过程设备设计课后题.pdf

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1、过程设备设计课后题1.换热设备有哪几种主要形式？答：按换热设备热传递原理或传热方式进行分类，可分为以下几种主要形式：1直接接触式换热器利用冷、热流体直接接触，彼此混合进行换热。2蓄热式换热器借助于由固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体。3间壁式换热器利用间壁（固体壁面）冷热两种流体隔开，热量由热流体通过间壁传递给冷流体。4中间载热体式换热器载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器中吸收热量，在低温流体换热器中把热量释放给低温流体。2.间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什

2、么特点？答：1管式换热器按传热管的结构形式不同大致可分为蛇管式换热器、套管式换热器、缠绕管式换热器和管壳式换热器。在换热效率、结构紧凑性和单位传热面积的金属消耗量等方面不如其它新型换热器，但它具有结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承受较高的操作压力和温度等优点。在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。2板面式换热器按传热板面的结构形式可分为：螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板式换热器。传热性能要比管式换热器优越，由于其结构上的特点，使流体能在较低的速度下

3、就达到湍流状态，从而强化了传热。板面式换热器采用板材制作，在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比管式换热器差。3其他一些为满足工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器，如回转式换热器、热管换热器、聚四氟乙烯换热器和石墨换热器等。3.管壳式换热器主要有哪几种形式？换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？答:1固定管板式：结构简单，承压高，管程易清洁，可能产生较大热应力；适用壳侧介质清洁；管、壳温差不大或大但壳侧压力不高。2浮头式：结构复杂，无热应力、管间和管内清洗方便，密封要求高。适用壳侧结垢及大温差。3U形管

4、式：结构比较简单，内层管不能更换；适用管内清洁、高温高压。4填料函式：结构简单，管间和管内清洗方便，填料处易泄漏；适用4MPa以下，温度受限制。5釜式重沸器：壳体上部设置一个蒸发空间，蒸发空间的大小由产气量和所要求的蒸汽品质所决定。清洗维修方便，可处理不清洁、易结垢的介质，并能承受高温、高压。连接方式：①强度胀焊主要适用于设计压力小于等于4Mpa，设计温度小于等于300℃，操作中无剧烈振动、无过大温度波动及无明显应力腐蚀等场合。②强度焊除有较大振动及有间隙腐蚀的场合，只要材料可焊性好，可用于任何场合。③胀焊并用主要用于密封性

5、能要求高，承受振动或疲劳载荷，有间隙腐蚀，需采用复合管板的场合。4.换热器流体诱导振动的主要原因有哪些？相应采取哪些防振措施？答：1螺旋脱落2流体弹性扰动3湍流颤振4声振动5射流转换防振措施：1改变流速2改变管子固有频率3增设消声板4抑制周期性漩涡5设置防冲板或导流筒5.试述余热锅炉的作用及其分类？答：余热锅炉，顾名思义是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。具有烟箱、烟道余热回收利用的燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉也称为余热锅炉，余热锅炉通过余热回收可以生产热水或

6、蒸汽来供给其它工段使用。余热锅炉按燃料分为燃油余热锅炉、燃气余热锅炉、燃煤余热锅炉及外媒余热锅炉等。按用途分为余热热水锅炉、余热蒸汽锅炉、余热有机热载体锅炉等。6.换热设备传热强化可采取哪些途径来实现？答：要使换热设备中传热过程强化，可通过提高传热系数、增大换热面积和增大平均传热温差来实现。提高对流传热系数的方法又可分为有功传热强化和无功传热强化：1.有功传热强化应用外部能量来达到传热强化目的，如搅拌换热介质、使换热表面或流体振动、将电磁场作用于流体以促使换热表面附近流体的混合等技术。2.无功传热强化无需应用外部能量来达到传

7、热强化的目的。在换热器设计中，用的最多的无功传热强化法是扩展表面，它既能增加传热面积，又能提高传热系数。a.如槽管、翅片可增加近壁区湍流度，设计结构时要注意优先增强传热系数小的一侧的湍流度。b.改变壳程挡板结构（多弓形折流板、异形孔板、网状整圆形板），减少死区。改变管束支撑结构（杆式支撑），减少死区。1.塔设备由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：1塔体塔体除了承受一定的操作压力、温度外，还要考虑风载、地震载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求。2支座连接塔体与基础3人孔及手孔安装、检修、

8、检查等需要4接管用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备相连接5除沫器用于补集夹带在气流中的液滴6吊柱用于安装、检修时吊运塔内件2.填料塔中液体分布器及液体自分布器的作用是什么？答：液体分布器安装于填料上部，它将液相加料及回流液均匀地分布到填料的表面上，形成液体的初始分布。液体自分布器将上