2025年中职化工装备技术（设备设计）期末试题.doc

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. A 2. B 3. B 4. B 5. A 6. C 7. A 8. C 9. A 10. A 11. D
12. D 13. C 14. A 15. D 16. A 17. A 18. D 19. D 20. 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×[σ]，查碳钢在200℃时的许用应力[σ]，代入计算可得壁厚δ。具体计算过程：[σ]t = [σ] + 200 - 20/100×[σ]，查得[σ]后计算出[σ]t，再代入δ = pD/(2[σ]tφ - p)+C2中，p = 2.5MPa，D = 2000mm，φ = 0.85，C2 = 2mm，计算得出壁厚δ的值。