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化工设备考试复习题

化工设备设计基础复习

第一章化工设备基础知识

1、化工生产的特点：

生产连续性强，生产条件苛刻，易燃、易爆、有毒，生产多样性，技术含量高。

2、化工生产对化工设备的安全性能要求：

足够的强度，足够的刚度，抗失衡能力，良好的人性，良好的腐蚀性，良好的气密性。

3、按压力等级分类，压力容器、设备与管道的压力等级分类及代号

低压容器：

L中压容器：

M高压容器：

H超高压容器：

u

4、容器按用途分几类？

代号是什么？

C.盛装容器（存储容器）R.反应容器E.换热容器S.分离容器

5、薄壁容器和厚壁容器的区分。

容器的内经外径比为

<1.2的容器称薄壁容器。

6、我国质量技术监督部门根据《压力容器安全技术监察规程》将压力容器分为几大类?

三类容器：

一类容器，二类容器，三类容器

7、从安全管理和技术监督的角度来考察，压力容器一般分为哪两大类。

固定式移动式

8、压力容器零部件的两个基本参数是什么？

公称压力，公称直径。

9、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指什么？

无缝钢管做筒体时，其公称直径是指什么？

公称直径是指它们的内径。

无缝钢管做筒体时，其公称直径是指无缝钢管的外径

10、容器和容器零部件的机械设计应满足的条件有哪些？

强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性、节省材料和便于制造，方便操作和便于运输，技术经济指标合理等。

第二章化工设备常用材料及选择

1、金属材料在外力作用下所引起的变形和破坏过程大致可分为哪三个阶段？

1.弹性变形阶段，2.弹一塑性变形阶段3.断裂。

3、固体材料常用的强度指标是：

屈服点，抗拉强度蠕变强度、持久强度、疲劳强度

4、材料常用的塑性指标是：

伸长率和断面缩率、冷弯（角）

5、硬度和强度、耐磨性的关系：

硬度高，强度也高，耐磨性好。

6、金属材料的化学性能主要是指什么？

耐腐蚀性和抗氧化性。

7、化工设备的加工制造方法主要包括哪些？

铸造，锻造，焊接，切削加工，热处理等。

8、列出5种合金钢中常用的合金元素。

铬Gr.镍Ni.硅Si.硼B.钛Ti.铝Al.

9、中碳钢按钢的用途、质量等级等可分为哪几类？

普通碳素结构钢，优质碳素结构钢，低合金钢及合金结构钢，特殊性能钢

10、牌号为Q235A.F的普通碳素钢，符号和数字各代表什么意思？

Q—钢材屈服点235—钢材屈服点的数值A—钢材质量等级F—脱氧方法中的沸腾钢。

11、碳素钢的牌号是按含碳量的？

分之几来表示的。

牌号为45号钢的优质碳素钢，它的含碳量是多少？

万分之几，0.45%

12、低、中、高碳钢各有什么特点？

各常用于哪方面？

低碳钢：

含碳量小于0.25%，钢强度较低，但塑性最好，适用于制作冷压及焊接件，在石油化工设备中应用广泛。

中碳钢：

含碳量0.25%—0.6%，该钢种的强度和塑形适中，焊接性能较差，不适用于制造设备壳体，多用于传动及高压设备封头零件。

高碳钢：

含量大于0.6%，钢的强度和硬度均较高，塑性差，焊接性能差，常用于制造弹簧刀具等。

13、钢的热处理工艺有回火处理，低温回火、中温回火和高温回火的大致温度范围各是多少？

各有什么特点？

什么叫调质？

14、低温回火：

温度150—250℃，要求零件硬度高，强度大，耐磨。

15、中温回火：

温度300—450℃，要求零件具有较高的硬度，弹性和一定的韧性。

16、高温回火：

温度500—680℃，可获得具有较高的韧性和足够的强度，塑性都较好的综合性能。

高温回火的温度是500—680℃，这种淬火加高温回火的操作可获得具有较高的韧性和足够的强度，塑性都较好的综合性能，淬火后采用高温回火的热处理习惯上称为“调质处理”

14、什么是热处理，热处理分哪些种类，钢材进行热处理的目的是什么？

热处理：

钢铁在固态下通过加热，保湿和不同的冷却方式，以改变组织满足所需求的物理，化学与力学性能，这样的加工工艺成为热处理。

热处理分为：

退火与正火，淬火与回火，化学热处理。

钢材进行热处理的目的：

使其材料各种性能按所需要求得到改善和提高，充分发挥合金元素的作用和材料的潜力，延长使用寿命和节约金属材料的消耗。

15、合金钢的牌号如何规定？

普通低合金钢的合金元素含量是多少？

含碳量+合金元素符号+合金含量（含量<15%不标）

普通低合金钢的合金元素含量是0.1%—0.25%。

16、根据溶入合金元素数量的多少可分为哪两种？

低合金钢和高合金钢。

17、容积钢，锅炉钢和滚动轴承钢的代号，。

容积钢代号R锅炉钢g滚动轴承钢G

18、根据所含主要合金元素的不同，不锈钢常分为？

铬不锈钢和铬镍不锈钢。

19、各列出5种有色金属材料和非金属材料。

有色金属材料：

铝及其合金，钢及其合金，铅及其合金，钛及其合金，镍及其合金。

非金属材料：

化工陶瓷，玻璃，搪瓷，涂料，玻璃钢，辉绿岩铸石

20、根据腐蚀介质的不同，金属腐蚀分哪两种？

根据腐蚀破坏的形式，腐蚀又可分为哪两种腐蚀？

金属设备的防腐措施有哪几种？

化学腐蚀和电化学腐蚀。

晶间腐蚀，应力腐蚀。

1.涂覆保护层2,。

电极保护

（1）阴极保护

（2）阳极保护3.添加缓蚀剂

第三章内压薄壁容器的设计

1、容器的内外直径比为多少的容器称薄壁容器？

容器的内经外径比为

<1.2的容器称薄壁容器。

2、内压薄壁容器受压后将产生两个方向的应力分别称什么应力？

两者之间的关系？

周向应力Gθ与轴向应力Gm，两者关系：

Gθ=2Gm

3、如需在筒体上开设椭圆形孔时，如何开？

应使椭圆孔的短轴平行于圆通的轴线，以尽量减少纵横截面的消弱程度，从而是环向应力增加少些。

4、钢板卷制圆筒形容器，纵焊缝与环焊缝哪个易裂？

纵焊缝

5、边缘应力具有哪两个基本特性？

对边缘应力的处理方法有哪几方面？

边缘应力具有局部性和自限性。

对边缘应力的处理方法：

1.改变连续边缘的结构。

2.在边缘应力区进行局部加强3.保证边缘区焊缝质量。

4.降低边缘区的残余应力（进行消应力的热处理）。

5.避免边缘区附加局部应力或应力集中。

6、设计压力和设计温度的概念？

设计温度与工作温度的关系？

设计压力D指设定的容器顶部的最高压力，它与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其低不低于工作压力。

设计温度指容器在正常工作情况下，在相应的设计应力下，设定元件的金属温度。

设计温度与工作温度的关系，设计温度取最高工作温度。

7、极限应力和许用应力的概念。

极限应力：

设计温度下的圆筒或球壳的计算应力。

许用应力：

圆通或球壳材料在设计温度下的许用应力。

8、容器设计时，厚度附加量由什么所构成？

塔、反应器等主要容器的设计寿命？

一般容器、换热器等？

容器设计时，厚度附加量由钢板或钢管的负偏差G1和腐蚀裕量G2所构成。

对塔、反应器等主要容器一般10~15年，一般容器、换热器等不小于8年。

9、压力容器的设计压力、安全阀开启压力和工作压力之间的关系？

设计压力

>安全阀压力>工作压力

10、碳素钢和低压合金钢制容器最小壁厚？

高合金钢制容器最小壁厚？

素钢和低压合金钢制容器最小壁厚Smin=3mm，高合金钢制容器最小壁厚Smin=2mm。

11、容器压力试验的种类？

液压实验，气压实验，气密性实验。

12、画出水压试验的装置图：

表明各部件名称。

13、液压试验的目的和液压试验的条件？

排气，实验压力高于工作压力，保持30min，降至工作压力保持12h，检查焊接缝和选择部位是否渗漏。

14、常用封头的形式？

凸头形封头，锥形封头，手板形封头。

15、标准椭圆形封头的长短轴比是多少？

标准椭圆形封头的长短轴比是2.

16、内压薄壁容器几种厚度的概念及它们之间的关系。

S—圆筒或球壳的计算厚度

Sd—圆筒或球壳的设计厚度Sn=（Sd+C1）

Sn—圆筒或球壳的名义厚度Sd=S+C2

Se—圆筒或球壳的有效厚度Se=Sn-C1-C2

17、、试比较内压薄壁圆筒和球壳的强度

18、为什么要对压力容器进行压力试验？

为什么一般容器的压力试验都应首先考虑液压

第四章压力容器零部件

1、法兰连接结构一般由哪几部分组成？

连接件，被连接件，密封元件。

（一对法兰一个垫片和数个螺栓螺母）

2、法兰连接常见失效原因是密封不好而泄漏，密封口泄漏有两个途径？

垫片渗漏，压紧面泄漏

3、按法兰与设备和管道的连接方式可分为？

整体法兰，活套法兰，螺纹法兰

4、提高法兰刚度的主要途径是？

增加法兰厚度，减少螺栓作用的力臂，增大法兰盘外径。

5、垫片能形成密封的必要条件是？

垫片变形和回弹能力

6、法兰公称压力的确定与哪些因素有关？

法兰最大操作压力和操作温度以及法兰材料

7、在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓（直径）和增加螺栓（个数）的办法，对密封式有利的。

8、容器与管道常见的可拆卸结构有哪几种连接？

容器与管道常见的可拆卸结构有法兰连接，螺纹连接，承插式连接。

9、非金属垫片材料有哪几种？

非金属垫片材料有石棉板、橡胶板、石棉—胶板及合成树脂。

10、常用的法兰压紧面形式及代号?

平面压紧面（），凹凸型压紧面（）榫槽型压紧面（），锥型压紧面（），梯形压紧面（）

11、影响法兰密封的因素有哪些？

螺栓预紧力，压紧面，垫片性能，法兰刚度，操作条件。

12、适合制作垫片的材料应满足哪些要求？

一般应耐介质腐蚀、不污染操作介质；具有良好的变形性能和回弹能力；要有一定的机械强度和适当的柔软性；、在工作温度下不易变质，硬化或软化。

13、选择法兰密封垫片应考虑哪些因素？

14、操作介质的性质，操作压力和温度，需要的密封程度，垫片性能、压紧面形式，螺栓大小，装卸要求。

14、石油、化工压力容器上用的法兰标准有哪两个标准？

压力容器法兰标准，管法兰标准。

15、法兰类型分为哪两类？

压力容器法兰分哪几种类型法兰？

16、法兰类型分为：

一般法兰和衬环法兰

17、压力容器法兰分为：

平焊法兰和对焊法兰

18、法兰的公称压力与什么有关？

法兰的最大操作压力、操作温度、操作材料

19、法兰标准的标记方法？

法兰类型代号，密封面形式代号，公称直径，公称压力，标准号。

18、立式容器支座主要有哪三种？

耳式支座由哪几部分组成？

又是如何区分的？

耳式支座，支承式支座，裙式支座。

小型容器常采用前两种支座，高大的塔设备多采用裙式支座

19、卧式容器的支座有哪三种？

固定鞍座和滑动鞍座的代表符号？

卧式容器的支座有：

鞍座，圈座，支腿。

固定鞍座（F），滑动鞍座（S）

20、等面积补强原则是什么？

规定局部补强的金属面积必须等于或大于开孔所减去的壳体截面积。

其含义在于补强壳壁的平均强度，用于开孔等截面的外加金属来补偿被削弱的壳壁强度。

21、我们学习的容器附件包括哪些？

接口管，凸缘手孔和人孔，视镜

第五章搅拌式反应器及其机械设计基础

1、化工设备从用途上可分为哪四种？

盛装或储存设备，换热设备，分离设备，反映设备。

2、反应釜有哪些作用？

使物料混合均匀，强化传热，传质，气（固）体在液相均匀分撒，使不相容的另一液相均匀悬浮或乳化。

3、拌式反应釜由哪几部分组成？

搅拌釜各部分的作用是什么？

搅拌容器，和搅拌机两部分组成（由搅拌装置轴封，搅拌罐三大部分组成）

作用：

搅拌装置：

均匀混合

轴封形成密封条件阻止介质向外泄露

4、反应釜的换热元件包括哪些？

搅拌附件包括哪些？

5、反应釜的换热元件包括：

夹套和内盘管。

6、搅拌附件包括：

顶盖，夹套，蛇管，底座。

5、搅拌机顶插式中心安装立式圆筒的三种基本流型是?

哪种流型对混合起主要作用？

哪种流型应加以抑制？

搅拌机顶插式中心安装立式圆筒的三种基本流型是径向流，轴向流，切向流。

轴向力和径向力切向力

6、反应釜搅拌的作用有哪些？

增加反应速率，强化传质和传热效果，混合均匀，提供适宜的流动状态，加快反映速率。

7、反应釜壳体设计的几何尺寸包括哪些？

内直径D，高度H，容积V，壁厚S。

8、举出5种常用的搅拌器形式。

推进式，平叶涡轮式，弯叶涡轮式，浆式，螺杆式。

9、影响搅拌器功率的因素有哪些？

浆叶的形状、尺寸、数量以及转速直接影响搅拌器的功能，搅拌介质的物性（主要指介质粘性）。

搅拌器在槽内的安装位置、方式、工作环境，都对搅拌器功能有一定的影响。

10、转轴最常见的密封形式有哪两种？

填料密封的结构大体由什么组成？

转轴最常见的密封形式有填料密封，机械密封。

填料密封的结构大体由：

衬套、填料箱体，填料环，压盖，压紧螺栓等。

第六章塔设备

1、塔设备应满足哪些要求？

生产能力高，两相充分接触。

传质，传热效率高。

操作弹性大，适应性强，当负荷波动。

2、塔设备由哪几部分构成？

较大时，仍然能够在较高的效率下进行稳定的操作，流体流动阻力小，降压小，结构简单，造价低，制造安装容易。

不宜堵塞，操作，调节检查方便。

塔设备由塔体、内件、支座、附件组成。

3、举出几种常用形式的板式塔；填料塔的传质机理与板式塔有何不同？

填料塔的传质机理与板式塔的不同：

填料塔属于气、液连续接触式传质设备。

板式塔是依靠塔轮来进行工艺操作的，属于气液阶段式传质设备。

4.板式塔的主要内件包括哪些？

填料塔的主要内件包括哪些？

板式塔的主要内件包括：

塔体与裙座，塔盘结构，除沫装置，设备接管，塔附件。

填料塔的主要内件包括：

塔体、喷淋装置、填料、再分布器，栅板以及气、液进出口等部件组成。

7、填料的种类大致分为几类？

实体填料通常有哪几种材料？

8、填料的种类大致分为实体填料和网体填料两类。

实体填料通常有陶瓷、金属、塑料等制成。

9、选择填料应遵循的原则？

10、单位面积填料的表面积大孔隙率大气体阻力小质量轻，机械强度高耐腐蚀，耐用，价格低

第七章换热设备

1、衡量换热器好坏的标准大致有哪些？

衡量换热器好坏的标准大致有：

转热、效率高，流体阻力小，强度足够，结构合理，安全可靠，节省材料。

2、根据不同的使用目的，换热器可以分为哪四类？

加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器。

3、双管程固定管板式列管式换热器主要由哪些部件构成？

壳程内装置折流板的作用是什么？

双管程固定管板式列管式换热器主要由管束，管板，折流板，分程隔板，壳体，封头等部件组成。

程内装置折流板的作用是：

通过改变流体的流动路线而增加管外传热膜系数。

4、管壳式换热器按照结构形式可以分为几种？

各适用于什么场合？

管壳式换热器按照结构形式可以分为固定管板式，浮头式，填料函式，U形管式和釜式换热器五种。

固定管板式换热器适用于壳程介质清洁，不易结垢，管强，需清洗以及温差不打或温差虽大但壳程压力不高的场合。

浮头式转换器适用于：

温度与压力更低的场合。

U形管式换热器适用于管、壳壁温差较大，尤其是管内介质清洁不易结垢而壳程介质结垢，需要经常清理的高温，高压，腐蚀性强，不适宜采用浮头式和固定管板式的场合。

釜式换热器适用于处理不清洁，易结垢的介质，并能承受高温高压的场合。

5、管板式换热器的管子与管板的连接常见的连接方法有哪些?

涨接、焊接、涨焊并用。

6、换热管在管板上的排列形式有哪几种？

正三角形和转角三角形排列，同心圆排列，正方形排列。

7、工程上应用最多的温差补偿装置是什么？

双套管温度补偿