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《化工设备机械基础》单元测试题第一章化工设备基础知识一、填空题1.化工设备广泛地应用于化工、食品、医药、石油及其相关的其他工业部门。虽然它们服务的对象、操作条件、内部结构不同，但是它们都有一个外壳，这一外壳称为容器。2.要保证化工容器能长期安全运转，化工容器必须具备足够的强度、密封性、耐蚀性及稳定性。3.化工容器是一个钢制圆筒形结构，主要由钢制圆筒体和两端的封头组成，并设有各种化工工艺接管。4.按压力容器的设计压力(p)，可将容器分为低压压力容器、中压压力容器、高压压力容器和超高压压力容器四个压力等级。5.根据容器所受压力的大小、介质的毒性和易燃、易爆程度以及压力和体积乘积的大小，可将压力容器分为三类，即一类压力容器、二类压力容器、三类压力容器。二、简答题1.化工容器与其他行业的容器相比较有哪些特点？它经常在高温、高压下工作，它里面的介质有可能是易燃、易爆、有毒、有害且具有腐蚀性。2.按照压力容器在生产过程中的作用原理，可将压力容器分为哪几种？①反应压力容器(代号为R)。它主要用于完成介质的物理、化学反应，如反应釜、分解塔、合成塔、变换炉、煤气发生炉等。②换热压力容器(代号为E)。它主要完成介质的热量交换，如热交换器、冷凝器、蒸发器、冷却器等。③分离类容器（代号为S）。它主要完成介质的净化分离，如分离器、洗涤塔、过滤器、吸收塔、干燥塔等。④储存类容器(代号为C，其中球罐的代号为B)。它主要用于储存或盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等，如各种形式的储罐。3.化工设备在使用年限内，安全可靠是化工生产对其最基本的要求，要达到这一目的，必须对化工设备提出哪几方面的要求？(1)强度(2)刚度(1)强度(2)刚度(3)稳定性(4)耐蚀性(5)密封性4.什么是强度？什么是刚度？化工设备的强度是指设备及其零部件抵抗外力破坏的能力，或在外力作用下不被破坏的能力。刚度是指容器及其零部件抵抗外力作用下变形的能力。5.化工容器的主要结构包括哪几部分？化工容器是一个钢制圆筒形结构，主要由钢制圆筒体和两端的封头组成，并设有各种化工工艺接管（如物料进口管、出口管、压力表接管、液面计接管等），以及为检修方便开设的人孔、手孔和为保护容器安全而设置的安全装置（如安全阀、爆破片）等，整个容器借助支座安放在基础上。第二章化工设备结构与管道一、填空题1.换热器的种类主要有两大类，一类是板式换热器，另一类是管式换热器。2.列管式换热器是圆筒形的设备，主要由管箱、管板、壳体、换热管、折流板及附件等组成。3.固定管板式换热器由换热管、管板和壳体组成。4.常用的弓形折流板有单弓形、双弓形和三弓形三种。5.在列管式换热器中，折流板和支持板的固定是通过拉杆和定距管来实现的。6.搅拌反应釜最常用的传热方式为夹套传热和蛇管传热。7.管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器及通风系统组成。8.干燥设备的分类有：对流干燥器、传导干燥器、辐射干燥器、介电加热干燥器。9.化工生产中所用的各种管道总称为化工管道，它是化工生产装置中不可缺少的一部分。10.根据平衡内压的方式不同，安全阀分为杠杆重锤式和弹簧式两类。11.止回阀按结构不同分为升降式（跳心式）和旋启式（摇板式）两种。二、问答题1．化工生产对换热设备有哪些要求？工艺条件所规定的要求；具有较高的传热效率，换热器所用的材料传热性能要好，传热面积足够且流体阻力要小；具有足够的机械强度和刚度，整体结构可靠，节省材料；此外，还应便于制造、安装及维修。2．列管式换热器有哪几种类型？列管式换热器可分为固定管板式、浮头式、填料函式和U形管式四种。3．管子与管板之间的连接通常有三种方式，分别是哪三种？胀接、焊接和胀焊结合4．折流板有何作用？折流板既起折流作用，又起支承作用。5．板式塔由哪几部分组成？试说明各主要组成部分的作用。(1)塔顶部分：塔顶是气液分离段(2)塔体部分：塔体内部装有板式塔的主要结构元件之一——塔盘，气一液或液一液两相在塔盘上充分接触，达到传质和传热的目的。(3)裙座部分塔体的最下部分是裙式支座，它是塔体的支承物件（也称支座，简称裙座）。6．填料塔由哪几部分组成？它主要由塔体、喷淋装置、填料、再分布器、栅板等组成。7．试述填料的种类及其运用情况。填料塔所用的填料可分为实体填料和网体填料两大类。实体填料包括拉西环及其衍生型如鲍尔环、鞍形填料等，网体填料则包括由丝网体制成的各种填料如鞍形网等。8．试述喷淋装置的种类及各自的优缺点。喷淋装置的类型很多，常用的有喷洒型、溢流型和冲击型等。喷洒型：该结构虽简单，但喷淋面积小而且不均匀。溢流型喷洒器有两种形式：一种是中央进料式的盘式分布器，液体由进料管加到喷淋盘内，然后从均布在分布板上的降液管矩形或齿形缺口处均匀往下喷淋，分布板上钻有泪孔，以便在停工检修时排净板上的液体；另一种是分布槽，液体由顶槽进入各分槽，然后沿分槽的开口溢流，喷洒在填料上。冲击型：具有一定速度的液体从管内流出，冲击在反射板（有平圆形、凸球面或圆锥形）上使液体向四周飞溅，达到均匀喷淋的目的。反射板中央钻有一些小孔，以便部分液体由小孔流出，喷淋中央部分的填料。9．试述搅拌反应釜的组成及各主要组成部分的功用。(1)釜体釜体是一个容器，为物料进行化学反应提供一定的空间。(2)传热装置由于化学反应过程一般都伴有热效应，即反应过程中吸收热量或放出热量，因此在釜体的外部或内部需要设置供加热或冷却用的传热装置。(3)搅拌装置为了使参加反应的各种物料混合均匀，接触良好，以加速反应的进行和便于反应控制，需要在釜体内设置搅拌装置。(4)轴封装置由于搅拌轴是转动的，而釜体封头是静止的，在搅拌轴伸出封头之处必然有间隙，介质会由此泄漏或空气漏入釜内，因此必须进行密封，称为“轴封”（对轴伸出装置外部的位置进行的密封称为轴封），以保持设备内的压力（或真空度），防止反应物料逸出和杂质的渗入。(5)其他结构除上述几部分主要结构外，为了便于检修内件及加料、排料，还需装焊人孔、手孔和各种接管。为了操作过程中有效地监视和控制物料的温度、压力并确保安全，还要安装温度计、压力表、视镜、安全泄放装置等。10．搅拌器有哪些形式？常用的搅拌器按结构来分，可分为桨式搅拌器、框式和锚式搅拌器、推进式搅拌器、涡轮式搅拌器等；按流体的流动形态来分，可分为轴向流搅拌器、径向流搅拌器和混合流搅拌器。11．废热锅炉可分为哪几类。按照炉管是水平还是垂直放置，废热锅炉可以分为卧式和立式两大类。按照锅炉操作压力的大小，废热锅炉可以分为低压、中压和高压三大类。按照炉管的结构形式不同，废热锅炉可以分为列管式、U形管式、刺刀管式、螺旋盘管式以及双套管式等。按照生产工艺或使用的场合不同，废热锅炉可以分为重油汽化废热锅炉、乙烯生产裂解气急冷废热锅炉及合成氨前置式、中置式或后置式废热锅炉等。12．试说明蒸发器的种类。(1)悬筐式蒸发器(2)外加热式蒸发器(3)强制循环式蒸发器13．试说明干燥器的作用。主要作用有：保证产品质量，固体产品的一项重要指标就是含水量，为达到这项指标，就要进行有效的干燥处理；有些工序要求物料干燥后方可加工，如染料工艺中的拼混工序，因而干燥为下一道工序提供符合要求的物料。14．试说明结晶器的作用、种类。结晶器在化工生产中的应用主要是分离和提纯，它不仅能从溶液中提取固体溶质，而且能使溶质与杂质分离，提高纯度。种类：(1)长槽搅拌连续式结晶器(2)循环式蒸发结晶器(3)真空结晶器(4)釜式结晶器15．化工管道的连接有哪几种方法？主要连接方法有螺纹连接、焊接、法兰连接和承插连接等几种。16．试述常用阀门的种类及其在化工管道上的应用情况。(1)截止阀截止阀是化工生产中使用最广的一种截断类阀门，它利用阀杆升降带动与之相连的圆形盘（阀头），改变阀盘与阀座间的距离控制阀门的启闭和开度。(2)闸阀闸阀又称闸板阀或闸门阀，它是通过闸板的升降来控制阀门的启闭，闸板垂直于流体流向，改变闸板与阀座间相对位置即可改变通道大小，闸板与阀座紧密贴合时可阻止介质通过。(3)蝶阀蝶阀利用一可绕轴旋转的圆盘来控制管道的通断，转角大小反映阀门的开启程度。(4)球阀其启闭件为带一通孔的球体，球体绕阀体中心线旋转达到启闭目的。(5)旋塞阀旋塞阀（俗称考克），与球阀是同类型的阀门。其阀芯是一个带孔的锥形柱塞，利用锥形柱塞绕中心线旋转来控制阀门的启闭，它主要作启闭、分配和改向用。(6)止回阀止回阀是利用阀前后介质的压力差实现自动启闭，控制介质单向流动的阀门，又称止逆阀或单向阀。(7)节流阀节流阀又称为针形阀。它与截止阀相似，只是阀芯有所不同。(8)安全阀安全阀是一种根据介质压力自动启闭的阀门。当介质压力超过规定值时，它能自动开启阀门排放卸压，避免设备管道遭受破坏，压力恢复正常后又能自动关闭。17．试述阀门的作用。切断或沟通管内流体流动的启闭作用；改变管内流量、流速的调节作用；使流体通过阀门后产生很大压力降的节流作用。第三章机械传动基础及化工运转设备一、判断题1.对于单头蜗杆，蜗杆转动一圈，蜗轮转过两个齿。（×）2.蜗杆减速器通常用于功率不大或不连续工作的场合。（√）3.化工运转设备的主要功用是在化工生产中对物料进行输送、搅拌、分离、破碎以及改变压力等项工作。（√）4.泵上的排出阀可以允许液体从泵内排出，吸入阀可以允许液体从泵体外部进入。（×）二、填空题1.一台完整的机器，主要由动力机、工作机和传动系统组成。2.常用的机械传动按工作原理可分为两大类：摩擦传动、啮合传动。3.链传动中最常用的是套筒滚子链和齿形链。4.齿轮轮齿的曲线形状有渐开线、圆弧、摆线等多种。5.常用螺纹连接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈等。6.根据国家标准规定，螺纹连接件分A、B、C三个等级，A级精度最高，C级精度最低，一般螺纹连接多采用C级。7.圆柱齿轮减速器按齿轮传动的级数可分为单级减速器、两级减速器、三级减速器等多种。三、问答题1.试述说明机械传动的作用。①改变原动机输出的转速和动力的大小以满足工作机的要求。②把原动机输出的运动形式转变为工作机所需要的运动形式（如将旋转运动改变为直线运动或反之）。2.带传动与其他机械传动相比有何特点？带传动的优点：①由于带有弹性，所以在传动中能缓和冲击，吸收振动，使带传动工作平稳，无噪声。②由于带传动依靠摩擦力传动，因此当传递的负荷过大（超载）时，带会在带轮上打滑，从而避免电动机被烧坏或其他零件的损坏。这说明带传动具有“过载保护”功能。③带传动可以用在两传动轴中心距较大的场合。④带传动结构简单，维护方便，容易制造，成本低廉。带传动的缺点如下：①带传动不能保证固定的传动比。②带传动不适合用在高温、易燃、易爆的场合，这一点在化工生产中尤其要注意。③带传动外部尺寸大。④带传动的使用寿命较短。⑤由于带与带轮存在弹性滑动，带传动的效率较低（为0.90～0.94）。3.链传动与带传动相比有何特点？与带传动相比，链传动没有带传动的相对滑动，平均传动比准确，传动效率高，承载能力大；在相同工作条件下比带传动尺寸小；能在高温和有灰尘、水或油等恶劣环境中工作。与齿轮传动相比，从动链轮和链条的瞬间速度是变化的，传动平稳性差，高速时冲击和噪声较大；仅能用于两平行轴之间的传动。4.齿轮传动有几种形式？根据齿轮的形状，可分为以下几种类型。①圆柱齿轮传动。②圆锥齿轮传动。③螺旋齿轮传动。根据齿轮传动的工作条件，可分为以下几种类型。①开式齿轮传动。②闭式齿轮传动。5.与带传动、链传动相比，齿轮传动的优点有哪些？①能保证恒定的瞬时传动比，传递运动准确可靠。②传递的功率可以大到十几万千瓦，也可以很小；圆周速度最高可达300m/s，也可以很慢。③结构紧凑，体积小，使用寿命长。④传动效率比较高，一般圆柱齿轮的传动效率可达0.98。6.为什么说轴是重要的机械传动零件？轴的作用有哪些？转动是一种常见的运动形式，各种传动零件如齿轮、带轮和链轮等的转动都是通过轴来实现的。因此，轴是机械上的重要零件之一。轴的作用主要用来传递旋转运动和动力，受力过大，轴将出现不应有的变形或者断裂。7.键连接有几种？各适用于什么场合？(1)平键连接：平键连接加