2025年高职（应用化工技术）化工设备机械基础试题及解析.doc

2025年高职（应用化工技术）化工设备机械基础试题及解析

（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。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 化工设备的设计压力是指（ ）
A. 正常操作时的压力
B. 最高工作压力
C. 允许的最大压力
D. 设计时设定的压力
2. 下列属于化工设备常用材料的是（ ）
A. 木材
B. 塑料
C. 陶瓷
D. 不锈钢
3. 化工设备的壁厚设计主要考虑的因素不包括（ ）
A. 压力
B. 温度
C. 介质腐蚀性
D. 设备颜色
4. 以下哪种封头形状受力最均匀（ ）
A. 半球形封头
B. 椭圆形封头
C. 碟形封头
D. 锥形封头
5. 化工设备上的接管通常采用（ ）连接。
A. 焊接
B. 螺纹
C. 法兰
D. 粘接
6. 化工设备的支座类型不包括（ ）
A. 卧式容器支座
B. 立式容器支座
C. 球形容器支座
D. 三角形支座
7. 离心泵的主要部件不包括（ ）
A. 叶轮
B. 泵壳
C. 电机
D. 轴封
8. 往复泵属于（ ）
A. 容积式泵
B. 叶片泵
C. 离心泵
D. 旋涡泵
9. 塔设备的主要作用是（ ）
A. 储存物料
B. 进行气液传质
C. 加热物料
D. 冷却物料
10. 板式塔中，塔板效率最高的是（ ）
A. 泡罩塔板
B. 筛孔塔板
C. 浮阀塔板
D. 舌形塔板
11. 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
12. 下列哪种换热器适用于高温、高压场合（ ）
A. 套管式换热器
B. 管壳式换热器
C. 板式换热器
D. 螺旋板式换热器
13. 搅拌设备中，搅拌器的作用不包括（ ）
A. 使物料混合均匀
B. 强化传质传热
C. 防止物料沉淀
D. 增加设备美观度
14. 反应釜的搅拌器类型不包括（ ）
A. 桨式搅拌器
B. 锚式搅拌器
C. 涡轮式搅拌器
D. 风扇式搅拌器
15. 化工设备的防腐措施不包括（ ）
A. 选择耐腐蚀材料
B. 涂覆防腐涂层
C. 提高设备温度
D. 添加缓蚀剂
16. 安全阀的作用是（ ）
A. 控制压力
B. 调节流量
C. 防止超压
D. 计量物料
17. 压力表的精度等级越高，测量误差（ ）
A. 越大
B. 越小
C. 不变
D. 不确定
18. 化工设备的维护保养不包括（ ）
A. 日常巡检
B. 定期检修
C. 故障抢修
D. 设备更新
19. 化工设备的安装调试顺序一般为（ ）
A. 基础验收、设备就位、找正找平、固定
B. 设备就位、基础验收、找正找平、固定
C. 找正找平、设备就位、基础验收、固定
D. 固定、设备就位、找正找平、基础验收
20. 化工设备的报废条件不包括（ ）
A. 超过规定使用年限
B. 严重损坏无法修复
C. 技术性能落后
D. 外观有轻微磨损

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共15分）
答题要求：本大题共5小题，每空1分。请在横线上填写正确答案。

1. 化工设备的三大类主要失效形式为强度失效、______失效和______失效。
2. 化工设备常用的金属材料有碳钢、______、______等。
3. 塔设备按气液接触部件的结构形式可分为板式塔和______塔。
4. 换热器按传热方式可分为间壁式换热器、______换热器和______换热器。
5. 化工设备的密封形式主要有______密封和______密封。

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

1. 简述化工设备设计的基本原则。
2. 说明离心泵的工作原理。
3. 简述板式塔的结构组成。
4. 指出列管式换热器的主要优缺点。

（三）计算题（共15分）
答题要求：本大题共2小题，第1题7分，第2题8分。解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。

1. 已知一卧式圆筒形容器，内径为2000mm，壁厚为10mm，设计压力为2MPa，材料许用应力为100MPa，试计算该容器的最大允许工作压力。
2. 有一管壳式换热器，管束由25根φ25×2mm的钢管组成，管程走热水，水的流量为10m³/h，进口温度为90℃，出口温度为50℃，壳程走冷水，冷水进口温度为20℃，出口温度为40℃，求该换热器的传热量及总传热系数。（水的比热容取4.2kJ/(kg·℃)，密度取1000kg/m³）

（四）案例分析题（共10分）
答题要求：本大题共2小题，每题5分。阅读案例，回答问题，并简要说明理由。

案例：某化工厂的一台反应釜在运行过程中发生爆炸事故。经调查发现，该反应釜的设计压力为3MPa，实际操作压力经常超过3MPa，且反应釜的安全阀已经损坏，无法正常工作。

1. 分析该反应釜爆炸的原因。
2. 提出防止类似事故发生的措施。

（五）综合设计题（共10分）
答题要求：本大题共1小题。根据给定的工艺要求，设计一台简单的化工设备。

工艺要求：某化工厂需要设计一台储存浓硫酸的容器，储存量为50m³，设计压力为0.5MPa，采用卧式圆筒形容器，材料选用碳钢。请设计该容器的主要尺寸（包括内径、壁厚、长度等），并说明设计依据和选择材料的理由。

答案：
1. D
2. D
3. D
4. A
5. C
6. D
7. C
8. A
9. B
10. C
11. C
12. B
13. D
14. D
15. C
16. C
17. B
18. D
19. A
20. D

填空题答案：
1. 刚度、稳定性
2. 合金钢、不锈钢
3. 填料
4. 混合式、蓄热式
5. 静、动

简答题答案：
1. 满足工艺要求；安全可靠；经济合理；便于操作、维修和控制；造型美观。
2. 离心泵的工作原理是依靠高速旋转的叶轮，泵内液体在离心力作用下，从叶轮中心被甩向叶轮外缘，使液体获得能量，以高速离开叶轮进入蜗壳，再经扩散管排出，同时在叶轮中心形成低压区，液体在压差作用下不断吸入泵内。
3. 板式塔主要由塔体、塔板、降液管、受液盘、溢流堰等组成。
4. 优点：结构简单，紧凑，能承受较高压力；传热面积可根据需要增减；适应性强。缺点：管间清洗困难；易产生振动和噪声；壳程流体易走短路。

计算题答案：
1. 计算过程略，最大允许工作压力约为1.96MPa。
2. 传热量计算过程略，传热量约为8.4×10⁵kJ/h；总传热系数计算过程略，总传热系数约为1120W/(m²·℃)。

案例分析题答案：
1. 原因：实际操作压力经常超过设计压力，且安全阀损坏无法正常泄压，导致反应釜内压力不断升高，最终发生爆炸。
2. 措施：合理控制操作压力，确保不超过设计压力；定期检查和维护安全阀等安全装置，保证其正常工作；加强设备的日常巡检和维护，及时发现并处理潜在问题。

综合设计题答案：内径约为4m，壁厚约为8mm，长度约为4m。设计依据：根据储存量计算内径，根据设计压力计算壁厚，根据工艺要求确定长度。选择碳钢的理由：碳钢价格低廉，对浓硫酸有一定耐腐蚀性，能满足储存要求。