化工机械基础思考题答案

化工机械基础思考题答案《化工机械基础》思考题试题。一、单项选择题（每题2分，共30分）。1.化工设备常用的材料中，（）具有良好的耐腐蚀性，常用于制造储存腐蚀性介质的容器。A.碳钢B.不锈钢C.铸铁D.铝合金。2.以下哪种连接方式适用于化工管道中需要经常拆卸的部位（）。A.焊接连接B.螺纹连接C.法兰连接D.承插连接。3.离心泵的主要部件不包括（）。A.叶轮B.泵壳C.轴封装置D.搅拌器。4.下列关于压力容器的说法，错误的是（）。A.工作压力大于等于0.1MPa。B.内直径大于等于150mm。C.盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。D.不包括直接受火焰加热的容器。5.化工设备中常用的封头形式，受力状况最好的是（）。A.平板封头B.椭圆形封头C.碟形封头D.球形封头。6.搅拌器的作用是（）。A.输送液体B.混合物料C.加热物料D.分离物料。7.对于薄壁圆筒形容器，其周向应力是轴向应力的（）倍。A.1/2B.1C.2D.3.8.化工设备的强度设计主要依据（）。A.材料的屈服强度B.材料的抗拉强度。C.材料的许用应力D.材料的弹性模量。9.安全阀的作用是（）。A.截断流体B.调节流量C.防止压力超过规定值D.防止流体倒流。10.以下哪种设备属于传质设备（）。A.换热器B.精馏塔C.反应釜D.蒸发器。11.列管式换热器中，流体在（）流动称为管程。A.壳程B.管内C.管外D.折流板间。12.化工设备的支座形式中，（）适用于高大的塔设备。A.鞍式支座B.耳式支座C.裙式支座D.支承式支座。13.离心泵的扬程是指（）。A.泵的升扬高度。B.泵所输送液体的静压头。C.泵所输送液体从泵进口到出口的能量增值。D.泵所输送液体的动能。14.压力容器的设计压力（）工作压力。A.小于B.等于C.大于D.小于等于。15.以下关于化工设备的防腐措施，错误的是（）。A.选用耐腐蚀材料B.涂覆防腐涂层。C.进行阴极保护D.提高设备的工作温度。二、多项选择题（每题3分，共15分）。1.化工机械常用的材料包括（）。A.金属材料B.非金属材料C.复合材料D.建筑材料。2.化工管道的连接方式有（）。A.焊接连接B.螺纹连接C.法兰连接D.承插连接。3.反应釜的主要组成部分有（）。A.釜体B.搅拌装置C.传热装置D.密封装置。4.下列属于化工设备安全附件的有（）。A.安全阀B.压力表C.液位计D.温度计。5.列管式换热器的主要部件有（）。A.壳体B.管束C.管板D.折流板。三、填空题（每题2分，共20分）。1.化工设备按功能可分为、、、等几类。2.压力容器的设计参数包括、、等。3.离心泵的性能参数主要有、、、等。4.化工设备常用的密封形式有、、等。5.搅拌器的类型主要有、、等。四、简答题（每题5分，共25分）。1.简述化工设备选材的基本原则。2.说明离心泵的工作原理。3.简述压力容器的制造工艺流程。4.换热器强化传热的途径有哪些？5.简述化工设备防腐的重要性及常用方法。五、计算题（10分）。有一内径为1000mm的薄壁圆筒形容器，承受内压p=2MPa，材料的许用应力[σ]=120MPa，焊缝系数φ=0.8，试计算该容器的壁厚。答案及解析。一、单项选择题。1.答案：B。解析：不锈钢具有良好的耐腐蚀性，常用于制造储存腐蚀性介质的容器；碳钢耐腐蚀性较差；铸铁一般用于承受压力不高、对耐腐蚀性要求不高的场合；铝合金在化工设备中应用相对较少。所以选B。2.答案：C。解析：法兰连接便于安装和拆卸，适用于化工管道中需要经常拆卸的部位；焊接连接一般用于永久性连接；螺纹连接适用于小直径管道且压力不高的情况；承插连接主要用于一些特殊管道连接，不太方便经常拆卸。故答案为C。3.答案：D。解析：离心泵主要由叶轮、泵壳、轴封装置等组成，搅拌器不属于离心泵部件，搅拌器主要用于搅拌设备。所以选D。4.答案：B。解析：压力容器的界定条件为工作压力大于等于0.1MPa，内直径大于等于150mm，且盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体，同时不包括直接受火焰加热的容器。B选项内直径表述应为大于等于150mm。答案选B。5.答案：D。解析：球形封头受力状况最好，应力分布均匀；平板封头受力较差；椭圆形封头次之；碟形封头受力也不如球形封头。所以选D。6.答案：B。解析：搅拌器的主要作用是混合物料，使不同物料充分接触和混合；输送液体是泵的功能；加热物料一般由加热装置完成；分离物料有专门的分离设备。答案为B。7.答案：C。解析：对于薄壁圆筒形容器，周向应力计算公式为σθ=pd/2δ，轴向应力计算公式为σz=pd/4δ，所以周向应力是轴向应力的2倍。答案选C。8.答案：C。解析：化工设备强度设计主要依据材料的许用应力，许用应力是考虑了材料的安全系数后确定的；屈服强度和抗拉强度是材料本身的力学性能指标，不是直接的设计依据；弹性模量与材料的弹性变形有关，不是强度设计依据。答案为C。9.答案：C。解析：安全阀的作用是当设备内压力超过规定值时自动开启泄压，防止压力超过规定值，保障设备安全；截断流体是截止阀等的功能；调节流量是调节阀的功能；防止流体倒流是止回阀的功能。所以选C。10.答案：B。解析：精馏塔是典型的传质设备，用于气液传质分离；换热器是传热设备；反应釜是反应设备；蒸发器主要是进行蒸发操作，有传热过程。答案选B。11.答案：B。解析：在列管式换热器中，流体在管内流动称为管程，在管外（壳程）流动与管内流体进行热交换。所以答案是B。12.答案：C。解析：裙式支座适用于高大的塔设备，能提供较好的稳定性；鞍式支座主要用于卧式容器；耳式支座常用于小型设备；支承式支座一般用于高度不大的设备。答案为C。13.答案：C。解析：离心泵的扬程是指泵所输送液体从泵进口到出口的能量增值，它不仅包括升扬高度、静压头，还包括动能等的增值。A、B、D选项表述不全面。答案选C。14.答案：C。解析：压力容器的设计压力是指设定的容器顶部的最高压力，应大于工作压力，以保证在工作压力波动等情况下设备的安全。所以选C。15.答案：D。解析：提高设备工作温度一般会加速腐蚀，而不是防腐措施；选用耐腐蚀材料、涂覆防腐涂层、进行阴极保护都是常用的化工设备防腐措施。答案为D。二、多项选择题。1.答案：ABC。解析：化工机械常用材料包括金属材料、非金属材料、复合材料；建筑材料不属于化工机械常用材料。所以答案是ABC。2.答案：ABCD。解析：化工管道连接方式有焊接连接、螺纹连接、法兰连接、承插连接，这几种都是常见的连接方式。答案为ABCD。3.答案：ABCD。解析：反应釜主要由釜体、搅拌装置、传热装置、密封装置等组成，这些部分共同作用保证反应釜的正常运行。答案选ABCD。4.答案：ABCD。解析：安全阀、压力表、液位计、温度计都是化工设备的安全附件，安全阀保障压力安全，压力表监测压力，液位计监测液位，温度计监测温度。答案为ABCD。5.答案：ABCD。解析：列管式换热器主要部件有壳体、管束、管板、折流板，它们相互配合完成热交换过程。答案选ABCD。三、填空题。1.答案：反应设备、传质设备、传热设备、储存设备。解析：这是化工设备按功能的常见分类。2.答案：设计压力、设计温度、公称直径。解析：这些是压力容器设计的重要参数。3.答案：流量、扬程、功率、效率。解析：这是离心泵的主要性能参数。4.答案：填料密封、机械密封、垫片密封。解析：这些是化工设备常用的密封形式。5.答案：桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、推进式搅拌器。解析：这是常见的搅拌器类型。四、简答题。1.答案：化工设备选材基本原则包括：满足工艺要求，根据介质特性、操作条件等选择能适应的材料；安全性，材料应具有足够的强度、韧性等力学性能；经济性，在满足要求前提下，选择成本低的材料；加工工艺性，材料应便于加工制造，如焊接、锻造等。解析：从工艺适应性、安全保障、经济成本、加工可行性等方面阐述选材原则。2.答案：离心泵工作时，泵轴带动叶轮高速旋转，叶轮中的叶片驱使流体一起旋转，使流体产生离心力。在离心力作用下，流体从叶轮中心被甩向叶轮边缘，速度增大，压力升高。流体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐扩大，流体流速降低，部分动能转化为静压能，最后以较高压力从泵出口排出。同时，叶轮中心处因流体被甩出而形成低压区，在吸入液面与叶轮中心处的压力差作用下，液体经吸入管路进入泵内，填补被排出的液体位置，从而使泵连续不断地工作。解析：按离心泵工作过程，从叶轮旋转产生离心力、流体在叶轮和泵壳中的能量转化、吸入过程等方面阐述工作原理。3.答案：压力容器制造工艺流程一般为：原材料检验→划线→下料→成型加工（如卷板、冲压等）→焊接→无损检测→热处理（如需）→机加工（如加工接管、法兰等）→耐压试验→最终检验。解析：按制造顺序，从原材料到最终检验各个环节说明制造流程。4.答案：换热器强化传热途径有：增大传热面积，如采用翅片管等；提高传热系数，增强流体湍动程度，如加折流板、改变流速等，减少污垢热阻，定期清洗；增大平均温差，采用逆流换热等方式。解析：从传热面积、传热系数、平均温差三个影响传热的关键因素阐述强化途径。5.答案：化工设备防腐重要性在于：化工生产中介质多具有腐蚀性，会使设备壁厚减薄、强度降低，影响设备安全运行，缩短设备使用寿命，增加维修成本等。常用方法有：选用耐腐蚀材料，如不锈钢等；涂覆防腐涂层，如油漆、搪瓷等；电化学保护，包括阴极保护和阳极保护；添加缓蚀剂，抑制腐蚀反应。解析：先说明防腐重要性，从对设备安全、寿命、成本等影响方面阐述，再列举常见防腐方法。五、计算题。1.答案：根据薄壁圆筒形容器壁厚计