石油大学-化工设计概论期末考试及答案Word下载.docx
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问答题，10题，每题2分，共20分；
简答题，6题，每题5分，共30分
（2）计算题，1题，10分，共10分。
二、基础题（90分）
1、概念题（给出下面概念和术语的定义，8题，每题5分，共40分）
①间歇过程
答：
是指一个装置，或几套装置，或所有装置，都设计成经常地开车和停车，来生产一个产品。
②管件
管件就是用于在管道系统中改变走向、高度，或改变管径，或引出支管等所使用的管道部件。
③分离因子
是表征混合物在特定分离过程中可以得到的分离程度的一种量度。
④项目建议书
由项目筹建单位或项目法人根据国民经济的发展、国家和地方中长期规划、产业政策、生产力布局、国内外市场、所在地的内外部条件，就某一具体新建、扩建项目提出的项目的建议文件，是对拟建项目提出的框架性的总体设想。
它要从宏观上论述项目设立的必要性和可能性，把项目投资的设想变为概略的投资建议。
⑤扩散分离过程
是指从混合物中将目标物质隔离出来的过程；
与其他部分或整体、主体分开；
一个分类学单位从同一级别的另一单位分出去。
⑥管道仪表流程图
是一种化工工艺图，也叫带控制点流程图，用来表达物料从原料到产品生产过程和控制方法的图样。
管道仪表流程图是管道布置图和设备布置图的设计依据，可供施工安装、生产操作的参考。
⑦全混流型反应器
又称理想混合流反应器或连续搅拌釜式反应器，进出物料的操作是连续的，可以单釜或多釜串联操作。
⑧绝热反应器
是指不与外界进行热父换的反应器。
可分为单段绝热式相多段绝热式反应器。
单段绝热式反应器为一高径比不大的圆筒体，内无换热构件，下部装有均匀堆置催化剂的栅板，预热到适当温度的反应气体从反应器上部通入，经气体预分布装置，均匀通过床层进行反应，反应后气体经下部引出。
2、问答题（判断下面题的叙述是否正确，如错误，写出正确的叙述。
10题，每题2分，共20分）
①在容器的设计时，一定要设计上放空、溢流和排放设施。
对
②夹点之上不应设置任何公用工程加热器。
错
夹点之上不应设置任何公用工程冷却器
③按照管道仪表流程图（PID）的设计程序，管道仪表流程图有6个以上版本。
对
④化工过程中常见的连续过程是稳态过程。
⑤封闭体系是指与环境没有物质和能量交换的体系。
错
封闭体系是指体系与环境之间只有能量交换而没有物质交换
⑥气—液—固三相反应器中气体分子的扩散路径大于液相分子的扩散路径。
⑦能量是可以相互转化的。
⑧反应自由能评估法是一种热力学评估法。
⑨速率控制分离过程是指物质在不互溶两相中趋于平衡的分离过程。
利用溶液中不同组分在某种推动力的作用下，经过某种介质时的传质速率差异而实现分离的过程。
⑩夹点作用是将整个换热网络划分为两个部分。
3、简答题（6题，每题5分，共30分）
（1）在工艺过程的筛选和评价中，过程整合的内容有哪些？
在工艺过程的筛选和评价中，过程整合的内容有单元操作的选择，这些单元操作之间的相互连接，确定温度、压力和流率等操作条件，确定能量利用率和能量最小公用工程量，构建热交换网络，绘制过程的工艺流程图、工艺设备流程图、过程的电气控制流程图，计算固定投资和经济效益。
（2）为什么要设立基准。
基准可否在自由度分析时作为已知条件？
设立计算基准，是因为可使计算简化，同时缩小计算误差，所以在物料、能量衡算过程中，应恰当地选择计算基准。
基准在自由度分析时可作为已知条件。
（3）什么是化学反应过程？
其主要内容是什么？
化学反应过程是指一种化合物或多种化合物通过化学反应，化学变化转变为另一种或几种化合物的过程。
其主要内容是反应器内的反应、传质和传热。
（4）在什么情况下要对管道进行热补偿？
热补偿的方法有哪些？
在那些需要减少设备和管道向周围环境散发或吸收热量而造成能量损失的地方、需要改善劳动保护条件和生产条件的地方、以及需要提高设备的防火等级的地方。
热补偿的方法常常有两种，一种是自然补偿，另一种是采用波形补偿器来进行补偿。
（5）管道仪表流程图的设计有哪些内容？
1.图形：
设备的简单形状、管线、管件、阀门、仪表控制点符号
2.标注：
注写名称、位号、编号、代号、尺寸、数据
3.图例：
代号、符号及其它标注的注明
4.标题栏：
注写图名、图号、设计阶段、设计单位等
（6）工艺流程图的种类和名称？
1、工艺流程草图
工艺流程草图亦称方案流程图、流程示意图、流程简图，是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。
它是设计开始时供工艺方案讨论常用的流程图，亦是工艺流程图设计的依据。
2、工艺物料流程图
工艺物料流程图是在物料衡算和热量衡算完成后绘制的，以图形和表格相结合的形式来反映物料衡算和能量衡算的结果，是初步设计阶段的设计成品。
其中，设备外形不必精确。
3、带控制点的工艺流程图
带控制点的工艺流程图应画出所有工艺设备、工艺物料管线、辅助物料管线、主要阀门以及工艺参数（温度、压力、流量、液位、物料组成、浓度等）的测量点，并表示出自动控制的方案。
4、工艺管道及仪表流程图
工艺管道及仪表流程图又称施工流程图。
与之配套的尚有辅助管道及仪表流程图、公用系统管道及仪表流程图。
它是由工艺人员和自控人员合作进行绘制的，在初步设计和施工图设计中都要提供这种图样。
三、计算题（10分）（1题，10分，共10分。
）
计算下表3股热流的热复合曲线，并用热焓图表示。
物流类型及编号
热容流率（kW/K）
供应温度（℃）
目标温度（℃）
热流1
5.0
180
40
热流2
4.0
260
50
热流3
1.0
200
30
解：
已知：
物流C1C2C3
物流温度（0C）802805020060160
所以，物流温度顺序506080160200280
进行热量的复合：
温度范围ΔT（0C）
50～60103.030.0
60～80203.0+2.0100.0
80～160805.0+3.0+2.0800.0
160～200405.0+3.0320.0
200～280805.0400.0
将上述计算值，画于温焓图中，如下图所示：
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