2025年大学大三（化学工程与工艺）化工设备设计综合测试试题及答案

2025年大学大三（化学工程与工艺）化工设备设计综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6题，每题5分。每题只有一个选项符合题意，请将正确选项的序号填在括号内。1.化工设备设计中，对于承受内压的圆筒形容器，其壁厚计算主要考虑的因素不包括以下哪一项（）A.内压大小B.材料许用应力C.容器的高度D.焊接接头系数2.在化工设备选材时，以下哪种材料的耐腐蚀性相对较差（）A.不锈钢B.碳钢C.合金钢D.钛合金3.化工设备设计中，搅拌器的选型主要依据不包括（）A.物料的性质B.搅拌目的C.设备的外形尺寸D.生产能力4.对于换热器的设计，以下哪种传热方式在其中起到关键作用（）A.传导B.对流C.辐射D.以上都是5.化工设备的密封设计中，以下哪种密封形式适用于高压、高温场合（）A.填料密封B.机械密封C.垫片密封D.迷宫密封6.在化工设备设计中，安全阀的作用是（）A.控制流量B.防止超压C.调节压力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5空，每空4分。请将答案填在题中的横线上。1.化工设备设计中，常用的强度理论有______和______。2.换热器按传热方式可分为______、______和蓄热式换热器。3.塔设备按内件结构可分为______塔和______塔。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共2题，每题10分。简要回答问题。1.简述化工设备设计的一般步骤。2.说明化工设备选材时需要考虑的主要因素。四、分析题（共20分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某化工厂计划新建一套生产装置，其中涉及到一台反应釜的设计。该反应釜需承受一定的压力和温度，并且要保证反应物充分混合。在设计过程中，工程师考虑了多种因素，如反应釜的材质选择、搅拌装置的设计等。问题：1.对于该反应釜的材质选择，应考虑哪些因素？（10分）2.如何设计搅拌装置以确保反应物充分混合？（10分）五、设计题（共10分）答题要求：根据给定的条件，设计一个简单的化工设备。条件：设计一个用于储存液态化工原料的常压储罐，容积为50立方米，要求结构简单、成本较低。请简述你的设计思路和主要设计参数。答案：第I卷答案1.C2.B3.C4.D5.B6.B第II卷答案二、填空题答案1.第一强度理论、第四强度理论2.间壁式换热器、混合式换热器3.板式塔、填料塔三、简答题答案1.化工设备设计一般步骤：确定设计任务和要求；进行工艺计算；选择设备类型和材质；进行结构设计；强度计算和校核；绘制设计图纸；编写设计说明书。2.选材考虑因素：介质的腐蚀性；操作压力和温度；材料的力学性能；材料的加工工艺性；材料的经济性；材料的来源和供应情况。四、分析题答案1.材质选择考虑因素：反应釜承受的压力和温度，需选择能满足相应强度要求的材料；反应物的化学性质，要选择耐腐蚀的材料；材料的成本，在满足性能要求的前提下尽量降低成本；材料的可加工性，便于制造反应釜。2.搅拌装置设计：选择合适的搅拌器类型，如桨式、涡轮式等，根据物料性质和搅拌要求确定；合理设计搅拌器的尺寸和转速，以保证足够的搅拌强度；设置合适的搅拌轴和支撑结构，确保搅拌装置的稳定性；考虑搅拌装置的密封，防止物料泄漏。五、设计题答案设计思路：采用立式圆筒形储罐，底部为椭圆形封头，顶部为平盖。罐体采用碳钢材质，内部涂防腐涂层。设置人孔、液位计、进料口和出料口等。主要