2025年大學(xué)化學(xué)工程與工藝（化工設(shè)備設(shè)計）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：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題只有一個選項符合題意)1.化工設(shè)備設(shè)計中，以下哪種材料常用于制造耐腐蝕的反應(yīng)釜？（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鑄鐵D.銅合金2.在設(shè)計塔設(shè)備時，需要考慮的關(guān)鍵因素不包括以下哪項？（）A.氣液傳質(zhì)效率B.塔的高度C.物料的顏色D.操作壓力3.對于換熱器的設(shè)計，提高傳熱系數(shù)的有效方法是（）。A.增加換熱面積B.降低流體流速C.強化流體湍動程度D.減小溫差4.化工設(shè)備的強度計算主要依據(jù)的是（）。A.流體力學(xué)原理B.傳熱學(xué)原理C.材料力學(xué)原理D.化學(xué)動力學(xué)原理5.以下哪種封頭形式在壓力容器中應(yīng)用最為廣泛？（）A.球形封頭B.橢圓形封頭C.碟形封頭D.平板封頭6.設(shè)計攪拌器時，攪拌器的轉(zhuǎn)速對攪拌效果有重要影響，一般來說，轉(zhuǎn)速越高（）。A.混合越均勻B.能耗越低C.設(shè)備磨損越小D.對物料性質(zhì)要求越低7.化工管道設(shè)計中，管道的公稱直徑是指（）。A.管道內(nèi)徑B.管道外徑C.與管道內(nèi)徑相近的某一整數(shù)D.與管道外徑相近的某一整數(shù)8.以下哪種閥門適用于切斷和調(diào)節(jié)流體流量？（）A.閘閥B.球閥C.截止閥D.止回閥9.在化工設(shè)備設(shè)計中，考慮設(shè)備的可操作性時，應(yīng)避免（）。A.設(shè)備布置過于緊湊B.操作平臺過高C.檢修通道狹窄D.以上都是10.對于儲存易燃易爆液體的儲罐，應(yīng)采用的安全附件不包括（）。A.安全閥B.液位計C.溫度計D.流量計11.化工設(shè)備的材質(zhì)選擇應(yīng)首先考慮（）。A.成本B.耐腐蝕性C.強度D.加工工藝性12.設(shè)計蒸發(fā)器時，為提高蒸發(fā)效率，可采取的措施是（）。A.降低加熱蒸汽溫度B.提高料液濃度C.增加二次蒸汽的排除量D.減小傳熱面積13.以下哪種塔板結(jié)構(gòu)具有較高的傳質(zhì)效率？（）A.篩板塔B.泡罩塔C.浮閥塔D.填料塔14.化工設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)計需要考慮的因素不包括（）。A.設(shè)備重量B.地震載荷C.設(shè)備顏色D.風載荷15.在設(shè)計離心泵時，以下哪個參數(shù)與泵的揚程無關(guān)？（）A.葉輪直徑B.轉(zhuǎn)速C.流量D.泵的效率16.對于化工管道的連接方式，焊接連接的優(yōu)點不包括（）。A.密封性好B.強度高C.拆卸方便D.成本較低17.設(shè)計反應(yīng)器時，反應(yīng)熱的移除方式不包括（）。A.夾套冷卻B.蛇管冷卻C.增加反應(yīng)物濃度D.外循環(huán)冷卻18.以下哪種材料不適用于制造高溫高壓的化工設(shè)備？（）A.合金鋼B.鈦合金C.鋁合金D.鎳基合金19.在化工設(shè)備設(shè)計中，考慮設(shè)備的維護保養(yǎng)時，應(yīng)設(shè)置（）。A.檢修孔B.人孔C.手孔D.以上都是20.設(shè)計冷凝器時，冷凝介質(zhì)的選擇主要取決于（）。A.冷卻水溫B.被冷凝氣體的性質(zhì)C.冷凝器的材質(zhì)D.設(shè)備的外形尺寸第II卷（非選擇題共60分）答題要求：請根據(jù)題目要求，在答題區(qū)域內(nèi)作答，答案要簡潔明了，邏輯清晰。填空題（每題2分，共10分）1.化工設(shè)備設(shè)計的基本要求包括滿足工藝要求、______、操作安全可靠、經(jīng)濟合理。2.塔設(shè)備按氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)形式可分為板式塔和______。3.換熱器按傳熱方式可分為間壁式換熱器、______和蓄熱式換熱器。4.壓力容器的安全附件主要有安全閥、______、液位計、溫度計等。5.化工管道的布置原則包括滿足生產(chǎn)要求、便于操作和維護、______、整齊美觀等。簡答題（每題10分，共20分）1.簡述化工設(shè)備設(shè)計中材料選擇的原則和方法。2.說明攪拌器在化工生產(chǎn)中的作用及設(shè)計攪拌器時需要考慮的因素。計算題（每題15分，共15分）某化工反應(yīng)釜的內(nèi)徑為2m，設(shè)計壓力為1.6MPa，采用橢圓形封頭。已知封頭的厚度計算公式為：δ=PDi/(2[σ]tφ-P)+C，其中P為設(shè)計壓力，Di為釜內(nèi)徑，[σ]t為材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，φ為焊接接頭系數(shù)，C為腐蝕裕量。若選用Q345R鋼板，其在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力[σ]t=170MPa，焊接接頭系數(shù)φ=0.85，腐蝕裕量C=2mm，計算封頭的厚度。案例分析題（共15分）某化工廠有一儲存濃硫酸的臥式儲罐，采用碳鋼材質(zhì)。在一次定期檢查中發(fā)現(xiàn)儲罐底部出現(xiàn)腐蝕泄漏現(xiàn)象。請分析可能導(dǎo)致腐蝕泄漏的原因，并提出相應(yīng)的改進措施。答案1.B2.C3.C4.C5.B6.A7.C8.C9.D10.D11.B12.C13.C14.C15.D16.C17.C18.C19.D20.B填空題答案1.結(jié)構(gòu)合理2.填料塔3.混合式換熱器4.爆破片5.保證安全生產(chǎn)簡答題答案1.材料選擇原則：滿足使用要求，包括耐腐蝕性、強度、耐熱性等；具有良好的加工工藝性；經(jīng)濟合理性。方法：根據(jù)介質(zhì)特性、操作條件等初選材料，再通過腐蝕試驗、強度計算等驗證材料的適用性，最終確定合適材料。2.作用：使物料充分混合，強化傳質(zhì)傳熱過程，促進化學(xué)反應(yīng)進行等。設(shè)計考慮因素：攪拌器形式、轉(zhuǎn)速、直徑，攪拌介質(zhì)的性質(zhì)，反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)尺寸，能耗等。計算題答案將P=1.6MPa，Di=2m，[σ]t=170MPa，φ=0.85，C=2mm代入公式可得：δ=1.6×2000/(2×170×0.85-1.6)+2≈11.7m