广东省高等教育自学考试《化工机械基础》课程考试大纲.docx
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广东省高等教育自学考试《化工机械基础》课程考试大纲
附件10
广东省高等教育自学考试《化工机械基础》
（课程代码：
12314）课程考试大纲
目录
一、课程性质与设置目的
二、课程内容和考核目标
第一章工程力学基础
第一节 受力分析
第二节 应力与应变
第三节 拉伸与压缩
第四节 扭转
第五节 平面弯曲
第六节 强度理论
第七节 压杆稳定
第二章化工过程设备材料
第一节 金属材料的主要性能
第二节 钢的热处理
第三节 碳钢
第四节 合金钢
第五节 铸铁
第六节 有色金属及其合金
第七节 非金属材料
第三章机械传动与联接
第一节 带传动
第二节 齿轮传动
第三节 蜗杆传动
第四节 轴
第五节 键联接与传动
第六节 联轴器
第七节 轴承
第八节 减速机
第四章化工过程设备通用零部件
第一节 法兰连接
第二节 容器支座
第三节 容器的开孔与补强
第四节 容器的安全泄放装置
第五章压力容器
第一节 概述
第二节 内压薄壁容器的应力分析
第三节 内压薄壁容器的设计计算
第四节 外压容器
第五节 储存设备
第六节 简单容器设计举例
第六章塔设备
第一节 概述
第二节 填料塔
第三节 板式塔
第四节 塔设备附件
第七章换热设备
第一节 固定管板式换热器
第二节 浮头式换热器
第三节 U形管式换热器
第四节 管壳式换热器的主要零部件
第八章搅拌反应设备
第一节 概述
第二节 搅拌釜体的设计
第三节 传热装置
第四节 搅拌装置
第五节 传动装置
第六节 轴封装置
三、关于大纲的说明与考核实施要求
附录：
题型举例
一、课程性质与设置目的
（一）本课程是针对化工类专业设置的综合性的机械专业基础课。
本课程主要由三大部分组成：
第一部分是静力学和材料力学，这一部分是化工设备的力学基础；第二部分包括压力容器设计的基础知识、选材要求及常用材料的特性、压力容器应力计算和设计计算的基本理论和方法，是化工设备设计的理论基础和依据；第三部分是典型化工过程设备，包括塔、换热器等典型设备的结构和工作原理。
本课程是建立在机械、化工等学科基础上的具有一定理论分析且实践性较强的专业基础课程。
（二）该课程的目的是使学生具备化工设备的工程力学基本知识，了解化工设备的选材要求及常用材料的特性，掌握压力容器设计的基础知识和规范，了解压力容器设计的思路与方法，掌握典型设备的结构和工作原理。
通过本课程的学习，使学生逐步树立工程意识，并能进行简单压力容器的设计，为化工机械设备的设计选用与管理奠定基础。
（三）本课程的考核重点章是第一章、第四章，考核次重点章是第五章至第七章，考核一般章是第二章。
二、课程内容和考核目标
第一章工程力学基础
一、学习目的与要求
通过本章的学习，掌握静力学和材料力学的基本知识，能正确地对构件进行受力分析，并画出受力图，求出未知约束力；掌握拉伸压缩、扭转、平面弯曲等基本变形时内力的求法，能正确地画出内力图，并能进行简单的强度计算；了解强度理论的概念，掌握构件的强度、刚度计算方法和思路；了解压杆稳定的概念，掌握压杆的稳定性校核方法。
二、课程内容
（一）受力分析。
（二）应力与应变。
（三）拉伸与压缩。
（四）扭转。
（五）平面弯曲。
（六）强度理论。
（七）压杆稳定。
三、考核知识点
（一）受力分析。
（二）应力与应变。
（三）拉伸与压缩。
（四）扭转。
（五）平面弯曲。
（六）强度理论。
（七）压杆稳定。
四、考核要求
（一）受力分析。
1.识记：
力的概念、性质。
2.领会：
约束与约束反力、受力分析，平面力系的平衡方程。
3.综合应用：
对构件进行受力分析，并画出受力图，利用平面力系的平衡方程求出未知约束力。
（二）应力与应变。
1.领会：
内力、应力、应变的概念。
（三）拉伸与压缩。
1.领会：
轴向拉伸与压缩杆件的内力、应力。
2.综合应用：
轴向拉伸与压缩杆件的内力与应力的计算、画轴力图。
（四）扭转。
1.领会：
扭转杆件的内力、应力。
2.综合应用：
扭转杆件的内力与应力的计算、画扭矩图。
（五）平面弯曲。
1.领会：
平面弯曲、梁的内力、弯曲应力。
2.综合应用：
平面弯曲梁的内力与应力的计算、画弯矩图与剪力图。
（六）强度理论。
1.领会：
四种强度理论、强度与刚度的概念。
2.综合应用：
杆件的强度计算、刚度计算。
（七）压杆稳定。
1.领会：
压杆稳定、临界力、柔度的概念。
2.综合应用：
压杆的稳定性计算。
第二章化工过程设备材料
一、学习目的与要求
通过本章的学习，掌握金属材料的主要性能、了解钢的热处理工艺，掌握碳钢和合金钢的分类、牌号及含义，了解铸铁、有色金属、非金属材料。
二、课程内容
（一）金属材料的主要性能。
（二）钢的热处理。
（三）碳钢。
（四）合金钢。
（五）铸铁。
（六）有色金属及其合金。
（七）非金属材料。
三、考核知识点
（一）金属材料的主要性能。
（二）钢的热处理。
（三）碳钢。
（四）合金钢。
（五）铸铁。
（六）有色金属及其合金。
（七）非金属材料。
四、考核要求
（一）金属材料的主要性能。
1.领会：
金属材料的机械性能、物理性能、耐腐蚀性能、制造工艺性能。
（二）钢的热处理。
1.识记：
钢的热处理工艺。
（三）碳钢。
1.领会：
碳钢的分类、牌号及含义。
（四）合金钢。
1.领会：
合金钢的分类、牌号及含义。
（五）铸铁。
1.识记：
：
灰铸铁、球墨铸铁、耐蚀铸铁等材料。
（六）有色金属及其合金。
1.识记：
铝、铜及其合金材料。
（七）非金属材料。
1.识记：
非金属元素和非金属材料。
第三章机械传动与联接（本章不做考核要求）
第四章化工过程设备通用零部件
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解法兰联接的特点及密封的原理，了解法兰的结构、种类及标准，掌握法兰的选用方法；了解设备的支座型式及选择原则；了解设备的开孔补强结构及补强计算；了解安全泄放装置的作用。
二、课程内容
（一）法兰连接。
（二）容器支座。
（三）容器的开孔与补强。
（四）容器的安全泄放装置。
三、考核知识点
（一）法兰连接。
（二）容器支座。
（三）容器的开孔与补强。
（四）容器的安全泄放装置。
四、考核要求
（一）法兰连接。
1.领会：
法兰的结构、种类、密封的机理。
2.综合应用：
法兰的标准和选用。
（二）容器支座。
1.识记：
设备的支座型式及选用。
（三）容器的开孔与补强。
1.领会：
开孔补强结构。
2.简单应用：
开孔补强计算。
（四）容器的安全泄放装置。
1.识记：
安全泄放装置的作用、常用的安全泄放装置。
第五章压力容器
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解容器的结构及其分类，压力容器设计计算的基本理论和方法；掌握薄壁容器的应力计算方法和设计方法；能进行简单容器的设计。
二、课程内容
（一）概述。
（二）内压薄壁容器的应力分析。
（三）内压薄壁容器的设计计算。
（四）外压容器。
（五）储存容器。
（六）简单容器设计举例。
三、考核知识点
（一）概述。
（二）内压薄壁容器的应力分析。
（三）内压薄壁容器的设计计算。
（四）外压容器。
（五）储存容器。
（六）简单容器设计举例。
四、考核要求
（一）概述。
1.领会：
容器的结构及其分类，容器机械设计的基本要求。
（二）内压薄壁容器的应力分析。
1.领会：
薄膜应力的概念、边缘应力的概念及特点。
2.简单应用：
受气压回转壳体的薄膜应力计算。
（三）内压薄壁容器的设计计算。
1.领会：
各设计参数的概念和选取方法，压力试验的目的和分类。
2.综合应用：
壳体和封头的厚度设计，压力试验强度校核。
（四）外压容器。
1.领会：
失稳和临界压力的概念。
2.综合应用：
外压容器及封头的稳定性计算。
（五）储存容器。
1.识记：
卧式储罐的结构，球形储罐的特点和分类。
2.领会：
卧式容器设计的基本思路和步骤。
（六）简单容器设计举例。
1.综合应用：
卧式储罐的设计。
第六章塔设备
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解塔设备的结构特点、工作原理和分类。
重点了解塔设备的分类、填料塔和板式塔的结构特点、工作原理。
二、课程内容
（一）概述。
（二）填料塔。
（三）板式塔。
（四）塔设备的附件。
三、考核知识点
（一）概述。
（二）填料塔。
（三）板式塔。
（四）塔设备的附件。
四、考核要求
（一）概述。
1.识记：
塔设备设计的基本要求及分类。
（二）填料塔。
1.领会：
填料塔的结构。
（三）板式塔。
1.领会：
板式塔的结构。
（四）塔设备的附件。
1.领会：
塔设备附件的种类、作用和结构。
第七章换热设备
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解管壳式换热器的分类、结构特点、工作原理。
二、课程内容
（一）固定管板式换热器。
（二）浮头式换热器。
（三）U形管式换热器。
（四）管壳式换热器的主要零部件。
三、考核知识点
（一）固定管板式换热器。
（二）浮头式换热器。
（三）U形管式换热器。
（四）管壳式换热器的主要零部件。
四、考核要求
（一）固定管板式换热器。
1.领会：
固定管板式换热器的结构特点和工作原理。
（二）浮头式换热器。
1.领会：
浮头式换热器的结构特点和工作原理。
（三）U形管式换热器。
1.领会：
U形管式换热器的结构特点和工作原理。
（四）管壳式换热器的主要零部件。
1.领会：
管壳式换热器的主要零部件的结构和作用。
第八章搅拌反应设备（本章不做考核要求）
三、关于大纲的说明与考核实施要求
为了使本大纲的规定在个人自学、社会助学和考试命题中得到贯彻落实，特对相关问题作如下说明，并提出具体实施要求：
一、自学考试大纲的目的和作用
课程自学考试大纲是根据专业自学考试计划的要求，结合自学考试的特点而确定。
其目的是对个人自学、社会助学和课程考试命题进行指导和规定。
课程自学考试大纲明确了课程学习的内容以及深广度，规定了课程自学考试的范围和标准。
因此，它是编写自学考试教材和辅导书的依据，是社会助学组织进行自学辅导的依据，是自学者学习教材、掌握课程内容知识范围和程度的依据，也是进行自学考试命题的依据。
二、课程自学考试大纲与教材及命题的关系
课程自学考试大纲是进行学习和考核的依据，教材是学习掌握课程知识的基本内容与范围，教材的内容是大纲所规定的课程知识和内容的扩展与发挥。
本大纲对考核的要求与选用教材所体现的课程内容是一致的。
命题应根据本大纲规定的目标来确定，考核要求、考试命题要覆盖到各章，并突出重点章节。
着重考核学生识记能力、理解分析能力和综合能力。
三、关于自学教材
指定使用教材：
《化工过程设备机械基础》，李多民、俞惠敏主编，中国石化出版社，2013年8月第1版。
四、本课程自学要求和自学方法的指导
自学考试是一种开放性的教育形式，它主要是通过考生个人自学以及社会助学，来达到国家考试所规定的考核目标。
从考试类型上看，自学考试又是一种“标准参照性考试”，考生只要能够达到自学考试各科考试大纲所规定的要求，即可通过这一科目的考试。
认真自学是考生能否顺利通过自学考试并取得学历资格的基础。
本课程主要是考核学生对过程设备力学基础、中低压容器的设计基础、典型过程设备的结构和设计基本方法及相关的知识点的掌握情况。
为有效地指导个人自学和社会助学，本大纲已指明了课程的重点和难点，在各章的基本要求中也指明了各章内容的重点和难点。
考生如果希望以自学为主通过《化工机械基础》考试，应在自学中注意以下事项：
（1）应依据本课程考试大纲所规定的考核知识点、考核目标和具体要求，对大纲规定的考试内容进行全面系统地学习，在通读教材有关内容的基础上，按照考试大纲的规定，重点学习那些必须考核的内容。
（2）学习该课程，要以《化工过程设备机械基础》为基础，要结合课本深入研究相关理论，要结合课后思考题和习题进行适当的练习，加深理解及巩固所学的知识。
（3）学习时应参考相关的标准、规范，并注意标准的修改和更新。
（4）可通过搜索国内外相关网站获取最新资料的方法来学习。
五、对社会助学的要求
针对重点章（第一章、第四章）、次重点章（第五章至第七章）、一般章（第二章）的自学或助学的基本学时分别不少于8、6、6、5、5、4，即总学时不少于34。
六、对考核内容和考核目标的说明
这是本考试大纲的主要内容，它包括以下三个方面：
（一）基本要求：
指考生对考试范围内的各章教材的基本概念、原理，应该熟记，达到牢固掌握的程度。
为使考生更好地把握各章节的基本要求，本大纲在下面“考核目标和具体要求”中，做出具体规定。
（二）考核知识点：
指各章中需要考核的部分。
在本大纲中，对于各章节的内容规定了若干个知识点，具体的知识点又可分成若干个知识细目。
（三）考核目标和具体要求：
指考生应该把握知识点的程度，它是本课程进行命题时的基本依据。
本大纲结合设计美学这门课程的特点，在“考核目标和具体要求”中，提出了4个不同认知层次的具体要求：
1．识记：
能正确认识和表述科学事实、原理、术语和规律，知道该课程的基础知识，并能进行正确的选择和判断。
2．领会：
能将所学知识加以解释、归纳，能领悟某一概念或原理与其他概念或原理之间的联系，理解其引申意义，并能做出正确的表述和解释。
3．简单应用：
能用所学的概念、原理、方法正确分析和解决较简单问题，具有分析和解决一般问题的能力。
4．综合应用：
能灵活运用所学过的知识，分析和解决比较复杂的问题，具有一定解决实际问题的能力。
上述4个不同层次的认知能力是层级递进的关系。
后一层次的认知能力包含了前面所有层次的能力要求，都是考核必须注意的内容范围。
七、关于本课程考试的几个规定
（一）本课程考试方式为闭卷、笔试，考试时间150分钟。
（二）本课程考试评分采取“百分制”，60分及格。
（三）本课程考试题型有四种，分别为填空题、判断题、简答题、应用题。
（四）本课程考试卷面中，试题的难度可分为：
易、较易、较难、难四个等级，每份试卷中不同难度试题的分数比例一般为2：
3：
3：
2。
（五）本课程考试卷面中，识记、领会、简单应用、综合应用4类题目，各占分数的20％、30％、30％、20％。
【附录】题型举例
一、填空题
1.选择法兰的主要参数是和。
2.卧式容器的支座通常用。
二、判断题
1.外压容器常见的失效形式是失稳。
（）
2.塔设备的作用是实现相际间的传热。
（）
三、简答题
1.容器机械设计的基本要求是什么？
2.管壳式换热器中，换热管与管板的连接方式有哪些？
它们各有何特点？
四、应用题
1.轴向拉压杆受力如图示，已知材料的弹性模量
，截面积
，材料许用应力
。
（1）画出轴力图；
（2）计算杆各段内的应力。
2.液氨贮罐，设计压力p=2.5MPa，操作温度5～55°C，贮罐内径Di=2400mm，筒体材料为Q345R，[σ]t=163MPa，焊缝为V型坡口双面焊接，采用局部无损探伤Φ=0.85，钢板负偏差为C1=0.8mm，腐蚀裕量C2=1mm，材料的σs＝345MPa。
（1）确定筒体的壁厚。
（2）确定水压试验压力，并校核水压试验强度。
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