2025年大學(xué)大三（化學(xué)工程與工藝）化工設(shè)備設(shè)計綜合測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題只有一個選項(xiàng)符合題意，請將正確選項(xiàng)的序號填在括號內(nèi)。1.化工設(shè)備設(shè)計中，對于承受內(nèi)壓的圓筒形容器，其壁厚計算主要考慮的因素不包括以下哪一項(xiàng)（）A.內(nèi)壓大小B.材料許用應(yīng)力C.容器的高度D.焊接接頭系數(shù)2.在化工設(shè)備選材時，以下哪種材料的耐腐蝕性相對較差（）A.不銹鋼B.碳鋼C.合金鋼D.鈦合金3.化工設(shè)備設(shè)計中，攪拌器的選型主要依據(jù)不包括（）A.物料的性質(zhì)B.攪拌目的C.設(shè)備的外形尺寸D.生產(chǎn)能力4.對于換熱器的設(shè)計，以下哪種傳熱方式在其中起到關(guān)鍵作用（）A.傳導(dǎo)B.對流C.輻射D.以上都是5.化工設(shè)備的密封設(shè)計中，以下哪種密封形式適用于高壓、高溫場合（）A.填料密封B.機(jī)械密封C.墊片密封D.迷宮密封6.在化工設(shè)備設(shè)計中，安全閥的作用是（）A.控制流量B.防止超壓C.調(diào)節(jié)壓力D.過濾雜質(zhì)第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5空，每空4分。請將答案填在題中的橫線上。1.化工設(shè)備設(shè)計中，常用的強(qiáng)度理論有______和______。2.換熱器按傳熱方式可分為______、______和蓄熱式換熱器。3.塔設(shè)備按內(nèi)件結(jié)構(gòu)可分為______塔和______塔。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。簡要回答問題。1.簡述化工設(shè)備設(shè)計的一般步驟。2.說明化工設(shè)備選材時需要考慮的主要因素。四、分析題（共20分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：某化工廠計劃新建一套生產(chǎn)裝置，其中涉及到一臺反應(yīng)釜的設(shè)計。該反應(yīng)釜需承受一定的壓力和溫度，并且要保證反應(yīng)物充分混合。在設(shè)計過程中，工程師考慮了多種因素，如反應(yīng)釜的材質(zhì)選擇、攪拌裝置的設(shè)計等。問題：1.對于該反應(yīng)釜的材質(zhì)選擇，應(yīng)考慮哪些因素？（10分）2.如何設(shè)計攪拌裝置以確保反應(yīng)物充分混合？（10分）五、設(shè)計題（共10分）答題要求：根據(jù)給定的條件，設(shè)計一個簡單的化工設(shè)備。條件：設(shè)計一個用于儲存液態(tài)化工原料的常壓儲罐，容積為50立方米，要求結(jié)構(gòu)簡單、成本較低。請簡述你的設(shè)計思路和主要設(shè)計參數(shù)。答案：第I卷答案1.C2.B3.C4.D5.B6.B第II卷答案二、填空題答案1.第一強(qiáng)度理論、第四強(qiáng)度理論2.間壁式換熱器、混合式換熱器3.板式塔、填料塔三、簡答題答案1.化工設(shè)備設(shè)計一般步驟：確定設(shè)計任務(wù)和要求；進(jìn)行工藝計算；選擇設(shè)備類型和材質(zhì)；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計；強(qiáng)度計算和校核；繪制設(shè)計圖紙；編寫設(shè)計說明書。2.選材考慮因素：介質(zhì)的腐蝕性；操作壓力和溫度；材料的力學(xué)性能；材料的加工工藝性；材料的經(jīng)濟(jì)性；材料的來源和供應(yīng)情況。四、分析題答案1.材質(zhì)選擇考慮因素：反應(yīng)釜承受的壓力和溫度，需選擇能滿足相應(yīng)強(qiáng)度要求的材料；反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)，要選擇耐腐蝕的材料；材料的成本，在滿足性能要求的前提下盡量降低成本；材料的可加工性，便于制造反應(yīng)釜。2.攪拌裝置設(shè)計：選擇合適的攪拌器類型，如槳式、渦輪式等，根據(jù)物料性質(zhì)和攪拌要求確定；合理設(shè)計攪拌器的尺寸和轉(zhuǎn)速，以保證足夠的攪拌強(qiáng)度；設(shè)置合適的攪拌軸和支撐結(jié)構(gòu)，確保攪拌裝置的穩(wěn)定性；考慮攪拌裝置的密封，防止物料泄漏。五、設(shè)計題答案設(shè)計思路：采用立式圓筒形儲罐，底部為橢圓形封頭，頂部為平蓋。罐體采用碳鋼材質(zhì)，內(nèi)部涂防腐涂層。設(shè)置人孔、液位計、進(jìn)料口和出料口等。主要