2025年中职化工装备技术（设备设计）期末试题

2025年中职化工装备技术（设备设计）期末试题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本大题共20小题，每小题2分，共40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题后的括号内。1.化工装备技术中，设备设计的首要原则是（）A.安全性B.经济性C.可靠性D.先进性2.以下哪种材料常用于制造耐腐蚀的化工设备（）A.碳钢B.不锈钢C.铝合金D.铜合金3.设备设计中，强度计算的目的是（）A.确定设备的外形尺寸B.保证设备在规定条件下能安全运行C.计算设备的重量D.优化设备的结构4.化工设备的壁厚设计主要依据（）A.设备的容积B.介质的压力和温度C.设备的材质D.制造工艺5.对于承受内压的圆筒形容器，其壁厚计算公式中的焊接接头系数主要考虑（）A.焊接质量对强度的影响B.焊缝的数量C.焊缝的位置D.焊接材料的性能6.化工设备的封头形式中，受力性能最好的是（）A.椭圆形封头B.碟形封头C.球形封头D.锥形封头7.设备设计中，考虑热应力的主要原因是（）A.设备运行时温度变化B.设备的材质热膨胀系数不同C.设备的结构复杂D.设备的制造工艺要求8.以下哪种连接方式适用于高温、高压且要求密封性能好的化工设备（）A.螺纹连接B.法兰连接C.焊接连接D.卡箍连接9.化工设备的支座设计主要考虑（）A.设备的重量和尺寸B.设备的运行速度C.设备的工作环境温度D.设备的介质特性10.对于卧式容器，一般采用（）支座。A.鞍式B.圈座C.支承式D.裙式11.设备设计中，考虑流体流动阻力的目的是（）A.优化设备的工艺流程B.计算设备的能耗C.确定设备的进出口管径D.以上都是12.化工设备的管口设计需要考虑（）A.介质的进出B.测量和控制仪表的安装C.设备的检修和维护D.以上都是13.以下哪种阀门适用于切断和调节流体流量（）A.闸阀B.球阀C.截止阀D.止回阀14.设备设计中，考虑振动的主要原因是（）A.设备运行时产生的振动可能影响设备的正常运行和寿命B.振动会导致设备的噪音增大C.振动会影响设备的外观D.振动会使设备的操作难度增加15.化工设备的保温设计主要目的是（）A.减少热量损失B.防止设备表面结露C.保证操作人员的安全D.以上都是16.设备设计中，考虑腐蚀裕量是为了（）A.延长设备的使用寿命B.提高设备的强度C.降低设备的制造成本D.改善设备的外观17.对于储存易燃易爆介质的化工设备，其设计应符合（）规范。A.防火防爆B.环境保护C.劳动安全卫生D.以上都是18.化工设备的设计图纸应包括（）A.装配图B.零件图C.管口方位图D.以上都是19.设备设计中，进行成本核算的目的是（）A.控制设备的制造成本B.确定设备的销售价格C.评估设备的经济效益D.以上都是20.以下哪种设计方法常用于化工设备的创新设计（）A.类比设计法B.计算机辅助设计C.优化设计法D.虚拟设计法第II卷（非选择题，共60分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题共10分，每空2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.化工设备的密封形式主要有______密封和______密封。3.设备的防腐措施主要有______、______和______。4.化工设备的材料选择应综合考虑______、______、______等因素。5.设备设计的基本步骤包括______、______、______、______和______。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分，共20分。请简要回答问题。1.简述化工设备设计中如何考虑介质的腐蚀性？2.说明化工设备设计中热交换器的选型原则。3.化工设备设计中，如何保证设备的可操作性？4.简述化工设备设计中自动化控制的重要性及常见的控制方式。四、案例分析题（共15分）答题要求：阅读以下案例材料，并回答问题。某化工厂计划新建一套生产装置，其中有一台反应釜。该反应釜需承受高温、高压，且介质具有强腐蚀性。在设计过程中，设计人员对反应釜的材质选择、结构设计、密封设计等方面进行了详细考虑。1.对于该反应釜的材质选择，应考虑哪些因素？（5分）2.从结构设计角度，如何保证反应釜能安全运行？（5分）3.针对介质的强腐蚀性，密封设计应采取哪些措施？（5分）五、设计计算题（共15分）答题要求：根据以下给定条件进行设计计算。已知一立式圆筒形容器，内径D=2000mm，设计压力p=2.5MPa，工作温度t=200℃，材质为碳钢，焊接接头系数φ=0.85，腐蚀裕量C2=2mm。计算该容器的壁厚。（15分）答案：1.A2.B3.B4.B5.A6.C7.A8.C9.A10.A11.D12.D13.C14.A15.D16.A17.A18.D19.D20.B二、1.第一强度理论、第四强度理论2.静密封、动密封3.合理选材、表面防护、添加缓蚀剂4.介质特性、工作条件、经济性5.明确设计任务、确定设计方案、进行强度计算、绘制设计图纸、编写设计文件三、1.首先要分析介质的腐蚀类型，如化学腐蚀、电化学腐蚀等。根据腐蚀类型选择合适的耐腐蚀材料。考虑介质的腐蚀性程度，确定是否需要增加腐蚀裕量。还可采取表面防护措施，如涂层、衬里等。2.根据热交换的工艺要求，如热负荷、冷热流体的进出口温度等。考虑热交换器的类型，如管壳式、板式、螺旋板式等，选择传热效率高、结构紧凑、易于操作和维护的类型。结合设备的安装空间、材质要求等因素综合选型。3.设备的操作平台应方便操作人员到达各个操作部位。设置合理的管口位置和高度，便于介质的进出和连接管道。配备必要的测量和控制仪表，便于操作人员监控设备运行状态。设计合理的检修通道和人孔，方便设备检修维护。4.重要性：能提高设备运行的稳定性和安全性，实现自动化生产，提高生产效率，降低劳动强度。常见控制方式：反馈控制、前馈控制、串级控制、比值控制等。四、1.要考虑材质的耐高温性能、耐高压性能。需具备良好的抗腐蚀性能，能抵抗强腐蚀性介质。材质应具有较好的加工性能，便于制造。还要考虑经济性，在满足性能要求的前提下降低成本。2.合理设计反应釜的筒体厚度，满足强度要求。设置可靠的支撑结构防止变形。设计合理的接管和管口，保证介质进出顺畅。采用合适的封头形式，增强整体受力性能。3.选择耐腐蚀的密封材料。设计可靠的密封结构，如采用双端面机械密封等。增加密封的辅助措施，如密封腔的冲洗、隔离等，防止介质对密封件的腐蚀。五、根据公式δ=pD/(2[σ]tφ-p)+C2，[σ]t=[σ]200℃=[σ]+200-20/100×[