2025年化工設備試題題庫及答案(可下載)一、選擇題1.下列哪種類型的換熱器不屬于間壁式換熱器？()A.套管式換熱器B.板式換熱器C.直接接觸式換熱器D.管殼式換熱器答案：C解析：間壁式換熱器是冷熱流體通過間壁進行熱量交換的設備。套管式、板式、管殼式換熱器都屬于間壁式換熱器，而直接接觸式換熱器是冷熱流體直接接觸進行熱量交換，不屬于間壁式換熱器，所以答案選C。2.離心泵的揚程是指()。A.泵的升揚高度B.泵所提供的總能量C.泵的吸液高度D.泵的排液高度答案：B解析：離心泵的揚程是指單位重量液體通過泵所獲得的能量，也就是泵所提供的總能量，而不是單純的升揚高度、吸液高度或排液高度，所以答案選B。3.在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，下面兩項判斷正確的是()。①傳熱管的壁溫接近加熱蒸汽溫度；②總傳熱系數(shù)K接近空氣側的對流傳熱系數(shù)。-A.①對②對-B.①對②錯-C.①錯②對-D.①錯②錯答案：A解析：在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，蒸汽冷凝傳熱系數(shù)遠大于空氣側對流傳熱系數(shù)，熱阻主要集中在空氣側。根據(jù)壁溫接近熱阻小的一側流體溫度，所以傳熱管的壁溫接近加熱蒸汽溫度；總傳熱系數(shù)K接近熱阻大的一側的對流傳熱系數(shù)，即接近空氣側的對流傳熱系數(shù)，所以①②都正確，答案選A。4.對于往復泵，下列說法錯誤的是()。A.有自吸作用，安裝高度沒有限制B.實際流量只與單位時間內(nèi)活塞掃過的面積有關C.理論上揚程與流量無關，可以達到無限大D.啟動前不需要灌泵答案：A解析：往復泵有自吸作用，啟動前不需要灌泵，但它的安裝高度也有一定限制，并非沒有限制，所以A說法錯誤；往復泵實際流量只與單位時間內(nèi)活塞掃過的面積有關，理論上揚程與流量無關，可以達到無限大，B、C、D說法正確，答案選A。5.下列哪種塔設備屬于板式塔？()A.填料塔B.篩板塔C.噴淋塔D.湍球塔答案：B解析：篩板塔屬于板式塔，塔內(nèi)有若干層塔板，氣液在塔板上進行傳質(zhì)傳熱。填料塔內(nèi)裝有填料，噴淋塔是通過噴淋液體進行傳質(zhì)，湍球塔是一種特殊的塔設備，它們都不屬于板式塔，所以答案選B。6.化工設備中常用的密封形式不包括()。A.填料密封B.機械密封C.焊接密封D.迷宮密封答案：C解析：化工設備中常用的密封形式有填料密封、機械密封、迷宮密封等。焊接密封一般用于永久性連接，不屬于常用的可拆密封形式，所以答案選C。7.為了提高列管式換熱器管內(nèi)流體的對流傳熱系數(shù)，可采取的措施是()。A.增大管徑B.降低流速C.增加管程數(shù)D.減小管程數(shù)答案：C解析：根據(jù)對流傳熱系數(shù)的計算公式，增加管程數(shù)可以提高管內(nèi)流體的流速，從而提高對流傳熱系數(shù)。增大管徑會使流速降低，對流傳熱系數(shù)減??；降低流速也會使對流傳熱系數(shù)降低；減小管程數(shù)同樣會降低流速，所以答案選C。8.下列關于反應釜的說法正確的是()。A.反應釜只能進行間歇操作B.反應釜的攪拌器只有一種類型C.反應釜的材質(zhì)只能是金屬D.反應釜可以根據(jù)不同的反應要求進行設計和選型答案：D解析：反應釜可以進行間歇操作，也可以進行連續(xù)操作，A錯誤；反應釜的攪拌器有多種類型，如槳式、渦輪式、推進式等，B錯誤；反應釜的材質(zhì)除了金屬，還有陶瓷、玻璃等，C錯誤；反應釜可以根據(jù)不同的反應要求，如反應溫度、壓力、物料性質(zhì)等進行設計和選型，D正確，答案選D。9.旋風分離器主要用于分離()。A.氣液混合物B.液固混合物C.氣固混合物D.固固混合物答案：C解析：旋風分離器是利用離心力分離氣固混合物的設備，含塵氣體進入旋風分離器后，在離心力作用下，固體顆粒被甩向器壁并落下，氣體則從頂部排出，所以答案選C。10.離心泵的軸功率N和流量Q的關系為()。A.Q增大，N增大B.Q增大，N先增大后減小C.Q增大，N減小D.Q增大，N不變答案：A解析：離心泵的軸功率N隨流量Q的增大而增大，當流量達到一定值后，軸功率可能會急劇增大，所以答案選A。二、填空題1.化工設備按壓力分類，可分為_、_、和。答案：低壓設備、中壓設備、高壓設備、超高壓設備2.換熱器的熱負荷計算方法有_和_。答案：熱量衡算法、傳熱速率方程法3.離心泵的主要性能參數(shù)有_、_、_、_和效率。答案：流量、揚程、轉(zhuǎn)速、軸功率4.塔設備按其結構可分為_和_兩大類。答案：板式塔、填料塔5.化工設備常用的材料有_、_和___等。答案：金屬材料、非金屬材料、復合材料6.反應釜的攪拌裝置由_、_和___組成。答案：攪拌器、攪拌軸、傳動裝置7.密封的作用是防止_和_的泄漏。答案：介質(zhì)、能量8.列管式換熱器按熱補償方式可分為_、_和___。答案：固定管板式、浮頭式、U型管式9.旋風分離器的分離效率主要與_、_和___等因素有關。答案：進口氣速、顆粒尺寸、分離器結構10.往復壓縮機的工作過程包括_、_、_和_四個階段。答案：吸氣、壓縮、排氣、膨脹三、判斷題1.換熱器的總傳熱系數(shù)K值越大，說明傳熱效果越好。()答案：√解析：總傳熱系數(shù)K表示單位傳熱面積、單位溫度差下的傳熱速率，K值越大，在相同的傳熱面積和溫度差下，傳熱速率越快，傳熱效果越好，所以該說法正確。2.離心泵啟動前必須灌滿液體，否則會發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。()答案：×解析：離心泵啟動前必須灌滿液體，否則會發(fā)生氣縛現(xiàn)象，而氣蝕是由于泵內(nèi)壓力過低，液體汽化產(chǎn)生氣泡，氣泡破裂沖擊泵體造成的，所以該說法錯誤。3.板式塔的效率一般比填料塔高。()答案：×解析：填料塔和板式塔的效率高低不能簡單比較，在不同的工況下各有優(yōu)劣。一般來說，在小直徑、低負荷等情況下，填料塔效率可能較高；在大直徑、高負荷等情況下，板式塔有一定優(yōu)勢，所以該說法錯誤。4.反應釜的攪拌器轉(zhuǎn)速越高，反應效果越好。()答案：×解析：攪拌器轉(zhuǎn)速過高可能會導致能耗增加、物料飛濺等問題，而且并非轉(zhuǎn)速越高反應效果就一定越好，反應效果還與物料性質(zhì)、反應類型等多種因素有關，所以該說法錯誤。5.化工設備的腐蝕主要是化學腐蝕。()答案：×解析：化工設備的腐蝕主要是電化學腐蝕，在化工生產(chǎn)環(huán)境中，設備與電解質(zhì)溶液接觸，容易形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕，化學腐蝕相對較少，所以該說法錯誤。6.旋風分離器的進口氣速越高，分離效率越高。()答案：×解析：旋風分離器的進口氣速在一定范圍內(nèi)提高，分離效率會提高，但當氣速過高時，會使已分離的顆粒重新被夾帶，分離效率反而下降，所以該說法錯誤。7.列管式換熱器中，管程數(shù)越多，傳熱效果越好。()答案：×解析：管程數(shù)增多可以提高管內(nèi)流體流速，增強對流傳熱，但同時也會使流動阻力增大，動力消耗增加，而且管程數(shù)過多會使結構復雜，制造和維修困難，所以不能簡單說管程數(shù)越多傳熱效果越好，該說法錯誤。8.往復泵的流量可以通過調(diào)節(jié)出口閥門來控制。()答案：×解析：往復泵是正位移泵，流量與出口閥門開度無關，不能通過調(diào)節(jié)出口閥門來控制流量，否則可能會導致泵內(nèi)壓力過高損壞設備，一般通過旁路調(diào)節(jié)或改變活塞行程、往復次數(shù)來調(diào)節(jié)流量，所以該說法錯誤。9.機械密封比填料密封的密封效果好，使用壽命長。()答案：√解析：機械密封具有密封性能好、泄漏量小、使用壽命長等優(yōu)點，相比填料密封，能更好地滿足化工設備的密封要求，所以該說法正確。10.塔設備的操作彈性是指塔設備能夠穩(wěn)定操作的最大氣液負荷范圍。()答案：√解析：塔設備的操作彈性就是指塔設備在保持正常操作（如分離效率等指標符合要求）的前提下，能夠穩(wěn)定操作的最大氣液負荷范圍，所以該說法正確。四、簡答題1.簡述離心泵的工作原理。(1).離心泵啟動前需灌滿液體，使泵殼和吸入管路充滿液體。(2).當離心泵的葉輪在原動機帶動下高速旋轉(zhuǎn)時，葉片間的液體隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體從葉輪中心被甩向葉輪外緣，流速可增大至15-25m/s，動能也隨之增加。(3).液體離開葉輪進入泵殼后，由于泵殼內(nèi)流道逐漸擴大，液體流速逐漸降低，部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，于是液體以較高的壓力從排出口進入排出管路。(4).當液體從葉輪中心被甩出時，葉輪中心形成低壓區(qū)，在液面壓力（通常為大氣壓）和泵內(nèi)壓力差的作用下，液體經(jīng)吸入管路進入泵內(nèi)，填補被排出液體的位置，使離心泵能夠連續(xù)不斷地吸入和排出液體。2.比較板式塔和填料塔的優(yōu)缺點。板式塔(1).優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，在相同塔徑下，板式塔的處理能力比填料塔大。操作彈性大，能夠適應較大范圍的氣液負荷變化。塔板效率穩(wěn)定，在一定的操作范圍內(nèi)，塔板效率變化較小。造價相對較低，尤其是對于大直徑塔，板式塔的造價優(yōu)勢更明顯。便于檢修，塔板可以拆卸，便于清洗和維修。(2).缺點：塔板上有液面落差，會導致氣體分布不均勻，影響傳質(zhì)效率。塔板阻力較大，能耗相對較高。結構相對復雜，安裝要求較高。填料塔(1).優(yōu)點：結構簡單，制造和安裝方便。壓力降小，能耗低，尤其適用于真空操作。傳質(zhì)效率高，在小直徑、低負荷情況下，填料塔的分離效果更好。持液量小，物料在塔內(nèi)停留時間短，適用于熱敏性物料的分離。(2).缺點：填料造價較高，尤其是一些高性能填料。操作彈性較小，對氣液負荷變化的適應能力不如板式塔。填料易堵塞，需要定期清洗或更換。填料塔的液體分布器設計和安裝要求較高，否則會影響傳質(zhì)效果。3.簡述反應釜的主要組成部分及其作用。(1).釜體：是反應釜的主體部分，用于容納反應物料，提供反應空間。釜體的材質(zhì)根據(jù)反應物料的性質(zhì)和反應條件選擇，如不銹鋼、碳鋼、陶瓷等。(2).攪拌裝置：由攪拌器、攪拌軸和傳動裝置組成。攪拌器的作用是使反應物料充分混合，提高傳熱和傳質(zhì)效率，促進化學反應的進行。常見的攪拌器有槳式、渦輪式、推進式等。攪拌軸用于連接攪拌器和傳動裝置，傳遞動力。傳動裝置一般由電機、減速機等組成，為攪拌器提供動力并控制攪拌速度。(3).加熱和冷卻裝置：用于控制反應溫度。加熱方式有夾套加熱、盤管加熱等，通過蒸汽、熱水、導熱油等熱載體將熱量傳遞給反應物料。冷卻方式有夾套冷卻、盤管冷卻等，通過冷卻水等冷卻介質(zhì)帶走反應產(chǎn)生的熱量，使反應在適宜的溫度下進行。(4).密封裝置：防止反應物料泄漏和外界空氣進入反應釜。常用的密封形式有填料密封和機械密封，密封裝置的選擇要根據(jù)反應釜的壓力、溫度、物料性質(zhì)等因素確定。(5).附件：包括溫度計、壓力表、安全閥、進料口、出料口等。溫度計用于測量反應溫度，壓力表用于測量反應釜內(nèi)的壓力，安全閥用于在壓力超過規(guī)定值時自動泄壓，保證反應釜的安全。進料口用于加入反應物料，出料口用于排出反應產(chǎn)物。4.如何提高列管式換熱器的傳熱效率？(1).增大傳熱面積：可以通過增加管子的數(shù)量、采用小管徑管子、增加管束長度等方式增大傳熱面積，但要考慮設備的結構和成本。(2).提高傳熱溫差：可以通過調(diào)整冷熱流體的進出口溫度來提高傳熱溫差，但要受到工藝條件和能源利用的限制。例如，采用逆流操作可以使平均傳熱溫差最大。(3).提高總傳熱系數(shù)K：提高管內(nèi)和管外流體的對流傳熱系數(shù)。對于管內(nèi)流體，可以增加管程數(shù)、提高流速、采用傳熱強化管等；對于管外流體，可以采用折流板等方式增加流體的湍動程度。降低污垢熱阻。定期清洗換熱器，防止污垢在管壁上沉積，選擇不易結垢的管材和流體。減小管壁熱阻。選擇導熱系數(shù)大的管材，適當減小管壁厚度，但要考慮管材的強度和耐腐蝕性能。5.簡述化工設備腐蝕的原因及防護措施。原因(1).化學腐蝕：化工設備中的金屬材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。例如，金屬在干燥氣體中的氧化、在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕等。(2).電化學腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，由于形成原電池而發(fā)生的腐蝕。在化工生產(chǎn)中，大多數(shù)腐蝕是電化學腐蝕，如金屬在水溶液、潮濕空氣、土壤等環(huán)境中的腐蝕。(3).物理腐蝕：由于單純的物理溶解作用引起的腐蝕，如金屬在某些液態(tài)金屬中的溶解。(4).環(huán)境因素：化工生產(chǎn)環(huán)境中存在各種腐蝕性介質(zhì)，如酸、堿、鹽溶液、有機溶劑等，以及高溫、高壓、高濕度等條件，都會加速設備的腐蝕。防護措施(1).正確選材：根據(jù)設備的使用環(huán)境和介質(zhì)性質(zhì)，選擇耐腐蝕的材料。例如，在酸性介質(zhì)中可選用不銹鋼、陶瓷等材料；在堿性介質(zhì)中可選用碳鋼、搪瓷等材料。(2).表面涂層：在設備表面涂覆耐腐蝕的涂層，如油漆、涂料、搪瓷等，可以隔離金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸，起到防護作用。(3).襯里：在設備內(nèi)部襯上一層耐腐蝕的材料，如橡膠、塑料、玻璃鋼等，保護設備本體不受腐蝕。(4).電化學保護：陰極保護：通過外加電流或犧牲陽極的方法，使金屬設備成為陰極，從而防止金屬腐蝕。陽極保護：對于某些金屬，在一定的介質(zhì)和條件下，通過外加陽極電流使金屬表面形成鈍化膜，從而降低金屬的腐蝕速率。(5).控制環(huán)境：通過控制介質(zhì)的成分、溫度、壓力、濕度等條件，減少腐蝕因素的影響。例如，降低介質(zhì)中的雜質(zhì)含量、控制溫度和濕度在合適的范圍內(nèi)等。(6).合理設計和制造：在設備的設計和制造過程中，要考慮避免形成腐蝕電池、減少應力集中、保證良好的焊接質(zhì)量等，以提高設備的耐腐蝕性能。五、計算題1.有一管殼式換熱器，用飽和蒸汽加熱空氣。已知蒸汽溫度為120℃，空氣進口溫度為20℃，出口溫度為80℃。換熱器的傳熱面積為50m2，總傳熱系數(shù)K=50W/(m2·℃)。試求：(1)對數(shù)平均溫差；根據(jù)逆流時對數(shù)平均溫差公式(ΔT_{m}=ΔT1?ΔT2lnΔT1ΔT2)，其中(ΔT_{1}=120-20=100℃)，((2)熱負荷；根據(jù)傳熱速率方程(Q=KAΔT_{m})，已知(K=50W/(m2·℃))，(A=50m2)，(ΔT_{m}=65.5℃)。則(Q=50×50×65.5=163750W=163.75kW)。2.某離心泵的特性曲線方程為(H=30-0.01Q^{2})（H單位為m，Q單位為m3/h），該泵安裝在某管路系統(tǒng)中，管路特性曲線方程為(H_