2025年大学大三（化学工程与工艺）化工设备设计专项测试试题及答案

2025年大学大三（化学工程与工艺）化工设备设计专项测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。（总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求）1.化工设备设计中，对于压力容器的设计，首先要考虑的因素是（）A.材料的强度B.设备的外形C.介质的特性D.制造工艺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.在化工设备设计中，计算设备壁厚时需要考虑的压力是（）A.工作压力B.设计压力C.最高工作压力D.安全阀开启压力4.化工设备的密封结构设计对于防止介质泄漏至关重要，以下哪种密封方式适用于高压场合（）A.垫片密封B.机械密封C.填料密封D.迷宫密封5.对于搅拌反应釜的设计，搅拌器的选型主要依据是（）A.反应物料的性质B.反应釜的大小C.搅拌速度D.加热方式6.化工设备设计中，热交换器的传热系数与以下哪个因素关系不大（）A.冷热流体的流速B.传热面积C.换热管的材质D.污垢热阻7.以下哪种类型的泵适用于输送高粘度液体（）A.离心泵B.往复泵C.齿轮泵D.旋涡泵8.在化工管道设计中，管道的公称直径是指（）A.管道内径B.管道外径C.管道的名义直径D.管道的实际直径9.化工设备的支座设计需要考虑设备的重量、载荷等因素，对于卧式容器，常采用的支座类型是（）A.鞍式支座B.圈座C.支承式支座D.裙式支座10.化工设备设计中，安全阀的开启压力一般设定为设备设计压力的（）A.0.8-0.9倍B.1.0-1.1倍C.1.2-1.3倍D.1.5-2.0倍11.对于塔设备的设计，塔板效率是一个重要指标，以下哪种塔板效率最高（）A.泡罩塔板B.筛板塔板C.浮阀塔板D.舌形塔板12.化工设备设计中，筒体的拼接焊缝应避免布置在（）A.设备的顶部B.设备的底部C.应力集中部位D.介质流动方向的上游13.以下哪种材料在低温下具有良好的韧性（）A.普通碳钢B.低合金钢C.高合金钢D.有色金属14.化工设备设计中，设备的保温设计主要目的是（）A.防止热量散失B.防止设备腐蚀C.提高设备外观美观度D.便于设备操作15.对于反应釜的夹套设计，夹套的传热面积与反应釜的传热要求有关，夹套的传热系数主要取决于（）A.夹套的材质B.夹套的结构形式C.夹套介质的流速D.反应釜的搅拌速度16.化工设备设计中，设备的人孔和手孔设计应考虑（）A.人员进出方便B.设备的外观美观C.设备的强度要求D.介质的泄漏17.以下哪种类型的换热器适用于两种流体流量较大且温差较小的场合（）A.管壳式换热器B.板式换热器C.螺旋板式换热器D.板翅式换热器18.化工设备设计中，设备的基础设计需要考虑设备的重量、振动等因素，基础的尺寸应根据（）确定。A.设备的外形尺寸B.设备的重量C.设备的操作要求D.地质条件19.对于化工管道的连接方式，焊接连接适用于（）A.低压管道B.中压管道C.高压管道D.各种压力管道20.化工设备设计中，设备的铭牌应标明设备的（）等重要信息。A.型号、规格、材质B.制造日期、生产厂家C.设计压力、工作压力D.以上都是第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（共10分）（总共5题，每题2分）请在横线上填写正确答案。1.化工设备设计中，材料的许用应力是由材料的屈服强度除以______得到的。2.搅拌反应釜的搅拌功率与搅拌器的______、搅拌桨叶的形状、搅拌介质的密度等因素有关。3.热交换器的对数平均温差与冷热流体的进出口温度______有关。4.化工管道的阻力损失包括沿程阻力损失和______阻力损失。5.塔设备的气液传质过程主要发生在______上。（二）简答题（共20分）（总共4题，每题5分）简要回答下列问题。1.简述化工设备设计的一般步骤。2.说明选择化工设备材料时需要考虑的主要因素。3.分析搅拌反应釜中搅拌器的作用。4.简述热交换器的设计要点。（三）计算题（共15分）（总共1题，1题15分）某化工反应釜内径为2m高为3m，设计压力为1.5MPa，采用Q345R材料，厚度附加量为2mm，计算该反应釜的最小壁厚。（已知Q345R材料在1.5MPa下的许用应力为170MPa）（四）案例分析题（共10分）（总共2题，每题5分）阅读以下案例，回答问题。案例：某化工厂有一台卧式热交换器，运行一段时间后发现传热效率明显下降。经检查发现换热管内表面有大量污垢沉积。1.分析污垢沉积对热交换器传热效率的影响。2.提出解决该热交换器传热效率下降问题的措施。（五）设计题（共5分）（总共1题，1题5分）设计一个简单的化工管道系统，要求输送一种腐蚀性液体，流量为10m³/h，压力损失不超过0.5MPa，画出管道系统示意图，并标注主要管道元件的规格和型号。答案：1.C2.B3.B4.B5.A6.B7.C8.C9.A10.B11.C12.C13.B14.A15.C16.A17.B18.B19.C20.D填空题答案：1.安全系数2.直径3.差4.局部5.塔板简答题答案：1.确定设计任务、收集资料、方案设计、强度计算与校核、结构设计、制造与检验要求制定等。2.介质特性、操作条件、材料性能、经济性、加工工艺性等。作用：使物料充分混合、强化传质传热、防止物料沉淀等。4.确定传热面积、选择合适的换热设备类型、核算传热系数、考虑流体流动与传热特性等。计算题答案：根据公式$δ=\frac{pD}{2[σ]t-p}+C$，其中$p=1.5MPa$，$D=2000mm$，$[σ]=170MPa$，$t=1$，$C=2mm$，可得$δ=\frac{1.5×2000}{2×170×1-1.5}+2≈16.6mm$。案例分析题答案：1.污垢增加热阻，降低传热系数，使