2025年大学（过程装备与控制工程）过程设备设计专项测试卷及答案

2025年大学（过程装备与控制工程）过程设备设计专项测试卷及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.以下哪种材料常用于制造中低压容器的筒体（）A.铝合金B.不锈钢C.碳钢D.铜合金2.过程设备设计中，强度计算的主要依据是（）A.材料力学B.弹性力学C.流体力学D.传热学3.对于承受内压的圆筒形容器，其壁厚计算公式中不包含以下哪个参数（）A.设计压力B.内径C.焊接接头系数D.环境温度4.在过程设备设计中，考虑风载荷时，以下哪种情况风载荷影响最大（）A.设备高度较低B.设备直径较小C.设备所处地区风大D.设备壁厚较厚5.以下哪种封头形式受力性能最好（）A.半球形封头B.椭圆形封头C.碟形封头D.锥形封头6.过程设备设计中，支座的作用不包括（）A.支撑设备重量B.固定设备位置C.承受风载荷D.传递振动7.对于搅拌容器，搅拌器的主要作用是（）A.加速传热B.促进传质C.防止沉淀D.以上都是8.过程设备设计中，接管与筒体的连接方式一般不采用（）A.焊接B.螺纹连接C.法兰连接D.胀接9.以下哪种情况会使设备的疲劳寿命降低（）A.工作压力稳定B.温度变化小C.频繁启动和停车D.材料质量好10.在过程设备设计中，安全阀的作用是（）A.控制流量B.防止超压C.调节温度D.过滤杂质第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共10个空，每空2分。请将答案填在题中的横线上。1.过程设备设计的基本要求包括满足工艺要求、________________、________________、________________等。2.压力容器的安全附件主要有________________、________________、________________等。3.圆筒形容器的强度计算方法有________________和________________。4.封头的类型有________________、________________、________________等。5.搅拌器的类型有________________、________________、________________等。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。请简要回答问题。1.简述过程设备设计的一般步骤。2.说明影响圆筒形容器壁厚的主要因素。3.简述封头的选型原则。4.搅拌容器中搅拌器的选型需要考虑哪些因素？四、分析题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。阅读以下材料，回答问题。材料：某化工厂拟设计一台储存液态烃的球形储罐。已知该液态烃的密度为ρ，设计压力为P，球罐内径为D，焊接接头系数为φ，材料许用应力为[σ]t。问题：请写出该球形储罐壁厚的计算公式，并分析各参数对壁厚的影响。五、设计题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。设计一台用于某化学反应的搅拌反应釜，已知反应釜的容积为V，工作压力为P1，工作温度为T1，物料密度为ρ，搅拌转速为n。请确定反应釜的主要尺寸（如内径、高度等），选择合适的搅拌器类型，并说明设计过程中考虑的因素。答案：一、1.C2.A3.D4.C5.A6.C7.D8.B9.C10.B二、1.安全可靠、经济合理、操作方便2.安全阀、压力表、液位计3.薄膜应力计算法（无力矩理论）、无力矩理论与有力矩理论相结合的方法4.半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头5.桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、推进式搅拌器三、1.确定工艺参数、进行方案设计、强度计算、结构设计、绘制施工图。2.设计压力、内径、焊接接头系数、材料许用应力、腐蚀裕量。3.根据压力、直径、制造难易程度、经济性等选型。4.物料性质、搅拌要求、反应釜尺寸、转速等。四、壁厚计算公式：δ=PD/（4[σ]tφ-P）。设计压力P增大，壁厚增大；球罐内径D增大，壁厚增大；焊接接头系数φ增大，壁厚减小；材料许用应力[σ]