过程设备设计例题(答案) 下载本文

??30?C及P=1.5Mpa无腐蚀;300?C及P=0.8MPa无腐蚀;520?C及P=2Mpa氢腐蚀; 200C及P=0.5Mpa氯化物应力腐蚀。

1.试解释下列名词术语:母线、经线、平行圆,第一曲率半径、第二曲率半径,平行圆半径。 2.实际的薄壁设备壳体,当承受均匀内压时,沿器壁厚度的各点上是否有弯曲应力?若有为什么无力矩理论中不考虑?

3.无力矩理论的基本方程及其意义是什么?应用无力矩理论有什么限制? 4.标准椭圆形封头,我国为何取其ab=2?

5.何谓回转壳的不连续效应?边缘应力有哪些重要特征?工程实际中是如何考虑? 6.承受横向均布载荷的圆形薄板,其应力与内压薄壁圆筒应力的性质有何不同?载荷

p和直径相同

的圆平板与圆筒壳,若壁内最大应力相等,则其壁厚之比是多少?若将圆筒改为同样直径的球壳,其壁厚之比应为多少?

7.试比较承受横向均布载荷作用的圆形薄板,在周边简支和固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小和位置。

8.单层厚壁圆筒承受内压时,其应力分布有哪些特征?能否可仅用增加壁厚来无限提高承载能力,为什么?

9.单层厚壁圆筒同时承受内压

pi与外压po作用时,能否用压差?p?pi?po代入仅受内压或仅

受外压的厚壁圆筒筒壁应力计算式来计算筒壁应力?为什么?

10.单层厚壁圆筒出现温差应力和工作应力叠加时,什么情况外壁应力恶化,什么情况内壁应力恶化?为什么?

1.压力容器的设计文件应包括哪些主要内容? 2.某盛装有液体的直立容器。最大工作压力

pw,ppp问w指容器内什么部位的压力??设计压力与w有什么关系? 计算容器壁厚时用的是什么压力?

3.一台容器壳体的内壁温度

Ti,外壁温度To,通过传热计算得出的元件金属截面的温度平均值为T,

试问设计温度取哪个值?选材以哪个温度为依据?选材温度是否就是设计温度?

4.K?1.5与K?1.5的圆筒强度计算各适用于什么设计准则?为什么?

?K?1.5的强度计算?

5.圆筒薄壁中径公式为什么在GB150中可扩大用于1.26.GB150中圆筒壁厚设计公式限用K?1.5与p?0.4[?]t?有何关系?为什么?

c7.以GB150与JB4732为例说明压力容器常规设计法和分析设计法的主要区别。分析设计是否可取代常规设计?为什么?

8.压力容器安全系数大小主要有哪些影响因素? 增大安全系数是否就一定更安全?为什么? 9.凸形封头设直边段有什么意义?

10.从受力和制造两方面比较半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平板封头的特点、并说明其主要应用场合。

11.无折边锥形封头大端与小端加厚段计算中的应力强度及其控制条件有何区别?为什么? 12.压力容器进行压力试验和泄漏试验各自的目的是什么?气密性试验与气压试验是否相同?为什么?

13.什么叫应力集中和应力集中系数?

14.为什么容器开孔接管处会产生较高的局部应力?这种应力有何特征? 15.补强元件有哪几种结构?各有何特点?

16.开孔补强有哪些设计准则?它们是建立在什么样的力学基础上的?

17.采用补强圈补强时,GB150对其使用范围作了何种限制?为什么要作这些限制? 18.法兰垫片密封的原理是什么? 影响密封的因素有哪些? 19.为什么垫片不是越宽越好,越厚越好? 20.法兰垫片密封面型式有哪些? 各有何特点?

21.垫片的性能参数有哪些?它们各自的物理意义是什么? 22.法兰的结构型式有哪些?各有何特点?

23.法兰标准化有何意义? 标准化的基本参数有哪些?选择标准法兰时,按哪些因素确定法兰的公称压力?

24.螺栓设计时,对螺栓大小、个数以及螺栓的方位布置有何要求?为什么? 25.在法兰应力计算中,为什么对应力有不同的限制要求?

26.如果长颈对焊法兰的应力校核不满足要求时,可调整法兰的哪些尺寸来降低法兰应力? 27.压力容器中的应力分为哪几类?其限制条件有何区别?为什么?

1.试述承受均布外压圆筒的失效形式,并与承受内压的圆筒相比有何异同?

2.哪些因素影响承受均布外压圆筒的临界压力?提高材料强度对外压容器的稳定性有何影响? 3.外压弹性失稳与非弹性失稳有何异同?薄壁与厚壁外压失稳有何不同?

4.试解释长圆筒、短圆筒的物理意义。如何从外压圆筒几何参数计算图中确定是长圆筒还是短圆筒? 5.外压圆筒算图中的A及B各代表材料什么性能参数?

Do6.GB150中,为何将

?e?20与

Do?e?20外压圆筒设计区别对待?二者设计有何不同要求?

7.设置加强圈有何意义?

8.承受均布周向外压的圆筒,只要设置加强圈均可提高其临界压力。对否,为什么?

9.三个几何尺寸相同的承受周向外压的薄壁短圆筒,其材料分别为碳素钢

((

ReL?220MPa,E?2?105MPa,??0.3ReL?110MPa,E?0.7?105MPa,??0.3)

铝合和

金铜

5R?100MPa,E?1.1?10MPa,??0.31)(eL,试问哪一个圆筒的临界压力最大,为什么?

10.两个直径、厚度和材质相同的圆筒,承受相同的周向均布外压,其中一个为长圆筒,另一个为短圆筒,试问它们的临界压力是否相同,为什么?在失稳前,圆筒中周向压应力是否相同,为什么?

11.为什么外压法兰一般可按内压法兰选用?

1.双鞍座卧式容器支座位置按哪些原则确定?为什么?

2.将双鞍座卧式容器简化为梁长为L(两封头切线间距离)的外伸梁时,梁除了受均布载荷q以外,梁的端部还有弯矩M和剪力V作用,这是为什么?其剪力图和弯矩图与只有均布载荷作用时有何不同? 3.卧式容器支座为什么仅有一个固定,其余为活动?固定支座设置部位有何要求?

4.在卧式容器支座上部有时要考虑出现“扁塌”现象,它是什么原因引起的? 如何避免这一现象? 5.鞍座中心至封头切线的距离A的大小对筒体轴向应力、切向剪应力和周向应力有何影响? 6.对于内压或外压作用的双鞍座卧式容器,最大轴向拉应力和压应力分别出现在怎样的工况条件下? 7.鞍座包角大小对筒体应力有何影响? 12. 管壳式换热器有哪几种类型,各有何特点?

13. GB151《管壳式换热器》国家标准,包括哪几方面基本内容?适用的压力和直径有何限制? 14. Ⅰ级管束与Ⅱ级管束有何区别?各适用于何种工况? 15. 什么情况下管板应采用锻件?锻件与板材有何区别?

16. 管子与管板的连接有几种方法?各自的主要特点及应用有何区别? 17. GB151中的管板强度计算有哪些主要简化假设?

18. 固定管板换热器,其管板强度计算需要计算哪些应力,其强度限制条件有何区别?为什么?在强度不足时,应采用什么方法进行应力调整?

19. 固定管板式换热器,何时需设置膨胀节?波形与?形膨胀节各适用于什么条件,为什么? 何种结构管束可能产生管子振动?其主要诱因是什么?如何防振?

1. 板式塔与填料塔的内部,各有哪些主要构件,其功用是什么?

2. 塔设备承受有哪些载荷?会引起何种应力和破坏?载荷计算中为什么要计算塔的自振周期? 3. 风载荷对塔产生的顺风向弯矩和横风向弯矩是如何引起的?各属什么性质载荷?其中顺风向中的阵风脉动风压如何处理?

4. 基本风压q0,我国是按什么条件确定?任意塔高处的风压q和q0有何关系? 5. 在塔的顺风向水平风力计算中,K2i表征何意义,它与哪些因素有关?

6. 什么样的塔需要考虑横风向弯矩?试根据式(7-31)和式(7-32)解读横风向共振弯矩的计算。 7. 在什么条件下,风载荷会引发塔的共振?有和危害? 8. 什么是塔的临界风速与锁定区?锁定区与塔高有何关系? 9. 如何防止塔发生诱导共振?有什么可行的防振措施? 10.水平地震力与垂直地震力对塔产生的危害有什么区别?

11.地震力的大小有哪些主要影响因素?地震力计算中用什么参数来表征诸多影响因素? 12.地震弯矩计算中,何时要考虑高振型的影响?现行标准考虑高振型时,其弯矩如何确定? 13.试分析塔设备在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷有何区别? 14.塔设备设计中,那些危险截面需要校核轴向强度和稳定性?为什么?

15.最大组合弯矩有MW况?为什么MWI?II?II?II?II?I+Me;ME+0.25MW?Me和0.3MW?Me三式各表征什么工

前的系数不同?

16.裙座与塔壳的对接与塔接连接,各适用于什么条件?为什么? 17.什么情况下裙座应设隔气圈?为什么? 18.裙座出料管结构设计应注意什么问题?为什么?

19.裙座的质量载荷计算中包括水压试验充水质量,而塔壳质量计算中是否也应包括充水质量?为什么?

20.有筋板与无筋板基础环的厚度计算,各按何种力学模型分析,其应力有何区别? 为防塔倾倒,裙座何时须设置地脚螺栓?最大拉应力按何种工况计算?为什么?

20. 机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成? 21. 搅拌容器的传热元件有哪几种?各有什么特点? 22. 搅拌轴的设计需要考虑哪些因素?

23. 搅拌反应器的密封装置有哪几种?各有什么特点?

24. 试说明带夹套反应釜内筒及夹套圆筒的强度设计要求与装配检验程序。