化工仿真实训思考题

1、化工仿真实训思考题离心泵习题（高永飞）1）简述离心泵的工作原理和结构答：工作原理：启动灌满了被输送液体的离心泵后，在电机的作用下，泵轴带动叶轮一起旋在导轮引领下沿流通截面积逐渐扩大的泵壳流向排出管，液体流速逐渐降低，而静压能增大。排出管的增压液体经管路即可送往各目的地。与此同时，叶轮中心处因液体被甩地从吸入管进入泵内，以填补被排出液体的位置。因此，只要叶轮不断旋转，液体便不断地被吸入和排出。由此可见，泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮。结构：离心泵由吸入管、排出管和离心泵主体组成。离心泵主体部分为转动部分和固定部分。转动部分由电机带动旋转，将能量传递给被输送部分，主要包括叶轮和泵轴。

2、2）请举例说出除离心泵以外你所知道的其他类型的泵答：除离心泵外，其他化工用泵有非正位移泵，正位移泵。非正位移泵分为轴流泵、旋涡泵；正位移泵分为隔膜泵、计量泵、齿轮泵。3）什么叫气蚀现象？气蚀现象有什么破坏作用？答：气蚀指的是当贮槽液面上的压力一定时，如叶轮中心的压力降低到等于被输送液体当前温度下的饱和蒸气压时，叶轮进口处的液体会出现大量气泡，这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而凝结，致使气泡所在空间形成真空，周围液体质点以极大速度冲向气泡中心，造成冲击点上有瞬间局部冲击压力，从而使叶轮等部分很快损坏，同时伴有泵体震动，并发出噪音，泵的流量、扬程和效率明显下降。这种现象就叫“气蚀”。气蚀所产

3、生的瞬间局部冲击压力，会使叶轮遭到破坏，而且导致泵体震动，并发出噪音，泵的流量、扬程和效率明显下降，严重时甚至吸不上液体。4）什么情况下会发生气蚀现象？如何防止气蚀现象的发生？答：离心泵安装高度提高时，将导致泵内压力降低，泵内压力最低点通常位于叶轮叶片进口稍后的一点附近。当此处压力降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所生成的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速增大而急剧冷凝。会使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，这种现象称为汽气蚀现象。防止措施：应该降低泵与液面之间的高度5）为什么启动前一定要将离心泵灌满被输送的液体？答：离心泵开泵前不灌泵，

4、泵内有可能存在气体，由于气体的重度小，因此造成泵的吸入压力和排出压力都很低，气体就不易排出，液体就无法吸入泵内。所以，离心泵开泵前必须灌泵使泵内充满液体，避免抽空。6）离心泵在启动和停止运行时泵的出口阀应该处于什么状态？为什么？答：离心泵在排出管路阀门关闭状态下启动，因为离心泵是靠叶轮离心力形成真空的吸力把水提起，所以，离心泵启动时，必须先把闸阀关闭，灌水。水位超过叶轮部位以上，排出离心泵中的空气，才可启动。启动后，叶轮周围形成真空，把水向上吸，其闸阀可自动打开，把水提起。因此，必须先闭闸阀。泵工作系统的阀门或附属装置均应处于泵运转时负荷最小的位置，应关闭出口调节阀。离心泵停泵应先关闭出口阀，

5、以防逆止阀失灵致使出水管压力水倒灌进泵内，弓I起叶轮反转，造成泵损坏。7）泵P101A和泵P101B在进行切换时，应如何调节其出口阀VD04和VD08?为什么？答：应该先逐渐打开VD08，逐渐关闭VD04。应为要保证系统的稳定，基本保证流量不变。8）一台离心泵在正常运行一段时间后，流量开始下降，可能会由哪些原因导致？答：1液体中杂质堵塞水泵流道。2部分流道破碎。3水泵密封漏水，压力流失。4电机转速问题。9）离心泵出口压力过高或过低应如何调节？答:通过出口阀门的开度可以调节，或者变频调电机转速来调节，对于目前离心泵通用的出口阀门调节和泵变转速调节两种主要压力调节方式，泵变转速调节节约的能耗比出口

6、阀门调节大得多，这点可以从两者的功耗分析和功耗对比分析看出。通过离心泵的流量与扬程的关系图，可以更为直观的反映出两种调节方式下的能耗关系。通过泵变速调节来减小流量还有利于降低离心泵发生汽蚀的可能性。当流量减小越大时，变速调节的节能效率也越大，即阀门调节损耗功率越大，但是，泵变速过大时又会造成泵效率降低，超出泵比例定律范围，因此，在实际应用时应该从多方面考虑，在二者之间综合出最佳的流量调节方法。10）离心泵入口压力过高或过低应如何调节？答：可以调节进料阀的开度，泵入口阀的开度和出口阀的开度！一起作用就能将入口压力改变。11）若两台性能相同的离心泵串联操作，其输送流量和扬程较单台离心泵相比有什么变

7、化？答:若两台性能相同的离心泵并联操作，其输送流量和扬程较单台离心泵相比有什么变化？答：水泵串联的使用原则是：两台泵的流量要相等，扬程可以不同；两台相同性能的泵串联使用时流量不变扬程相加。就像多级泵的原理。水泵并联使用原则是：两台泵的扬程必须相等，流量可以不等；运行时扬程不变流量相加。换热器习题（司云鹏）1）冷态开车是先送冷物料，后送热物料；而停车是又要先关热物料，后关冷物料，为什么？答：由于考虑到金属的热胀冷缩特性，为了尽量减少温差应力和局部过热等问题，所以开车时先送冷物料，后送热物料；而停车时又要先关热物料，后关冷物料。2）开车时不排出不凝气会有什么后果？如何操作才能排净不凝气？答：开车时

8、不排出不凝气，在气液界面上，可凝性蒸汽不断凝结，不凝性气体则被停留，可凝性蒸汽抵达液膜表面进行冷凝之前，必须以扩散方式穿过不凝性气体富集的气体层。扩散过程的阻力引起蒸汽分压及相应的饱和温度下降，使液膜温度低于蒸汽主体的饱和温度。这相当于附加一额外热阻，使蒸汽冷凝给热系数大为降低。为减少不凝性气体的不良影响，应设有排放口，定期排放不凝性气体3）为什么停车后管程和壳程都要泄液？这两部分泄液有顺序码？为什么？答：停车后，管程或壳程都需要泄液。防止设备生锈或腐蚀。泄液应该没顺序。因为只要将换热器里面的液体泄液完就行了。4）你认为本系统调节器TIC101的设置合理吗？如何改进？答：合理，只要提前注明，调

9、节器和阀之间是虚线链接的就可以了，无需改进。5）传热有哪几种基本方式？各自的特点是什么？答：热的传递有：传导、对流和辐射三种基本方式。热传导是无物质宏观位移的传热方式,发生于静止物质内；对流传热是指流体中质点发生相对位移引起的热交换，常伴生有热传导；由热的原因产生电磁波在空间的热传递是辐射传热，它不需要有传递介质。6）影响间壁式换热器传热量的因素有哪些？答：主要有传热面积，流体流动类型，流体粘度。7）工业生产中常见的换热器有哪些类型？答：根据热、冷流体热量交换的原理和方式基本可分为三大类，即间壁式、混合式和蓄热式。而间壁式换热器可分为夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、

10、管壳式换热器。吸收解吸习题（陈楠）1）试从操作原理和本单元操作特点分析一下吸收段流程压力比解吸段压力高的原因？答：压力大的时候，溶解度大，有利于吸收。压力小，溶解度小，有利于解吸。2）从全流程能量的合理利用角度分析换热器E-103和E-102的安排顺序和原因。答：应该先从E-102到E-103,应为E-102里面的流体温度较低些，这样走完E-102可以直接去E-103,省的在用新的原来还需额外的加热。3）本系统在开车和停车过程中引入N2的作用是什么？答：开车时引入N2是为了驱赶体系内的空气和杂质气体，停车时冲去，是因为要保护吸附塔，让吸附位都占住，避免停车以后吸附剂吸附其他杂质。4）若发现富油

11、无法进入解析塔，会有哪些原因？如何调整。答：可能是，应开的阀门没全开。这种情况仔细检查通道阀门，打开需要打开的阀门。或者,吸收塔压力太低。此时通过调节PIC103,FV103以及V1阀门增大吸收塔的压力。再者，管道堵塞。此时需及时清除堵塞物即可5）正常停车时，若发现吸收塔的富油无法排除，可能是什么原因，如何调整？答：可能是塔T-101的压力小于11MPa、塔T-102的压力小于02MPa。此时可用氮气充压来调整两塔的压力。6）若加热蒸汽中断，改如何处理？答：关V1阀，停止进料；手动关闭调节阀FV106,并停P-102A/B,停T-102回流；手动关闭调节阀LV105,停D-105产品出料；手动

12、关闭调节阀FV104,停T-102进料；手动关闭调节阀FV103,并停P-101A/B,保持T-101液位；手动关闭PV103，保压；手动关闭调节阀LIC104，保持T-102液位；手动关闭调节阀FV108,停用再沸器E-105;手动关闭V4阀和调节阀TV103、PV105,停E-101；故障解除后，按热态开车操作；7）C6油储罐进料阀为一手阀，有必要再次设一调节阀使进料操作自动化吗？为什么?答：没有，因为通过调节PRC103阀就可达到调节贫油流量的效果。8）与同学们交流一下自己控制解析塔液位有几种方法？那种最好？答：增大FV106减小FV105的开度，也就是调节回流比。或减小LV104的开度

13、。压缩机习题（魏建国）1）什么是气体压送机械？它与液体输送设备有什么不同？答：气体压送机械是能引起空气连续流动的驱动机器。而液体输送机械通称泵。在化工生产中，被输送的液体的性质各不相同，所需的流量和压头也相差悬殊。为满足多种输送任务的要求，泵的型式繁多。根据泵的工作原理划分为：动力式泵。又称叶片式泵，包括离心泵、轴流泵和旋涡泵等，由这类泵产生的压头随输送流量而变化；容积式泵。包括往复泵、齿轮泵和螺杆泵等，由这类泵产生的压头几乎与输送流量无关；流体作用泵。包括以高速射流为动力的喷射泵，以高压气体（通常为压缩空气）为动力的酸蛋（因最初用来输送酸的容器，且呈蛋形而得名）和空气升液器。2）你能分别说出

14、按气体压送机械出口气体压力（或压缩比）和作用原理的气体压送机械的分类吗？答：气体压、送机械可按其终亚（出口压力）或压缩比（气体加压后与加压前的压力比）分为四类： 通风机：终压不大于0.1大气压（表压）； 鼓风机（高压风机，高压鼓风机）：终压为0120大气压（表压）； 压缩机：终压在2大气压（表压以上）； 真空泵：在容器或设备内造成真空，即产生的压力低于大气压力。3）离心式压缩机的特点是什么？它的驱动机有哪些？答：离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以

15、做到绝对无油的压缩过程。离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。但是，离心式压缩机也还存在一些缺点。离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比过高的场合。离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差。目前离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。驱动机：蒸汽汽轮机驱动、电机、透平4）请说明蒸汽透平式压缩机的工作原理。答：它依靠旋转叶轮与气流间的相互作用力来提高气体压力，同时使气流产生加速度而获得动能，然后气流在扩压器中减速，将动能转化为压力能，进一步提高压力。在压缩过程中气体流动是连续的。透平压缩机是在通风机的基础上发展起来的。它广泛用于各种工艺过程中输送空气和各种气体，并提高其压力。5）什么时喘振？如何防止喘振？答：喘振是离心式压缩机特性的一个特殊问题是压缩机入口气量减少到一定程度后产生的一种“飞动"