化工機械基礎思考題答案

化工機械基礎思考題答案《化工機械基礎》思考題試題。一、單項選擇題（每題2分，共30分）。1.化工設備常用的材料中，（）具有良好的耐腐蝕性，常用于制造儲存腐蝕性介質的容器。A.碳鋼B.不銹鋼C.鑄鐵D.鋁合金。2.以下哪種連接方式適用于化工管道中需要經常拆卸的部位（）。A.焊接連接B.螺紋連接C.法蘭連接D.承插連接。3.離心泵的主要部件不包括（）。A.葉輪B.泵殼C.軸封裝置D.攪拌器。4.下列關于壓力容器的說法，錯誤的是（）。A.工作壓力大于等于0.1MPa。B.內直徑大于等于150mm。C.盛裝介質為氣體、液化氣體以及介質最高工作溫度高于或者等于其標準沸點的液體。D.不包括直接受火焰加熱的容器。5.化工設備中常用的封頭形式，受力狀況最好的是（）。A.平板封頭B.橢圓形封頭C.碟形封頭D.球形封頭。6.攪拌器的作用是（）。A.輸送液體B.混合物料C.加熱物料D.分離物料。7.對于薄壁圓筒形容器，其周向應力是軸向應力的（）倍。A.1/2B.1C.2D.3.8.化工設備的強度設計主要依據（）。A.材料的屈服強度B.材料的抗拉強度。C.材料的許用應力D.材料的彈性模量。9.安全閥的作用是（）。A.截斷流體B.調節(jié)流量C.防止壓力超過規(guī)定值D.防止流體倒流。10.以下哪種設備屬于傳質設備（）。A.換熱器B.精餾塔C.反應釜D.蒸發(fā)器。11.列管式換熱器中，流體在（）流動稱為管程。A.殼程B.管內C.管外D.折流板間。12.化工設備的支座形式中，（）適用于高大的塔設備。A.鞍式支座B.耳式支座C.裙式支座D.支承式支座。13.離心泵的揚程是指（）。A.泵的升揚高度。B.泵所輸送液體的靜壓頭。C.泵所輸送液體從泵進口到出口的能量增值。D.泵所輸送液體的動能。14.壓力容器的設計壓力（）工作壓力。A.小于B.等于C.大于D.小于等于。15.以下關于化工設備的防腐措施，錯誤的是（）。A.選用耐腐蝕材料B.涂覆防腐涂層。C.進行陰極保護D.提高設備的工作溫度。二、多項選擇題（每題3分，共15分）。1.化工機械常用的材料包括（）。A.金屬材料B.非金屬材料C.復合材料D.建筑材料。2.化工管道的連接方式有（）。A.焊接連接B.螺紋連接C.法蘭連接D.承插連接。3.反應釜的主要組成部分有（）。A.釜體B.攪拌裝置C.傳熱裝置D.密封裝置。4.下列屬于化工設備安全附件的有（）。A.安全閥B.壓力表C.液位計D.溫度計。5.列管式換熱器的主要部件有（）。A.殼體B.管束C.管板D.折流板。三、填空題（每題2分，共20分）。1.化工設備按功能可分為、、、等幾類。2.壓力容器的設計參數(shù)包括、、等。3.離心泵的性能參數(shù)主要有、、、等。4.化工設備常用的密封形式有、、等。5.攪拌器的類型主要有、、等。四、簡答題（每題5分，共25分）。1.簡述化工設備選材的基本原則。2.說明離心泵的工作原理。3.簡述壓力容器的制造工藝流程。4.換熱器強化傳熱的途徑有哪些？5.簡述化工設備防腐的重要性及常用方法。五、計算題（10分）。有一內徑為1000mm的薄壁圓筒形容器，承受內壓p=2MPa，材料的許用應力[σ]=120MPa，焊縫系數(shù)φ=0.8，試計算該容器的壁厚。答案及解析。一、單項選擇題。1.答案：B。解析：不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，常用于制造儲存腐蝕性介質的容器；碳鋼耐腐蝕性較差；鑄鐵一般用于承受壓力不高、對耐腐蝕性要求不高的場合；鋁合金在化工設備中應用相對較少。所以選B。2.答案：C。解析：法蘭連接便于安裝和拆卸，適用于化工管道中需要經常拆卸的部位；焊接連接一般用于永久性連接；螺紋連接適用于小直徑管道且壓力不高的情況；承插連接主要用于一些特殊管道連接，不太方便經常拆卸。故答案為C。3.答案：D。解析：離心泵主要由葉輪、泵殼、軸封裝置等組成，攪拌器不屬于離心泵部件，攪拌器主要用于攪拌設備。所以選D。4.答案：B。解析：壓力容器的界定條件為工作壓力大于等于0.1MPa，內直徑大于等于150mm，且盛裝介質為氣體、液化氣體以及介質最高工作溫度高于或者等于其標準沸點的液體，同時不包括直接受火焰加熱的容器。B選項內直徑表述應為大于等于150mm。答案選B。5.答案：D。解析：球形封頭受力狀況最好，應力分布均勻；平板封頭受力較差；橢圓形封頭次之；碟形封頭受力也不如球形封頭。所以選D。6.答案：B。解析：攪拌器的主要作用是混合物料，使不同物料充分接觸和混合；輸送液體是泵的功能；加熱物料一般由加熱裝置完成；分離物料有專門的分離設備。答案為B。7.答案：C。解析：對于薄壁圓筒形容器，周向應力計算公式為σθ=pd/2δ，軸向應力計算公式為σz=pd/4δ，所以周向應力是軸向應力的2倍。答案選C。8.答案：C。解析：化工設備強度設計主要依據材料的許用應力，許用應力是考慮了材料的安全系數(shù)后確定的；屈服強度和抗拉強度是材料本身的力學性能指標，不是直接的設計依據；彈性模量與材料的彈性變形有關，不是強度設計依據。答案為C。9.答案：C。解析：安全閥的作用是當設備內壓力超過規(guī)定值時自動開啟泄壓，防止壓力超過規(guī)定值，保障設備安全；截斷流體是截止閥等的功能；調節(jié)流量是調節(jié)閥的功能；防止流體倒流是止回閥的功能。所以選C。10.答案：B。解析：精餾塔是典型的傳質設備，用于氣液傳質分離；換熱器是傳熱設備；反應釜是反應設備；蒸發(fā)器主要是進行蒸發(fā)操作，有傳熱過程。答案選B。11.答案：B。解析：在列管式換熱器中，流體在管內流動稱為管程，在管外（殼程）流動與管內流體進行熱交換。所以答案是B。12.答案：C。解析：裙式支座適用于高大的塔設備，能提供較好的穩(wěn)定性；鞍式支座主要用于臥式容器；耳式支座常用于小型設備；支承式支座一般用于高度不大的設備。答案為C。13.答案：C。解析：離心泵的揚程是指泵所輸送液體從泵進口到出口的能量增值，它不僅包括升揚高度、靜壓頭，還包括動能等的增值。A、B、D選項表述不全面。答案選C。14.答案：C。解析：壓力容器的設計壓力是指設定的容器頂部的最高壓力，應大于工作壓力，以保證在工作壓力波動等情況下設備的安全。所以選C。15.答案：D。解析：提高設備工作溫度一般會加速腐蝕，而不是防腐措施；選用耐腐蝕材料、涂覆防腐涂層、進行陰極保護都是常用的化工設備防腐措施。答案為D。二、多項選擇題。1.答案：ABC。解析：化工機械常用材料包括金屬材料、非金屬材料、復合材料；建筑材料不屬于化工機械常用材料。所以答案是ABC。2.答案：ABCD。解析：化工管道連接方式有焊接連接、螺紋連接、法蘭連接、承插連接，這幾種都是常見的連接方式。答案為ABCD。3.答案：ABCD。解析：反應釜主要由釜體、攪拌裝置、傳熱裝置、密封裝置等組成，這些部分共同作用保證反應釜的正常運行。答案選ABCD。4.答案：ABCD。解析：安全閥、壓力表、液位計、溫度計都是化工設備的安全附件，安全閥保障壓力安全，壓力表監(jiān)測壓力，液位計監(jiān)測液位，溫度計監(jiān)測溫度。答案為ABCD。5.答案：ABCD。解析：列管式換熱器主要部件有殼體、管束、管板、折流板，它們相互配合完成熱交換過程。答案選ABCD。三、填空題。1.答案：反應設備、傳質設備、傳熱設備、儲存設備。解析：這是化工設備按功能的常見分類。2.答案：設計壓力、設計溫度、公稱直徑。解析：這些是壓力容器設計的重要參數(shù)。3.答案：流量、揚程、功率、效率。解析：這是離心泵的主要性能參數(shù)。4.答案：填料密封、機械密封、墊片密封。解析：這些是化工設備常用的密封形式。5.答案：槳式攪拌器、渦輪式攪拌器、推進式攪拌器。解析：這是常見的攪拌器類型。四、簡答題。1.答案：化工設備選材基本原則包括：滿足工藝要求，根據介質特性、操作條件等選擇能適應的材料；安全性，材料應具有足夠的強度、韌性等力學性能；經濟性，在滿足要求前提下，選擇成本低的材料；加工工藝性，材料應便于加工制造，如焊接、鍛造等。解析：從工藝適應性、安全保障、經濟成本、加工可行性等方面闡述選材原則。2.答案：離心泵工作時，泵軸帶動葉輪高速旋轉，葉輪中的葉片驅使流體一起旋轉，使流體產生離心力。在離心力作用下，流體從葉輪中心被甩向葉輪邊緣，速度增大，壓力升高。流體離開葉輪進入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸擴大，流體流速降低，部分動能轉化為靜壓能，最后以較高壓力從泵出口排出。同時，葉輪中心處因流體被甩出而形成低壓區(qū)，在吸入液面與葉輪中心處的壓力差作用下，液體經吸入管路進入泵內，填補被排出的液體位置，從而使泵連續(xù)不斷地工作。解析：按離心泵工作過程，從葉輪旋轉產生離心力、流體在葉輪和泵殼中的能量轉化、吸入過程等方面闡述工作原理。3.答案：壓力容器制造工藝流程一般為：原材料檢驗→劃線→下料→成型加工（如卷板、沖壓等）→焊接→無損檢測→熱處理（如需）→機加工（如加工接管、法蘭等）→耐壓試驗→最終檢驗。解析：按制造順序，從原材料到最終檢驗各個環(huán)節(jié)說明制造流程。4.答案：換熱器強化傳熱途徑有：增大傳熱面積，如采用翅片管等；提高傳熱系數(shù)，增強流體湍動程度，如加折流板、改變流速等，減少污垢熱阻，定期清洗；增大平均溫差，采用逆流換熱等方式。解析：從傳熱面積、傳熱系數(shù)、平均溫差三個影響傳熱的關鍵因素闡述強化途徑。5.答案：化工設備防腐重要性在于：化工生產中介質多具有腐蝕性，會使設備壁厚減薄、強度降低，影響設備安全運行，縮短設備使用壽命，增加維修成本等。常用方法有：選用耐腐蝕材料，如不銹鋼等；涂覆防腐涂層，如油漆、搪瓷等；電化學保護，包括陰極保護和陽極保護；添加緩蝕劑，抑制腐蝕反應。解析：先說明防腐重要性，從對設備安全、壽命、成本等影響方面闡述，再列舉常見防腐方法。五、計算題。1.答案：根據薄壁圓筒形容器壁厚計