1、流体输送与非均相分离技术试题库项目一：聚氯乙烯生产中，单体反应器出来的氯化气进入水洗塔，如图。主要成份约为 70%的氯乙烯（C 2H3Cl）单体，8%的氯化氢（HCl）气体，其余可认为二氯乙烷（C 2H4Cl2） ，以上为体积百分率；流量为 1500 ；温度为 65；塔hkg/内操作压力通过液封装置控制（如图）不超过 6670pa（表压） 。项目一附图1计算混合气体的平均密度？2选用进气管材质与规格？3若塔内压力用 U 形管压差计测量，试选用指示液，并确定 U 形管的最小高度？4估算塔釜液封的液位高度 h？解： 1计算混合气体的平均密度混合气体平均摩尔质量 molkgMyim /1045.68
2、92.05368.627.0 3混合密度333 /.)7(1.RTp）（2. 选用进气管材质与规格因为输送的氯化气中主要含有氯乙烯，同时含有氯化氢，根据氯乙烯安全技术规程（GB 14544-93） 规定：“氯乙烯合成、精馏系统与氯乙烯接触的设备、管道、阀门、仪表宜选用钢材、铸铁或铸钢材料，进釜前的氯乙烯管道应采用不锈钢材质，严禁用铜、银(包括银焊)、汞材质。 ”氯化氢气体的输送管道，建议采用玻璃钢材质或钢衬 PE，这里含量少也可以采用碳钢。故综合考虑进气管材质应选择钢材、铸铁或铸钢材料。规格计算如下： hkgVms/150，根据易燃易爆的低压气体速度不得/8.63.20/153sV超过 8m/
3、s，选为 5 m/s。再由 得，275.dus，故可选热轧无缝钢管 4269。m36.08.17.0d sV3若塔内压力用 U 形管压差计测量，根据指示液选用的原则，可以选用水银。，)(12Rgpa；再考虑到弯管部分，Um50.)63.20(8.97)(12 形管的最小高度至少为 70mm。4. 计算塔釜液封的液封高度 h：mgph68.01.973项目二：苯乙烯生产中，乙苯脱氢液进入油水分离器，分离后的粗苯乙烯加入2%的阻聚剂后用泵送入精馏塔，如图。脱氢液流量为 4000kg/h，组成可视为40%的粗苯乙烯和 60%的水，粗苯乙烯的密度约为 880 。3/mkg项目二附图1计算脱氢液的平均密
4、度？2选用油水分离器脱氢液的进料管材质及规格？3若保持油水分离器中清粗苯乙烯层（轻相）高度为 0.7m，出水口距相界面0.6m。试计算出水管倒 U 形的高度 h？4粗苯乙烯从贮槽用泵输送常压操作的精馏塔，输送管路为 的无缝钢管，5.2管长约为 20m，粗苯乙烯流量约为 1.82 ，管路中有 90标准弯头 1 个（m/3） ，转子流量计 1 个（ ） ，球阀全开 2 个（ ） ，截止阀半开75.05.24.61 个（ ） ，试选用一台合适的离心泵，并计算所需电机功率？.95精馏塔进料转子流量计上的读数应为多少？（转子密度为 7800 ）3/mkg6在送料过程中，离心泵振动大，声音不正常，流量降低
5、，试分析其原因？7试为精馏塔选用回流泵的类型？说明理由？解： 1计算脱氢液的平均密度（水温按 20），804.296.21am 3/.947mkgm2选用油水分离器脱氢液的进料管材质及规格取管内流速为 2m/s，Vsm s/ = s/012.394763选用钢管；查钢管规格，选用公称直uVds 280.214.3径为 322.5 的热轧无缝钢管，则内径为 d=27mm,水在管内的实际流速为：，在适宜流速范围内，所以该管子合适。smdVus /1.207.85.7.023. 根据等压原理，计算出水管倒 U 形的高度 hh.96. 4.由粗苯乙烯流量为 ， sVs /051./82133得管中流速
6、为 mdu6.42查表得粗苯乙烯粘度为 sPa310.在贮槽液面 与输送管内侧 面间列柏努力方程，简化有：12，fehugZH4021803.162Rd取管壁粗糙度 为 0.3mm，则 ，查表得：5.3d045.mgudlhf32.9 81.926)5.4625.7.0.450()2 He .1.8.61由 查离心泵性能，选泵 IS50-32-mHhQe45.7,23150其性能为；流量： m35.7 kW13.0轴 功 率压 头配带电机：2.2kwm.2%60允 许 的 气 蚀 余 量效 率 ：计算电机功率： 符合。kW，wgHQP 2.6.0596.032815.75 hmqv /9.87
7、01182. 30 6. 可能离心泵发生了气蚀现象现象：泵振动大，噪音大，流量与扬程下降，泵壳和叶轮金属离子被剥落。原因：叶轮旋转中心负压太大。一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管路阻力太大；三是可能被输送流体的温度过高。7选用旋涡泵。旋涡泵适用于小流量，高扬程的场合，这里精馏塔塔顶回流就是需高扬程而流量不大的情况。项目三：如图，某化工厂反应工段。1贮罐中，盛有密度为 960kg/m3、粘度为 的无腐蚀性的原料，液面spa310高于罐底 9.6m，液面上方为常压。在罐壁下部有一直径为 0.76m 的人孔，其中心距罐底 0.8m，孔盖用 14mm 的钢制螺钉固定。若螺钉材料的工作应力取400
8、kgf/cm2。问至少用多少根螺钉？解：孔盖上受到的由内向外的压力： NAghpF 8.3756.0481.960.92每颗螺钉能承受的力： Nf 5.3781.402所以得：个2.650378n答：至少要 8 个螺钉。2将贮槽中的原料以 11200kg/h 流量向反应器供料，试选用合适的管子？解： 根据被输送物料性质选用热扎无缝钢管； 初估管径： md045.2369104 选用公称直径为 Dg50 的管子。 核算流速： ，在一般流速范围内。su /3.105.78.96301223若用真空抽料的方法将原料抽到反应中，假设总管长度为 10m，忽略所有管路的局部阻力损失，试计算反应器中所需的最
9、小真空度？解：取贮罐液面为 1-1 截面，反应器进料管口为 2-2 截面，并以 1-1 截面为基准水平面根据柏努利方程式： gupZgupZ221101m3p?2p1u smu /53.102.785.96301mhf待 求估算流体阻力： 4710965.2.Re3取管壁粗糙度 为 0.3mm，则 ，查表得：058.d 034.mhf 7.81.9250.34. kpap672答：反应器内最小真空度为 36.8kpa4图中水力喷射泵进水管直径为 20mm，水的流量为 0.4 ，进水压力为hm/3（绝压） ，喷咀内径为 2mm，此真空喷射泵所产生的真空度能否满足工pa510艺要求？（忽略位差和喷
10、咀的阻力损失） 。解：在喷射泵进水管口与喷咀处列柏努利方程得： 221upsmu/354.0.785.03641 22代入柏氏式得： kpakpapap 8.3642.5765764201)054.35.0(22 答：真空喷射泵所产生的真空度能满足工艺。5真空抽料过程中，突然抽不上料，试分析其可能产生的原因？答： 贮槽上放空阀可能没开，随着贮槽中物料被抽出，液面上产生了负压； 贮槽中物料液位过低，低于吸入管口； 输送管路堵； 喷射真空泵中水的流速过低。项目四：每小时将 2104kg 的反应产物用泵从反应器输送至高位槽。反应器上方保持 200mmHg 的真空度，高位槽液面为大气压。管道为 764
11、的钢管，总长为 50m。管线上有两个全开的闸阀，=0.17；一个孔板流量计，=4；5 个标准弯头，=0.75。反应器液面与管道出口的垂直距离为 15m。 （已知：溶液的密度为 1073kg/m3,粘度为 0.63cp）项目四附图1若泵的效率为 0.7，管路中 =0.03，估算泵的轴功率以选配电机。解：取反应器液面为 1-1 截面，高位槽液面为 2-2 截面，并以 1-1 截面为基准水平面。 fhgupzHgupz 22211 01 m152pap60302p01u2u smu/43.1768.43612ghf .35.07.41.068.53 代入求得： mH.2.35.972则： WgWNs
12、 1060轴功率为： 14.3轴答：略2若孔板流量计的孔口截面与管截面的比值为 0.5，则孔板前后的压力差应为多少 pa？解：查 Re-C0 的关系曲线，当 时，5.0S69.0C根据 smpCduSVs /052.1736024 34020 由 得5.20m1.80所以 pap 6.923706.4.7.223若在送料过程中，离心泵出口压力表读数较高，但送不上料，试分析原因？答：出口管路上阀门可能没有全部打开；出口管路堵。4若在送料过程中，离心泵进口真空表读数较高，但送不上料，试分析原因？答：进口管路上阀门可能没有全部打开；吸入管路堵；被输送流体贮槽液面有负压；吸入管路阻力过大。项目五：聚氯
13、乙烯生产中，聚合釜的产物到回收槽回收氯乙烯单体，然后进行固-液分离，再用气流干燥器干燥，干燥后的产品包装。流程方块图如下：项目七附图1将物料从聚合釜输送到单体回收槽选用输送方法，说明理由？答：选用真空抽料的方法。 小批量输送； 聚合釜有一定压力，单体回收槽再抽真空，物料就可以输送； 聚合物最好不被污染。2选用固-液分离方法与机械，说明理由？答：选用离心分离方法，采用三足式离心机分离；过滤速率快，物料含湿量低，操作方便。3将物料从单体回收槽输送到固-液分离器选用输送方法，说明理由？若选用动力输送则继续选用输送机械类型，说明理由？答：选用动力输送方法。因为此工艺中固-液分离器采用的是三足式离心机，
14、无需较高压力；选用离心式泥浆泵；因为输送的物料为含有固体颗粒的悬浮物，且压力要求不高。4若已计算得到气流干燥器所需风量为 ，温度为 60，干燥管高hm/1603度为 6m，测得干燥管顶部表压为 100mmH2O，系统全部阻力损失为 50mmH2O，试选用一台合适的风机？解：根据风量和风压来选用风机。现已知风量为 ；而风压可根据下hm/1603式计算： ghupgZHfT 211212查得 60时空气的密度为： ，忽略动压头差，则得：3/06.mkpaT 9.1538.105.891.8906.1 答：选用型号为 4-72-11NO8D 的风机，其性能参数为：全风压 1961.4pa 风量 20
15、130 h/3转速 1450 功率 14.2kW 效率 89.5% 5若在操作过程中风机性能降低，试分析原因并说明对应的解决措施？答：可能是：转速下降；叶轮粘有杂质；进口叶片失灵；进口消音器过滤网堵；壳体内积尘多；轴封漏；进、出口法兰密封不好。项目六：流体输送实训装置中，我们用泵将 20水由一号低位贮槽打到一号高位槽，吸入液面与泵吸入口距离为 2m。1 若选用离心泵，可以选择哪种类型？并说明理由。可选择离心式清水泵，因为所输送物料为水，清水泵价格低廉。2 泵前后一般都要安装测量压力的仪表，应各安装什么仪表？泵前安装真空表，泵后安装压力表。3 若管路总阻力为 2mH2O 柱，请您估算一下选择的泵至少要多大扬程？4m4离心泵的送液能力，为什么可以通过出口阀门的调节加以改变？往复泵和旋涡泵的送液能力是否也可采用同样的调节方法?为什么?对离心泵，调节出口阀门开度可以改变管路的流体阻力，改变管路特性曲线，改变泵的工作点，从而调节泵的流量。而对于往复泵和旋涡泵必须不能采用调节出口阀门开度的方法调节流量，以避免因泵内液体排不出而压力急剧增加，造成事故。
