2025年大學本科二年級（化學工程與工藝）化工設備機械設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40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.化工設備機械設計中，對于承受內(nèi)壓的圓筒形容器，其壁厚計算公式主要考慮的因素不包括以下哪項？（）A.內(nèi)壓大小B.材料許用應力C.容器高度D.焊接接頭系數(shù)2.以下哪種封頭形式在相同條件下，受力性能最好？（）A.半球形封頭B.橢圓形封頭C.碟形封頭D.錐形封頭3.化工設備中常用的法蘭連接，其密封面形式不包括（）A.平面密封面B.凹凸密封面C.榫槽密封面D.螺紋密封面4.在計算化工設備筒體的軸向應力時，不涉及的參數(shù)是（）A.內(nèi)壓B.筒體壁厚C.筒體直徑D.介質(zhì)密度5.對于化工設備的支座，以下說法錯誤的是（）A.臥式容器一般采用鞍式支座B.立式容器可采用支承式支座C.支座的設計只需要考慮設備重量D.支座應具有足夠的強度和剛度6.化工設備機械設計中，材料的選擇不需要考慮的因素是（）A.耐腐蝕性B.強度要求C.美觀性D.經(jīng)濟性7.以下哪種焊接方法在化工設備制造中應用最為廣泛？（）A.手工電弧焊B.埋弧焊C.氣體保護焊D.電渣焊8.化工設備的開孔補強設計，主要目的是（）A.增加設備美觀性B.保證設備強度C.便于安裝附件D.提高設備穩(wěn)定性9.對于化工設備的人孔，其直徑一般不小于（）A.400mmB.500mmC.600mmD.800mm10.在化工設備設計中，考慮熱應力的主要原因是（）A.設備運行時溫度變化大B.提高設備效率C.節(jié)省材料D.便于安裝11.化工設備的接管與筒體連接時，通常采用的連接方式是（）A.焊接B.螺紋連接C.法蘭連接D.脹接12.以下哪種材料常用于制造耐腐蝕的化工設備？（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鋁合金D.銅合金13.化工設備機械設計中，計算設備壁厚時，安全系數(shù)的取值與以下因素無關的是（）A.材料性能B.設備使用環(huán)境C.設備尺寸D.制造工藝14.對于化工設備的視鏡，其作用不包括（）A.觀察設備內(nèi)部情況B.便于操作C.防止介質(zhì)泄漏D.增加設備美觀15.化工設備的地腳螺栓，其作用是（）A.固定設備位置B.調(diào)整設備高度C.連接管道D.支撐設備重量16.在化工設備設計中，考慮風載荷的主要原因是（）A.設備安裝在室外B.提高設備穩(wěn)定性C.節(jié)省材料D.便于運輸17.化工設備的攪拌裝置，其主要作用不包括（）A.使物料均勻混合B.加速反應C.提高設備效率D.防止介質(zhì)沉淀18.以下哪種封頭制造工藝相對復雜？（）A.半球形封頭B.橢圓形封頭C.碟形封頭D.錐形封頭19.化工設備機械設計中，計算設備的疲勞壽命時，不需要考慮的因素是（）A.交變載荷大小B.材料疲勞極限C.設備外觀D.應力循環(huán)次數(shù)20.對于化工設備的安全閥，其作用是（）A.控制流量B.防止超壓C.調(diào)節(jié)壓力D.便于操作第II卷（非選擇題共60分）21.（10分）簡述化工設備機械設計的一般步驟。22.（10分）分析橢圓形封頭的受力特點及在化工設備中的應用優(yōu)勢。23.（10分）說明化工設備法蘭連接密封的原理及影響密封效果的因素。材料題：某化工廠計劃新建一套反應裝置，采用圓筒形容器作為反應釜。已知反應釜內(nèi)徑為2000mm，設計壓力為2MPa，工作溫度為200℃，采用Q345R材料，焊接接頭系數(shù)為0.85，腐蝕裕量為2mm。24.（15分）計算該反應釜的筒體壁厚。（結果保留一位小數(shù)）材料題：某化工企業(yè)有一臺臥式儲存容器，采用鞍式支座支撐。容器內(nèi)徑為3000mm，長度為10000mm，總重量為50噸。鞍式支座的設計參數(shù)需要根據(jù)相關標準進行確定。25.（15分）確定該臥式儲存容器鞍式支座的主要設計參數(shù)，如鞍座寬度、腹板厚度等。（寫出計算過程及結果）答案：1.C2.A3.D4.D5.C6.C7.A8.B9.B10.A11.A12.B13.C14.D15.A16.A17.C18.A19.C20.B21.一般步驟：明確設計任務與要求；確定設備的工藝參數(shù)；進行初步設計選型；強度計算與校核；結構設計；繪制設計圖紙；編寫設計說明書。22.受力特點：橢圓形封頭由部分球面與短圓筒組成，受力時應力分布較為均勻。應用優(yōu)勢：制造相對簡單，成本較低；受力性能較好，能承受一定壓力；在化工設備中廣泛應用于各種反應釜、儲罐等。法蘭連接密封原理：通過擰緊螺栓使法蘭密封面相互擠壓，填充密封墊片的微小間隙，阻止介質(zhì)泄漏。影響因素：密封面形式、密封墊片性能、螺栓預緊力、法蘭剛度等。24.根據(jù)公式計算：壁厚=（設計壓力×內(nèi)徑）/（2×材料許用應力×焊接接頭系數(shù)-設計壓力）+腐蝕裕量。Q345R在200℃時許用應力為170MPa。壁厚=（2×2000）/（2×170×0.85-2）+2≈14.7mm。25.鞍座寬度：根據(jù)標準，對于內(nèi)徑3000mm的容器，鞍座寬度約為5００