大学（化学工程与工艺）化工设备基础2026年综合测试题及答案

大学（化学工程与工艺）化工设备基础2026年综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.化工设备的设计压力是指（）。A.正常操作时的压力B.设备所能承受的最大压力C.设定的压力，用于确定设备的强度计算等D.操作压力的波动范围2.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3.化工设备中常用的材料是（）。A.木材B.塑料C.金属材料D.陶瓷材料4.塔设备的直径主要取决于（）。A.生产能力B.塔高C.塔板效率D.物料性质5.搅拌器的作用不包括（）。A.使物料混合均匀B.促进传热C.提高反应速率D.增加设备体积6.换热器中，传热系数K的大小反映了（）。A.换热器的换热面积大小B.冷热流体间的传热能力C.流体的流速D.换热器的材质7.离心泵的扬程是指（）。A.泵的升扬高度B.泵对单位重量液体提供的有效能量C.泵的轴功率D.泵的流量8.以下哪种阀门适合用于切断流体（）。A.闸阀B.截止阀C.球阀D.以上都可以9.化工设备的壁厚计算主要依据（）。A.设备的外形尺寸B.操作压力和温度C.物料的腐蚀性D.设备的材质10.容器的容积计算是根据（）。A.设备的高度B.设备的直径C.物料的体积流量D.工艺要求的储存量或处理量二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内，少选、多选、错选均不得分）1.化工设备的基本要求包括（）。A.满足工艺要求B.安全可靠C.经济合理D.操作方便E.外观美观2.常见的塔内件有（）。A.塔板B.填料C.降液管D.溢流堰E.搅拌器3.换热器按传热方式可分为（）。A.间壁式换热器B.蓄热式换热器C.混合式换热器D.列管式换热器E.板式换热器4.离心泵的主要性能参数有（）。A.流量B.扬程C.功率D.效率E.转速5.化工设备的腐蚀类型有（）。A.化学腐蚀B.电化学腐蚀C.应力腐蚀D.晶间腐蚀E.均匀腐蚀三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，对的打√，错的打×）1.化工设备的设计温度就是操作温度。（）2.椭圆形封头的制造比半球形封头简单。（）3.塔设备的高度越高，生产能力越大。（）4.搅拌器的转速越高，混合效果越好。（）5.换热器的冷热流体进出口温度差越大，传热效果越好。（）6.离心泵的流量与扬程成正比。（）7.闸阀比截止阀更适合用于调节流量。（）8.设备的壁厚越大，安全性越高。（）9.化工设备的材质选择只需要考虑强度要求。（）10.容器的设计压力越高，容积越大。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答问题）1.简述化工设备选材的原则。2.说明塔设备的作用及分类。3.简述离心泵的工作原理。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出计算过程和结果）1.已知一容器的设计压力为2MPa，设计温度为200℃，采用Q345R钢板制造，许用应力[σ]t=170MPa，腐蚀裕量C2=2mm，试计算该容器的壁厚。（焊接接头系数φ=0.85）2.一台换热器，热流体进口温度T1=150℃，出口温度T2=100℃，冷流体进口温度t1=50℃，出口温度t2=80℃，传热系数K=100W/(m²·K)，换热面积A=10m²，求热负荷Q和冷流体的流量m2。（已知热流体比热容c1=2kJ/(kg·K)，冷流体比热容c2=4kJ/(kg·K)）答案：一、1.C2.A3.C4.A5.D6.B7.B8.D9.B10.D二、1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABCDE5.ABCDE三、1.×2.√3.×4.×5.√6.×7.×8.×9.×～0.×四、1.满足工艺要求；具有足够的强度、刚度和稳定性；耐腐蚀；经济合理；便于制造、安装、操作和维修。2.作用：实现气液或液液之间的传质、传热等过程。分类：按内件分为板式塔和填料塔；按操作压力分为加压塔、常压塔、减压塔；按用途分为精馏塔、吸收塔、解吸塔等。3.离心泵的工作原理：依靠叶轮高速旋转，使叶轮中心处形成低压区，液体在压差作用下吸入叶轮，然后在离心力作用下被甩向叶轮外周，以高速进入泵壳，在蜗壳中流速逐渐降低，压力逐渐升高，最后从泵的出口排出。五、1.由公式$δ=\frac{pD}{2[σ]tφ-p}+C2$，其中D未知，假设为中径$D_i+δ$，先估算$δ$，设$δ=10mm$，$D_i=1000mm$，则$D=D_i+δ=1~0~0mm$，代入公式可得$δ=\frac{2×1000}{2×170×0.85-2}+2≈7.5mm$，与假设接近，所以壁厚约为7.5mm。2.热负荷$Q=mc_1(T1-T2)$，设热流体流量为m1，先求$Q$，$Q=KAtm$，$tm=\frac{(T1-t2)-(T2-t1)}{\ln\frac{T1-t2}{T2-t1}}=\frac{(150-80)-(100-50)}{\ln\frac{150-80}{100-50}}≈5~7.7℃$，$Q=100×10×57.7=57700W$。又$Q=m1c1(T1-T2)$，可得$m1=\frac{Q}{c1(T1-T2)}=\frac{57700