2025年高职（化工装备技术）化工设备设计基础综合测试试题及答案.doc

2025年高职（化工装备技术）化工设备设计基础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40分）
答题要求：本大题共20小题，每小题2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。

1. 化工设备设计中，以下哪种材料常用于制造耐腐蚀的反应釜？
A. 碳钢
B. 不锈钢
C. 铸铁
D. 铝合金

2. 化工设备的强度计算主要依据的是以下哪个理论？
A. 材料力学
B. 流体力学
C. 传热学
D. 化学工程原理

3. 对于薄壁圆筒形容器，其周向应力与轴向应力的关系是？
A. 周向应力是轴向应力的2倍
B. 轴向应力是周向应力的2倍
C. 周向应力与轴向应力相等
D. 周向应力是轴向应力 的1/2

4. 在化工设备设计中，考虑设备的稳定性时，需要计算的参数是？
A. 刚度
B. 强度
C. 临界压力
D. 许用应力

5. 以下哪种封头形式在相同直径和压力下，受力状况最好？
A. 半球形封头
B. 椭圆形封头
C. 碟形封头
D. 锥形封头

6. 化工管道设计中，管道的公称直径是指？
A. 管道的内径
B. 管道的外径
C. 管道的名义直径
D. 管道的实际直径

7. 对于化工设备的支座，以下哪种说法是错误的？
A. 鞍式支座适用于卧式容器
B. 裙式支座适用于立式容器
C. 耳式支座常用于小型设备
D. 支承式支座适用于大型设备

8. 化工设备设计中，安全阀的开启压力一般设定为设备工作压力的？
A. 1.0倍
B. 1.05 - 1.1倍
C. 1.2倍
D. 1.5倍

9. 以下哪种连接方式常用于化工管道的可拆卸连接？
A. 焊接
B. 法兰连接
C. 螺纹连接
D. 承插连接

10. 在化工设备的防腐设计中，以下哪种措施不属于表面防护？
A. 涂漆
B. 衬里
C. 电化学保护
D. 钝化处理

11. 化工设备设计时，对于搅拌器的选型，主要考虑的因素不包括？
A. 搅拌目的
B. 物料性质
C. 设备大小
D. 搅拌功率

12. 以下哪种换热器属于间壁式换热器？
A. 套管式换热器
B. 混合式换热器
C.蓄热式换热器
D. 夹套式换热器

13. 化工设备设计中计算设备壁厚时，需要考虑的壁厚附加量不包括？
A. 腐蚀裕量
B. 钢板负偏差
C. 加工减薄量
D. 温度修正量

14. 对于化工设备的人孔，以下说法正确的是？
A. 人孔尺寸越大越好
B. 人孔应设置在设备的顶部
C. 人孔的数量应根据设备大小确定
D. 人孔的材质与设备主体材质无关

15. 在化工管道设计中，确定管道流速时，不需要考虑的因素是？
A. 物料的性质
B. 管道的材质
C. 输送的距离
D. 允许的压力降

16. 化工设备设计中，塔设备的气液传质效率主要取决于？
A. 塔板的结构
B. 塔的高度
C. 气液流量
D. 以上都是

17. 以下哪种阀门常用于切断管道中的流体？
A. 截止阀
B. 调节阀
C. 止回阀
D. 安全阀

18. 化工设备设计时，对于承受内压的圆筒形容器，其最小壁厚不得小于？
A. 2mm
B. 3mm
C. 4mm
D. 5mm

19. 在化工设备的保温设计中，保温材料的选择主要依据的是？
A. 导热系数
B. 密度
C. 抗压强度
D. 以上都是

20. 化工设备设计中计算设备的容积时，对于卧式容器，其容积计算公式为？
A. V = πD²L/4
B. V = πD²H/4
C. V = πd²L/4
D. V = πd²H/4 （D为容器外径，d为容器内径，L为容器长度，H为容器高度）

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将正确答案填写在题中的横线上。

1. 化工设备设计的基本要求包括满足工艺要求、保证安全可靠、______、易于操作维护。

2. 化工设备常用的材料有金属材料、______、陶瓷材料等。

3. 化工设备的强度设计方法主要有______设计法和分析设计法。

4. 对于化工管道，其阻力损失包括沿程阻力损失和______阻力损失。

5. 化工设备的密封形式主要有静密封和______密封。

（二）简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述化工设备设计中如何考虑设备的强度和刚度？

2. 化工管道设计时，如何选择合适的管径？

3. 说明化工设备防腐的重要性及主要防腐措施。

4. 简述搅拌器在化工设备中的作用及选型要点。

（三）计算题（共15分）
答题要求：本大题共2小题，第1小题7分，第2小题8分。解答应写出必要的文字说明、计算公式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。

1. 已知一薄壁圆筒形容器，内径D = 1000mm，壁厚t = 10mm，承受内压p = 2MPa，材料的许用应力[σ] = 100MPa，试计算该容器的最大周向应力，并判断其是否满足强度要求。

2. 有一化工管道，流量Q = 10m³/h，流体密度ρ = 1000kg/m³，流速v = 2m/s，求管道的内径d。

（四）案例分析题（共10分）
答题要求：阅读以下案例，回答问题。

某化工厂有一反应釜，采用碳钢制造。在运行一段时间后发现釜体出现腐蚀现象，导致设备泄漏。经检查发现，反应釜内的介质具有较强的腐蚀性，且操作温度较高。

1. 分析该反应釜腐蚀泄漏的原因。（5分）
2. 针对该问题，提出改进措施。（5分）

（五）设计题（共5分）
答题要求：根据给定的条件进行设计。

设计一个简单的化工搅拌设备，要求能够实现物料的均匀混合，写出主要设计参数和关键部件的选型依据。

答案：1. B 2. A 3. A 4. C 5. A 6. C 7. D 8. B 9. B 10. C 11. C 12. A 13. D 14. C 15. C 16. D 17. A 18. C 19. D 20. A
填空题：1. 经济合理 2. 非金属材料 3. 常规 4. 局部 5. 动
简答题：1. 强度方面通过计算应力并与许用应力比较，确保设备在规定压力等工况下安全。刚度方面控制设备变形量在允许范围，如通过合理确定壁厚、结构尺寸等保证。2. 根据流量、流速公式计算出合适管径，同时考虑压力降、经济性等因素综合确定。3. 化工设备防腐可延长设备寿命、保证生产安全、提高产品质量。措施有合理选材、表面防护（涂漆、衬里等）、电化学保护等。4. 搅拌器作用是使物料均匀混合、强化传质传热等。选型要点：根据搅拌目的、物料性质、搅拌容器大小等选择合适类型和功率的搅拌器。
计算题：1. 周向应力σ = pD/2t = 2×1000/(2×10) = 100MPa，等于许用应力，满足强度要求。2. 由Q = πd²v/4，可得d = √(4Q/πv) = √(4×10/(3.14×2×3600))≈0.042m = 42mm。
案例分析题：1. 原因：介质腐蚀性强，碳钢不耐腐蚀；操作温度高加速腐蚀。2. 改进措施：更换耐腐蚀材料如不锈钢；加强防腐措施如涂耐腐蚀涂料；控制操作温度，加强温度监测。
设计题：设计参数：搅拌容器容积根据产量定，搅拌转速根据物料性质和搅拌要求定。关键部件选型依据：搅拌器根据搅拌目的和物料特性选合适形式；搅拌轴根据搅拌功率和转速计算直径和强度；密封装置根据介质特性选合适密封形式保证密封效果。