2007级本科化工设计试卷题A卷带答案

1四川理工学院试卷（2009至2010学年第2学期）课程名称：化工设计命题教师：彭传丰、许景媛适用班级：化学工程与工艺、环境工程、工业分析、精细化工等专业2007级本科考试（开卷）年月日共8页注意事项：1、满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。2、考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视为废卷。3、考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。4、如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷分别一同交回，否则不给分。试题(A卷)一、填空题（每空1分，共30分）1、化工设计必须（遵循国家和行业的设计规范和相关的政策、法规）。2、国家计委有关文件的要求，可行性研究报告是项目决策的依据，应按规定的深度做到一定的准确性，投资估算和初步设计概算的出入一般不大于（10％），否则视超出情况再议。3、企业使用政府补助、转贷、贴息投资建设的项目，政府只审批（资金申请报告）。4、凡从事对环境有影响的建设项目都必须执行（环境影响报告书的审批制度）。同时，在可行性研究报告中，对（环境保护和劳动安全）要有专门论述。5、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。6、工艺人员向非工艺专业提供设计条件必须确保其（完整性和正确性）。7、管道仪表流程图中的设备用（中实）线画出。8、工厂的三废治理工程“三同时”，即（设计、施工和投产）。9、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。10、平面图上设备平面定位尺寸应以（建（构）物的定位轴线或管架）或（管廊的柱中心线）或（已标注定位尺寸的设备中心线）为基准线标注定位尺寸。11、管道布置是应尽量避免（“气袋”、“口袋”和“盲肠”）。12、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。13、技术上的先进性是由经济合理性来体现的，只有在设计的每一步都重视经济因素，力求经济上合理，到最后才能作出既经济节约又合理可行的概算来。据专题号一二三四五总分评阅（统分）教师得分得分评阅教师系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题2家测算，在设计阶段可以控制（70—85％）的工程投资，后面的施工、材料、劳务只能控制（15—35％）。14、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有(先进性、可靠性、合理性)。15、化工设备总体分类：（标准设备或定型设备和非标准设备或非定型设备）。16、设备布置图主要包括反映设备水平布置情况的（平面图）和反映某处立面布置情况的（剖面图）。17、工程投资经济评价有（静态评价方法）和（动态评价方法）。18、当用泵抽吸时，应由泵的（汽蚀余量和吸入管道的压力降）确定设备的安装高度。19、压缩机的最大部件超过（1.0吨）时，应设吊车，起重量大于10吨时，宜选用（电动桥式吊车）。20、为了避免发生电化学腐蚀，不锈钢管道不宜与碳钢管直接接触，（要采用胶垫隔离等措施）。21、管架是用来（支撑、固定和约束管道的），管道支架按其作用分为（固定支架、滑动支架、导向支架、弹簧支架）22、按照电力设计规范，将电力负荷分成三级，按照用电要求从高到低分为一级、二级、三级。其中一级负荷要求最高，即（用电设备要求连续运转，突然停电将造成着火、爆炸、或人员机械损坏，或造成巨大经济损失）。二、判断下列各题描述正确与否（正确用“√”，错误用“×”表示，并在括号内标注。共15分，每题1分）1、一般情况下：估算不能超过概算、预算不能超过概算、预算不能超过决算。（×）2、化工计算的内容：物料衡算、能量衡算以及设备选型三个内容。（×）3、可燃液体的燃点温度低于闪点温度，所以，在化工设计时可以只考虑其燃点温度。（错）4、在化工设备和管道布置时，其定位尺寸的标注要以米为单位，并精确到小数点后3位。（×）5、物料流程图不是设计文件。（×）6、带控制点的工艺流程图又称管道仪表流程图。（×）7、压缩机流量控制可以采取旁路调节和出口流量调节。（√）8、在管道布置图中，管接头、弯头、三通、法兰等，应按规定符号画出，并标出定位尺寸。（×）9、中试可以不是全流程试验，规模越大越好。（×）10、中试设计的内容基本上与工程设计相同：由于中试装置较小，一般可不画出管道、仪表、管架等安装图纸。（√）11、扩大初步设计阶段应根据已批准的初步设计和有关行业规范，解决初步设计中的主要技术问题，使之明确、细化。编制准确度能满足控制投资或报价使用的工程概算。（√）12、化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型三个内容。（×）13、车间设备布置时，一些高大设备多采用露天布置，以减少建筑物的费用，降低毒物的积累。（√）14、车间设备布置时，为使管路尽量短和便于操作，通常设备多采用按流程图出现的顺序布置。（×）得分评阅教师315．在化工工艺设计中，其核心内容是工艺流程设计和车间布置设计。（√）三、简答题（共25分，每题5分）1、简述管道在管架上的立面布置原则（1）当管架下方为通道时，管底距车行道路路面的距离要大于4.5m;道路为主要干道时，距路面的高度要大于6m，遇人行道时距路面的高度要大于2.2m，管廊下有泵时要大于4m。（2）通常使用同方向的两层管道的标高相差1.0-1.6m，从总管上引出的支管比总管高或低0.5-0.8m。在管道改变方向时要同时改变标高。大口径管道需要在水平面上转向时，要将它布置在管架外侧。（3）管架下布置机泵时，其标高应符合机泵布置时的净空要求。若操作平台下面的管道进入管道上层，则上层管道标高可根据操作平台标高来确定。（4）装有孔板的管道宜布置在管架外侧，并尽量靠近柱子。自动调节阀可靠近柱子布置，并固定在柱子上。若管廊上层设有局部平台或人行道时，需经常操作或维修的阀门和仪表宜布置在管架上层。2、设备选型和工艺设计的原则？(1)合理性。即设备必须满足工艺一般要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。(2)先进性。要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。(3)安全性。要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求；工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有害的设备附件附料。(4）经济性。设备投资省，易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。引进先进设备，亦应反复对比报价，考察设备性能，考虑是否易于被国内消化吸收和改进利用，避免盲目性。3、简述我国现行的化工基建程序。项目建议书→项目建议书审批通过后，进行项目可行性研究→审查可行性研究，决策通过后，下达设计任务书→设计阶段（包括基础设计、扩初设计、施工图设计）→施工建设期→工程试投产运行→项目正式投产。4、简述车间布置设计的原则。（1）最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。（2）有效地利用车间建筑面积（包括空间）和土地。（3）要为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件。（4）考虑其他专业对本车间布置的要求。（5）要考虑车间的发展和厂房的扩建。（6）车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。得分评阅教师系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题4（7）本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便。（8）考虑建厂工区的气象、地质、水文等条件。（9）人流物流不能交错。5、管道布置图的阅读步骤？答：(1)概括了解首先要了解视图关系,了解平面图的分区情况,平面图、立面剖视图的数量及配置情况,在此基础上进了一步弄清各立面剖视图在平面图上剖切位置及各个视图之间的关系。注意管道布置图样的类型、数量、有关管段图、管件图及管架图等。(2)详细分析，看懂管道的来龙去脉，从起点设备开始,找出这些设备所在标高平面的平面图及有关的立面剖(向)视图,然后根据投影关系和管道表达方法,逐条地弄清楚管道的来龙去脉,转弯和分支情况,具体安装位置及管件、阀门、仪表控制点及管架等的布置情况。分析图中的位置尺寸和标高,结合前面的分析,明确从起点设备到终点设备的管口,中间是如何用管道连接起来形成管道布置体系的。四、计算题（共14分，第1题10分，第2题4分）1、用干燥器对某盐类结晶进行干燥，一昼夜将10吨湿物料，由最初湿含量10%干燥到最终湿含量1%（以上均为湿基），经预热器后的空气的温度为373K，相对湿度为5%，空气离开干燥器时的温度为338K，相对湿度为25%，且已知进预热器前空气温度为293K。当338K时，水的饱和蒸气压为24.99kPa。试求：（1）产品的质量流率1hkg，（2）如干燥器的截面为园形，假设热空气在干燥器的线速度为0.41sm，干燥器的直径。解：如图9-10所示：图9-10（1）)1()1(1122wGwG121128.378)01.01()1.01(2410011hkgwwGG得分评阅教师5H2SO40.93H2O0.07HNO30.90H2O0.10HNO30.90H2O0.10HNO30.90H2O0.10zkgykg混合酸废酸xkg（2）思考路线)()('785.0'2112XXGHHLVLVuVDcH11111622.0pPpH3.10105.03.1013.10105.0622.0干空气－10327.0kgkg（1p即为373K或100℃时水的饱和蒸气压，应为1大气压，即101.3kPa）0409.099.2425.03.10199.2425.0622.02H111.010.0110.01111wwX0101.001.0101.01222wwX1222.374)01.01(8.378)1(hkgwGGc1122146090327.00409.0)0101.0111.0(2.374)(hkgHHXXGLc干空气湿空气比容，按进入干燥器的空气状态计算，即1T，1H273373)0327.0244.1773.0(273)244.1773.0(111THVH13112.1kgm湿空气流量为131342.15125112.14609'1smhmLVVH干燥器直径muVD13.24.0785.042.1785.0'2、例4—2一种废酸，组成为23％(质量％)HNO3，57％H2SO4和20％H2O，加入93％的浓H2SO4及90％的浓HNO3，要求混合成含27％HNO3及60％H2SO4的混合酸，计算所需废酸及加入浓酸的数量。解：设x——废酸量，kg；y——浓H2SO4量，kg；z——浓HNO3量，kg。1、画物料流程简图混合过程6附图2、选择基准，可以选废酸或浓酸的量为基准，也可以用混合酸的量为基准，因为四种酸的组成均已知，选任何一种作基准，计算都很方便。3、列物料衡算式，该体系有3种组分，可列出3个独立方程，所以能求出3个未知量。基准：100kg混合酸总物料衡算式x+y+z=100(1)H2SO4的衡算式0.57x+0．93y=100×0．6=60(2)HNO3的横算式0．23x+0.90z=100×0.27=27(3)解(1)，(2)，(3)方程，得x=41.8kg废酸y=39kg浓H2SO4z=19.2kg浓HNO3即由41.8kg废酸、39kg浓H2SO4和19.2kg浓HNO3可以混合成100kg混合酸。．根据水平衡，可以核对以上结果：加入的水量=41.8×0.2+39×0.07+19.2×0.10=13kg混合后的酸，含13%H2O，所以计算结果正确。以上物料衡算式，亦可以选总物料衡算式及H2SO4与H2O二个衡算式或H2SO4、HNO3和H2O三个组分衡算式进行计算，均可以求得上述结果。四、图的绘制和阅读（1题12分，2题4分，