2025年大学三年级（化学工程与工艺）化工设备设计试题及答案

2025年大学三年级（化学工程与工艺）化工设备设计试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内。(总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)1.化工设备设计中，对于承受内压的圆筒形容器，其壁厚计算主要依据的理论是（）A.薄膜理论B.平板理论C.弹性力学理论D.塑性力学理论2.以下哪种封头形式在相同压力条件下，受力最均匀（）A.半球形封头B.椭圆形封头C.碟形封头D.锥形封头3.在化工设备设计中，考虑设备的耐腐蚀性时，通常会选用（）A.普通碳钢B.不锈钢C.铸铁D.铝合金4.对于搅拌器的设计，搅拌功率的计算与以下哪个因素关系不大（）A.搅拌器的转速B.搅拌器的直径C.搅拌介质的密度D.搅拌器的颜色5.化工设备的接管与筒体连接时，常采用的连接方式是（）A.焊接B.螺纹连接C.法兰连接D.粘接6.设计塔设备时，塔板效率的影响因素不包括（）A.塔板结构B.气液流量C.操作压力D.塔的高度7.化工设备的支座形式中，适用于大型卧式设备的是（）A.鞍式支座B.圈式支座C.支撑式支座D.悬挂式支座8.在换热器设计中，传热系数的大小与以下哪项无关（）A.换热管的材质B.流体的流速C.污垢热阻D.设备的外形尺寸9.对于反应釜的设计，反应釜的容积主要取决于（）A.反应物料的体积B.反应的温度C.反应的压力D.搅拌器的功率10.化工设备设计中，安全阀的开启压力应（）设备的设计压力。A.大于B.小于C.等于D.大于等于11.以下哪种材料常用于制造耐腐蚀的化工管道（）A.碳钢B.合金钢C.塑料D.陶瓷12.在化工设备设计中，计算设备壁厚时，许用应力与材料的（）有关。A.硬度B.屈服强度C.密度D.导热系数13.对于储存易燃易爆液体物料的储罐，其设计应重点考虑（）A.保温性能B.防火防爆措施C.外观美观D.液位显示14.化工设备设计中，设备的稳定性设计主要针对（）设备。A.立式B.卧式C.球形D.锥形15.塔设备的裙座高度设计主要考虑（）A.塔的直径B.塔的重量C.操作平台高度D.基础高度16.在换热器设计中，管程和壳程的选择主要依据（）A.流体的性质B.设备的外形C.制造工艺D.操作方便性17.对于反应釜的搅拌器选型，主要考虑的因素不包括（）A.反应类型B.物料粘度C.反应釜的材质D.搅拌效果要求18.化工设备设计中，设备的人孔尺寸应根据（）确定。A.设备直径B.人员进出方便性C.操作要求D.以上都是19.设计离心式压缩机时，压缩比与以下哪个因素密切相关（）A.叶轮直径B.转速C.气体性质D.以上都是20.化工设备的防腐涂层施工质量主要通过（）来检测。A.外观检查B.厚度测量C.附着力测试D.以上都是第II卷（非选择题，共60分）21.简答题（每题10分，共20分）（1）简述化工设备设计中强度计算的一般步骤。（2）说明选择化工设备材料时需要考虑的主要因素。22.分析题（20分）在一个化工生产流程中，有一台反应釜出现了异常振动。请分析可能导致反应釜异常振动的原因，并提出相应的解决措施。23.设计题（20分）设计一个储存50立方米某化工原料的立式圆筒形储罐，给出罐体尺寸、封头形式、接管布置、支座形式等主要设计参数，并说明设计依据。24.案例分析题（20分）某化工厂的一台换热器在运行一段时间后，传热效率明显下降。已知该换热器采用列管式结构，换热管为碳钢材质，壳程走热流体，管程走冷流体。请分析可能导致传热效率下降的原因，并提出改进措施。答案1.A2.A3.B4.D5.C6.D7.A8.D9.A10.B11.C12.B13.B14.A15.D16.A17.C18.D19.D20.D21.（1）强度计算一般步骤：确定设备的工作压力、温度；选择合适的材料并确定其许用应力；根据设备的结构形式，计算受压元件的受力情况；按照相应的强度计算公式计算壁厚等参数；进行强度校核，确保壁厚满足强度要求。（2）选择化工设备材料考虑因素：耐腐蚀性，要能抵抗工艺介质的腐蚀；机械性能，满足设备的强度、刚度等要求；工艺性能，便于加工制造；经济性，综合考虑成本等因素；还要考虑材料与介质的相容性等。22.可能原因：搅拌器不平衡，搅拌轴弯曲；反应釜安装基础不牢固；物料在釜内流动不均匀产生冲击；反应过程中产生的振动源未有效隔离等。解决措施：检查搅拌器并进行平衡调试或更换搅拌轴；加固反应釜基础；优化物料进料方式使流动均匀；增加减震装置或对振动源进行隔离处理。23.罐体尺寸：直径4米，高度4米。封头形式：椭圆形封头。接管布置：顶部设进料口、排气口，底部设出料口、排液口。支座形式：裙式支座。设计依据：根据储存容积计算直径和高度，椭圆形封头受力较好，接管满足物料进出和安全要求，裙式支座适用于立式储罐且能提供稳定支撑。24.