2025年大學(xué)大三（化學(xué)工程與工藝）化工設(shè)備設(shè)計專項測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）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，每題給出的選項中，只有一項符合題目要求）1.化工設(shè)備設(shè)計中，對于壓力容器的設(shè)計，首先要考慮的因素是（）A.材料的強度B.設(shè)備的外形C.介質(zhì)的特性D.制造工藝2.以下哪種材料常用于制造耐腐蝕的化工設(shè)備（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鋁合金D.銅合金3.在化工設(shè)備設(shè)計中，計算設(shè)備壁厚時需要考慮的壓力是（）A.工作壓力B.設(shè)計壓力C.最高工作壓力D.安全閥開啟壓力4.化工設(shè)備的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計對于防止介質(zhì)泄漏至關(guān)重要，以下哪種密封方式適用于高壓場合（）A.墊片密封B.機械密封C.填料密封D.迷宮密封5.對于攪拌反應(yīng)釜的設(shè)計，攪拌器的選型主要依據(jù)是（）A.反應(yīng)物料的性質(zhì)B.反應(yīng)釜的大小C.攪拌速度D.加熱方式6.化工設(shè)備設(shè)計中，熱交換器的傳熱系數(shù)與以下哪個因素關(guān)系不大（）A.冷熱流體的流速B.傳熱面積C.換熱管的材質(zhì)D.污垢熱阻7.以下哪種類型的泵適用于輸送高粘度液體（）A.離心泵B.往復(fù)泵C.齒輪泵D.旋渦泵8.在化工管道設(shè)計中，管道的公稱直徑是指（）A.管道內(nèi)徑B.管道外徑C.管道的名義直徑D.管道的實際直徑9.化工設(shè)備的支座設(shè)計需要考慮設(shè)備的重量、載荷等因素，對于臥式容器，常采用的支座類型是（）A.鞍式支座B.圈座C.支承式支座D.裙式支座10.化工設(shè)備設(shè)計中，安全閥的開啟壓力一般設(shè)定為設(shè)備設(shè)計壓力的（）A.0.8-0.9倍B.1.0-1.1倍C.1.2-1.3倍D.1.5-2.0倍11.對于塔設(shè)備的設(shè)計，塔板效率是一個重要指標(biāo)，以下哪種塔板效率最高（）A.泡罩塔板B.篩板塔板C.浮閥塔板D.舌形塔板12.化工設(shè)備設(shè)計中，筒體的拼接焊縫應(yīng)避免布置在（）A.設(shè)備的頂部B.設(shè)備的底部C.應(yīng)力集中部位D.介質(zhì)流動方向的上游13.以下哪種材料在低溫下具有良好的韌性（）A.普通碳鋼B.低合金鋼C.高合金鋼D.有色金屬14.化工設(shè)備設(shè)計中，設(shè)備的保溫設(shè)計主要目的是（）A.防止熱量散失B.防止設(shè)備腐蝕C.提高設(shè)備外觀美觀度D.便于設(shè)備操作15.對于反應(yīng)釜的夾套設(shè)計，夾套的傳熱面積與反應(yīng)釜的傳熱要求有關(guān)，夾套的傳熱系數(shù)主要取決于（）A.夾套的材質(zhì)B.夾套的結(jié)構(gòu)形式C.夾套介質(zhì)的流速D.反應(yīng)釜的攪拌速度16.化工設(shè)備設(shè)計中，設(shè)備的人孔和手孔設(shè)計應(yīng)考慮（）A.人員進出方便B.設(shè)備的外觀美觀C.設(shè)備的強度要求D.介質(zhì)的泄漏17.以下哪種類型的換熱器適用于兩種流體流量較大且溫差較小的場合（）A.管殼式換熱器B.板式換熱器C.螺旋板式換熱器D.板翅式換熱器18.化工設(shè)備設(shè)計中，設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)計需要考慮設(shè)備的重量、振動等因素，基礎(chǔ)的尺寸應(yīng)根據(jù)（）確定。A.設(shè)備的外形尺寸B.設(shè)備的重量C.設(shè)備的操作要求D.地質(zhì)條件19.對于化工管道的連接方式，焊接連接適用于（）A.低壓管道B.中壓管道C.高壓管道D.各種壓力管道20.化工設(shè)備設(shè)計中，設(shè)備的銘牌應(yīng)標(biāo)明設(shè)備的（）等重要信息。A.型號、規(guī)格、材質(zhì)B.制造日期、生產(chǎn)廠家C.設(shè)計壓力、工作壓力D.以上都是第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）（總共5題，每題2分）請在橫線上填寫正確答案。1.化工設(shè)備設(shè)計中，材料的許用應(yīng)力是由材料的屈服強度除以______得到的。2.攪拌反應(yīng)釜的攪拌功率與攪拌器的______、攪拌槳葉的形狀、攪拌介質(zhì)的密度等因素有關(guān)。3.熱交換器的對數(shù)平均溫差與冷熱流體的進出口溫度______有關(guān)。4.化工管道的阻力損失包括沿程阻力損失和______阻力損失。5.塔設(shè)備的氣液傳質(zhì)過程主要發(fā)生在______上。（二）簡答題（共20分）（總共4題，每題5分）簡要回答下列問題。1.簡述化工設(shè)備設(shè)計的一般步驟。2.說明選擇化工設(shè)備材料時需要考慮的主要因素。3.分析攪拌反應(yīng)釜中攪拌器的作用。4.簡述熱交換器的設(shè)計要點。（三）計算題（共15分）（總共1題，1題15分）某化工反應(yīng)釜內(nèi)徑為2m高為3m，設(shè)計壓力為1.5MPa，采用Q345R材料，厚度附加量為2mm，計算該反應(yīng)釜的最小壁厚。（已知Q345R材料在1.5MPa下的許用應(yīng)力為170MPa）（四）案例分析題（共10分）（總共2題，每題5分）閱讀以下案例，回答問題。案例：某化工廠有一臺臥式熱交換器，運行一段時間后發(fā)現(xiàn)傳熱效率明顯下降。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)換熱管內(nèi)表面有大量污垢沉積。1.分析污垢沉積對熱交換器傳熱效率的影響。2.提出解決該熱交換器傳熱效率下降問題的措施。（五）設(shè)計題（共5分）（總共1題，1題5分）設(shè)計一個簡單的化工管道系統(tǒng)，要求輸送一種腐蝕性液體，流量為10m3/h，壓力損失不超過0.5MPa，畫出管道系統(tǒng)示意圖，并標(biāo)注主要管道元件的規(guī)格和型號。答案：1.C2.B3.B4.B5.A6.B7.C8.C9.A10.B11.C12.C13.B14.A15.C16.A17.B18.B19.C20.D填空題答案：1.安全系數(shù)2.直徑3.差4.局部5.塔板簡答題答案：1.確定設(shè)計任務(wù)、收集資料、方案設(shè)計、強度計算與校核、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造與檢驗要求制定等。2.介質(zhì)特性、操作條件、材料性能、經(jīng)濟性、加工工藝性等。作用：使物料充分混合、強化傳質(zhì)傳熱、防止物料沉淀等。4.確定傳熱面積、選擇合適的換熱設(shè)備類型、核算傳熱系數(shù)、考慮流體流動與傳熱特性等。計算題答案：根據(jù)公式$δ=\frac{pD}{2[σ]t-p}+C$，其中$p=1.5MPa$，$D=2000mm$，$[σ]=170MPa$，$t=1$，$C=2mm$，可得$δ=\frac{1.5×2000}{2×170×1-1.5}+2≈16.6mm$。案例分析題答案：1.污垢增加熱阻，降低傳熱系數(shù)，使