2025年大学大一（化学工程与工艺）化工设备机械基础试题

2025年大学大一（化学工程与工艺）化工设备机械基础试题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）1.化工设备的设计压力是指设定的容器顶部的（）压力。(总共10题，每题4分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内)A.最高工作B.最低工作C.平均工作D.正常工作2.以下哪种封头形式受力最均匀？（）A.半球形封头B.椭圆形封头C.碟形封头D.锥形封头3.化工设备中常用的法兰连接，其密封面形式不包括（）。A.平面密封面B.凹凸密封面C.榫槽密封面D.螺纹密封面4.离心泵的主要部件不包括（）。A.叶轮B.泵壳C.电机D.轴封装置5.搅拌器的类型中，适用于低黏度液体搅拌的是（）。A.桨式搅拌器B.涡轮式搅拌器C.推进式搅拌器D.锚式搅拌器6.化工设备的壁厚设计主要考虑的因素不包括（）。A.内压B.外压C.介质腐蚀性D.设备外观7.以下哪种管材常用于输送腐蚀性较强的化工介质？（）A.碳钢B.不锈钢C.铸铁D.塑料8.安全阀的作用是（）。A.调节流量B.防止超压C.控制温度D.过滤杂质9.列管式换热器中，管束的排列方式不包括（）。A.正三角形排列B.正方形排列C.圆形排列D.转角正方形排列10.化工设备的支座形式中，适用于大型立式设备的是（）。A.鞍式支座B.圈座C.支承式支座D.裙式支座第II卷（非选择题共60分）11.简答题：简述化工设备设计的一般步骤。(总共2题，每题10分，简要回答问题)12.论述题：分析离心泵的工作原理及性能参数之间的关系。(总共1题，每题20分，详细阐述观点，条理清晰)13.材料分析题：有一化工设备，工作压力为2MPa，介质具有中等腐蚀性。已知该设备设计温度为150℃，材质选用Q345R。请分析该设备在选材和设计方面的合理性，并提出改进建议。(总共1题，每题20分，根据给定材料进行分析解答)14.计算题：某列管式换热器，管束由φ25×2mm的无缝钢管组成，管长为3m，管数为200根。已知热流体走管程，流量为10000kg/h，比热容为2kJ/(kg·℃)，进出口温度分别为120℃和80℃；冷流体走壳程，流量为15000kg/h，比热容为4kJ/(kg·℃)，进出口温度分别为30℃和60℃。求换热器的传热系数K。(总共1题，每题10分，写出计算过程及结果)答案：1.A2.A3.D4.C5.A6.D7.D8.B9.C10.D11.化工设备设计一般步骤：首先明确设计任务和要求，包括工艺参数、操作条件等；然后进行初步设计，确定设备的整体结构和大致尺寸；接着进行详细设计，对各部件进行精确计算和选型；之后进行强度计算和校核；再进行制造图设计；最后对设计进行审核和修改完善。12.离心泵工作原理：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出叶轮，进入泵壳，使液体获得能量。性能参数关系：流量增大，扬程降低；功率随流量和扬程增大而增大；效率先增大后减小，存在最高效率点。13.选材合理性：Q345R是常用的中低压容器用钢，能满足2MPa工作压力要求，但对于中等腐蚀性介质，仅用Q345R可能防腐性能不足。设计方面：需考虑腐蚀裕量等。改进建议：可在Q345R基础上增加防腐涂层或选用更耐腐蚀的合金钢，并适当增加壁厚以考虑腐蚀后的强度。14.1.计算热流体放出的热量Q1：Q1=qm1cp1(t1-t2)=10000×(120-80)×2=8×10^5kJ/h。2.计算冷流体吸收的热量Q2：Q2=qm2cp2(t2'-t1')=15000×(60-30)×4=1.8×10^6kJ/h。3.计算对数平均温差Δtm：Δtm=[(120-60)-(80-30)]/ln[(120-60)/(80-30)]≈54.6℃。4.计算传热面