经济活动，技术创新的主要特征可归结为以下几个方面：(1)创造性(2)累积性(3)效益性(4)扩散性(5)风险性。 3、技术创新的风险性主要体现在以下三个方面：一是技术风险，二是市场风险，三是社会风险。 4、按照技术创新对象的不同，我们可以将技术创新分为产品创新和过程创新。 5、联想思维法则具有4种类型：具象类比；抽象类比；拟人类比；幻想类比。 6、分解与组合思维法则主要有：主要功能与辅助功能的组合；同种功能的组合；无关功能的组合；不同功能关系的组合四种组合方式。 7、化工技术开发过程有许多工作要作，但其主要的任务有如下三个方面：①开发新产品、新工艺以及新的原料路线；②对现有的生产技术进行革新和改造；③消化引进国外先进技术。其中除工艺技术外，还包括设备仪表及配备的助剂和催化剂等的国产化。 8、初步可行性研究要解决的问题有：1）投资机会是否有希望；2）是否需要进行下一步可行性研究；3）有哪些关键性问题需做辅助研究（比如市场调查、实验室试验、中间工厂试验等）。 9、市场预测主要包括的内容有：①预测生产的发展和变化趋势；②预测市场容量及其变化；③预测对外贸易的变化；④预测市场价格的变化；⑤预测消费者需求的变化；⑥预测市场占有率。 10、工艺路线的选择原则是“技术上先进，经济上有利”。 11、按项目性质分类化工设计可分：①新建项目设计；②重复建设项目设计；③已有装置的改造设计三类。 12、设计任务书报批时，还应附上①可行性研究报告；②征地和外部协作条件意向书； ③厂区总平面布置图；④资金来源及筹措情况这四个附件。 13、工艺流程设计包含①生产方法和工艺流程的选择；②工艺流程设计；③工艺流程图绘
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
化工设计概论试题副本 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
一．填空题 1.新建项目设计包括新产品设计和采用新或新技术的产品设计。 2.设计代表的任务是参加基本建设的和安装。 3.化工计算包括工艺设计中的、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。 4.设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和时必然涉及到的因 素。 5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明的名称来源及去向。 6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注和名称。 7.对于连续操作过程，选用作为基准是很自然的。 8.工艺设计的任务是根据工艺需要，计算并某种型号设备，以便订货。 9.根据工艺流程的特点，确定反应釜是操作还是间歇操作。 10.设备布置首先要满足工艺和工艺条件的要求。 11.化工厂使用最多的换热器是换热器与再沸器。 12.真空管线应尽量短，尽量减少弯头和以降低阻力，达到更高的真空度。 13.管架是用来、固定和约束管道的。
14.循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生并在管壁上结 垢。 15.物质的燃烧必须具备个条件。 16.化工设计可根据性质分类，也可按设计性质分类。 17.施工图设计的任务是根据审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问 题。 18.扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：和说明书的附图、附 表。 19.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 径和管道等级。 20.执行器的图形符号由机构和调节机构两部分组合而成。 21.加压操作的塔可分为出料和液相出料两种。 22.物料衡算的理论根据是定律。 23.流量大而扬程不高时可选用单级。 24.对于釜式反应器，依靠来实现物料流动和混合接触。 25.车间设备布置是确定各个设备在车间和立面上的位置。 26.容器分贮存容器与原料及成品贮罐两类。
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：
化工设计试卷 一选择题。（2分，共30分） 1．化工厂设计是一种创意性的活动，它包括（D ）。 A 工程设计 B 工艺设计 C 非工艺设计 D B和C 2．如想要设计一个沼气工厂，我们应该先写一个（C ） A 工艺流程图 B 物料衡算表 C 项目建议书 D 土地审批报告 3．物料衡算的作用是：（B ） ①确定主要原材料及辅助材料的用量，主产品、副产品、中间产物的生成量，并以此确定储备、运输规模、储运以及处理规模； ②确定设备的规模、负荷、热交换以及公用工程等细节； ③确定过程中各股物流的组成和流量，为能量衡算做准备； ④确定“三废”生产量及性质； ⑤为管路设计提供依据； A ①③ B ①②③④⑤ C ①③⑤ D ③④ 4．为了正确贯彻执行各项方针政策和已经确定的设计方案，保证设计质量，工艺专业设计人员应认真负责地编制各专业的设计条件，并确保设计条件的（ A ）。 ①完整性②可行性③正确性④独立性 A ①③ B ①② C ③④ D ①④ 5．在工艺设计的节能措施中，应保证（D ） ①能源选择的合理性②能源利用的合理性③“三废”处理的合理性 A ① B ② C ③ D ①② 6．在管道仪表流程图中，用（D ）号字来标注设备名称、备注栏、详图的提首字。 A 4 B 6 C 3 D 7 7．在一般的化工工艺计算中，选择基准大致有以下（C ）种： ①时间基准；②质量基准；③体积基准； A ①② B ②③ C ①②③ D ①③ 8．在化工设备的选用中，应遵循以下原则（D ）。 ①合理性；②先进性；③安全性；④经济性；⑤系统性； A ①③④ B ①②③ C ①③④⑤ D ①②③④⑤ 9．下列比例中，是正确的化工设备图放大比例的是（B ）。 A 1：2.5 B 2.5：1 C 2：1 D 1：4 10．在化工设备图中，若要表达工件的某些细部结构，可采用以下哪种方式来画图。（A ）A 局部放大 B 全部放大 C 夸大画法 D 以上全选
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？
《化工设计概论》 一、填空 1．化工设计是一个将系统（如一个工厂、一个车间或一套装置）全部用工程制图的方式，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化成工程语言的过程。 2．化工设计的特点是政策性强、技术性强、经济性强、综合性强。 3．化工设计的发展与石油化学工业等技术的发展有直接的关系。 4．完成初步设计的同时还应当做出总概算。 5．施工图设计的任务是根据初步设计审批意见，解决初步设计阶段待定的各种问题，并以其作为施工单位编制施工组织、施工设计、施工预算和进行施工的依据。 6．施工图设计详细容包括图纸总目录、工艺图纸目录、带控制点工艺流程图、首页图、设备布置图、设备图、设备表、管路安装图、综合材料表、设备管口方位图、设备及管路的保温与防腐设计等。 7．现场施工中设计代表的任务是参加基建的现场施工和安装、调试工作，作技术指导，使装置达到设计所规定的各项指标要求。 8．车间工艺设计包括的容有生产方法的选择、工艺流程的设计、工艺计算、车间布置设计、化工管路设计、提供设计条件及编制概算书和设计文件等。
9．设计人员接受任务后，首先要解决的问题是选择合适的生产方法。 10．工艺设计的中心环节是工艺计算。 11．工艺计算的主要容包括物料衡算、热量衡算、设备计算与选型等，并在此基础上绘制物料流程图、主要设备总图和必要部件图，以及带控制点的工艺流程图。 12．车间布置设计的任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面和空间中的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。 13．化工管路设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足生产工艺的要求。 14．提供设计条件的容包括总图、土建、运输、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、给排水等非工艺专业的设计条件。 15．设计中经常进行分析比较的技术经济指标有产品成本、基建投资、劳动生产率、投资回收率、消耗定额、劳动力需要量和工资总额等。 16．设计文件容包括设计说明书、附图（流程图、设备布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。 17．选择生产方法就是选择工艺路线。 18．生产工艺流程图一般由物料流程、图例和设备一览表3个部分组成。 19．设备一览表只需列出序号、位号、设备名称和备注即可。
南京师范大学化学与材料科学学院 教学团队设置方案与教研活动开展细则 1.本方案拟按照二级学科为基础设置教学团队。 2.教学团队是学院直接从事教学活动的基本单位，直属系领导。 3.教学团队负责人由学科带头人召集团队成员讨论后指定，报各系和学院备案。 4.教学团队主要工作内容：执行教学计划；拟定教学大纲；选编教材、编写教学参考资料；实 施各个环节的教学工作；开展教学研究与青年教师培养；组织考试命题及阅卷；落实听课制度，检查教学质量；对教师定期考核；搞好教学改革和课程建设。 5.教学团队负责人除主持常规的教学活动外，有责任带领团队在教学团队建设、师资队伍建设、 人才培养模式改革、课程与教学资源建设、教学方式方法改革、实践教学环节、教学管理改革、课程整合与建设等开展工作。 6.教研活动安排在每周三下午，每个教学团队至少安排教研活动6次/学期，每次教研活动必 须有教学督导或教学委员参加。以下三次活动为必开时间：开学第一周的教研活动安排在教学活动正常开展前一天或二天，讨论学期教学活动计划；期中教研活动集中讨论上半学期教学中存在问题与改进措施，开展教学检查活动；在学院制定下学期教学计划前，组织一次教研活动，制定教材，安排教师（A角和B角，A角为主讲教师、B角为备讲教师）。另外三次教研活动针对第五条开展。 7.参与教研活动的教师的工作量按3课时/次计算；每次教研活动须填写教研活动总结报告， 由教学负责人和教学督导或教学委员签字认定，交教学秘书保存。 8.学院将对教学团队的教研活动进行适当资助。
南京师范大学化学与材料科学学院 2013-08-20 附录一： 教学团队设置如下： 无机学科教学团队：刘红科、包建春、黄晓华、陈晓峰、蒋晓青、唐亚文、方敏、戴志晖、兰亚乾、韩敏、吴勇、赵文波、李顺利、吴萍、周小四 分析化学教学团队：杨小弟、杜江燕、周耀明、张继双、李卉卉、屠闻文、毕文韬、陈维 物理化学教学团队：蔡称心、周益明、赵波、杨春、卫海燕、李淑萍、周泊、李晓东、朱银燕、张卉、陈煜、孙冬梅、吴平、沙兆林、李亚飞 有机化学教学团队：孙培培、魏少华、王炳祥、杨锦飞、肖亚平、顾玮瑾、韩巧荣、林云、职慧珍、周林、韩维、邵科峰、马振毛 化工教学团队：顾正桂、王玉萍、杨维本、林军、马振叶、崔世海、刘俊华、李明海、张英华、王春梅、苏复 高分子及材料教学团队：李利、周宁琳、毛春、章峻、朱丹、肖迎红、莫宏、袁江 附录二： 南京师范大学化学与材料科学学院本科专业课程概况
2012级《化工设备设计基础》期末试题及答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（ 10 分） 1、图示三角形支架 ABC , A 、B 、C 三处为铰链链接。在两杆的连接处 B 悬挂有重物 G=30kN 。杆AB 和BC 材料相同，许用应力[ 二max =159MPa 》120MPa 不满足要求 （2 分） 3、（ 15 分） 解：首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 P 7.5 ― 9549 p= 9549 面"6即 m 16 716.2 n 1-：4 40 106 =0.046m=46mm d 2 = 0.5 D 2=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 4、（10 分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 1 M （x ） qx （l 「x ） 2 最大弯矩发生在梁的中点, — M max （3 = max W Z 1 I 2 D 3 32 0 _x _l 其值为 M max = L 8 1 2 103 22 二 3 159MPa 兀 3 0.043 32 （5 分） （3 分） Q ■ 4kN 耳 jf .3分） 实心轴 -max1 = M x W P 1 空芈=40MPa n d 3 dr 3 16 716 ?2 6 =0.045m=45mm n 40 106 （5 分） 空心轴 M x 16M x 'max2 =40MPa _，maxN N _ Pcos ： A bh （3 分） （5分） di 45 10^ A L _ 二 民 1 - ： 2 一 46 10^ 1-0.5 —=1.28 （2 分） 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 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。 化工设计基础试题 1、创新确实是“建立一种新的生产函数”，即企业实行对生产要素的“新的组合”。它包括五种情形：①引入一种新产品或提供一种产品的新质量；②采纳一种新的生产方法；③开创一个新的市场；④获得一种原料或半成品的新的供给来源；⑤实现一种新的产业组织方式或企业重组，如制造一种垄断地位或打破垄断地位。 2、作为企业的一项重要的经济活动，技术创新的要紧特点可归结为以下几个方面：(1)制造性(2)累积性(3)效益性(4)扩散性(5)风险性。 3、技术创新的风险性要紧表达在以下三个方面：一是技术风险，二是市场风险，三是社会风险。 4、按照技术创新对象的不同，我们能够将技术创新分为产品创新和过程创新。 5、联想思维法则具有4种类型：具象类比；抽象类比；拟人类比；幻想类比。 6、分解与组合思维法则要紧有：要紧功能与辅助功能的组合；同种功能的组合；无关功能的组合；不同功能关系的组合四种组合方式。 7、化工技术开发过程有许多工作要作，但其要紧的任务有如下三个方面：①开发新产品、新工艺以及新的原料路线；②对现有的生产技术进行革新和改造；③消化引进国外先进技术。其中除工艺技术外，还包括设备外表及配备的助剂和催化剂等的国产化。 8、初步可行性研究要解决的咨询题有：1）投资机会是否有期望；2）是否需要进行下一步可行性研究；3）有哪些关键性咨询题需做辅助研究（比如市场调查、实验室试验、中间工厂试验等）。 9、市场推测要紧包括的内容有：①推测生产的进展和变化趋势；②推测市场容量及其变化；③推测对外贸易的变化；④推测市场价格的变化；⑤推测消费者需求的变化；⑥推测市场占有率。 10、工艺路线的选择原则是“技术上先进，经济上有利”。 11、按项目性质分类化工设计可分：①新建项目设计；②重复建设项目设计；③已有装置的改造设计三类。 12、设计任务书报批时，还应附上①可行性研究报告；②征地和外部协作条件意向书； ③厂区总平面布置图；④资金来源及筹措情形这四个附件。 13、工艺流程设计包含①生产方法和工艺流程的选择；②工艺流程设计；③工艺流程图绘制；④典型设备的自控流程四个内容。 14、工艺流程图一样有①全厂总工艺流程图或物料平稳图；②物料流程图；③工艺管道及外表流程图三种。 15、自控设计条件内容有①管道外表流程图、②设备布置图和自控设计条件表三个方面。 16、确定产品方案时应考虑：①产品名称和性质；②产品质量规格；③产品规模(吨／年)； ④副产品数量(吨／年)；⑤产品包装方式等方面的内容。 17、进行物料衡算时，能够采纳的运算基准有：(1)时刻基准(2)批量基准(3)质量基准(4)物质的量基准(5)标准体积基准。 18、化工设备从总体上可分为：标准设备或定型设备和非标准设备或非定型设备两类。 19、设备选型和工艺设计的原则是：(1)合理性(2)先进性(3)安全性(4)经济性。 20、在反应器设计时，除了通常讲的“合理、先进、安全、经济”原则，在落实到具体咨询题时，考虑下列设计要点：(1)保证物料转化率和反应时刻；(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；此外，选择材质与反应器的反应温度、加热方法有关联，与反应粒子的摩擦程度、摩擦消耗等因素也有关。 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。化工原理实验思考题及答案
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