040108化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-19

1、?化工設(shè)備設(shè)計(jì)根底?課程綜合復(fù)習(xí)資料一、填空題1 .兩物體之間的機(jī)械作用稱之為力.力的三要素是 、和.2 .材料破壞的主要形式有 和.3 .平面力偶系平衡的充要條件是 .4 .設(shè)計(jì)溫度在壓力容器的壁厚計(jì)算公式中盡管沒有直接出現(xiàn),但它是 和確定 時(shí)不可缺少的參數(shù).5 .薄膜理論中分析的軸對(duì)稱殼體是指殼體的 、和 都是對(duì)稱于對(duì)稱軸.6 .壓力容器零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的兩個(gè)根本參數(shù)是 和.7 .內(nèi)壓操作的塔設(shè)備其最大組合軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在 工況時(shí)設(shè)備 側(cè).8 .低碳鋼的拉伸過程可分為 、和 四個(gè)階段.9 .表征梁變形的參數(shù)是 和.10 .受外壓的長圓筒,側(cè)向失穩(wěn)時(shí)波形數(shù)n.11 .壓力容器制造完成之后必須

2、進(jìn)行壓力試驗(yàn),根據(jù)壓力試驗(yàn)的介質(zhì)種類可以分為和 兩種方法.12 . GB 150-1998?鋼制壓力容器?是我國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)體系中的 標(biāo)準(zhǔn).13 .在壓力容器的四個(gè)壁厚中,圖紙上所標(biāo)注的厚度是 厚度,用來承當(dāng)外載荷強(qiáng)度 的厚度是 厚度.14 .法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu),一般是由 、和 三局部組成.15 .在?壓力容器平安技術(shù)監(jiān)察規(guī)程?中根據(jù)受壓容器的 、以及 將容器分為一、二、三類.16 .梁的任一截面上的內(nèi)力有 和.17 .從設(shè)備或管道的聯(lián)接方式看,法蘭結(jié)構(gòu)形式可分為 、和任意式法蘭四類.18 .臥式容器的支座有、和 三種形式.19 .平面力系問題的各類約束中,柔軟體約束存在 個(gè)約束反力,固定較鏈支座約

3、束 存在 個(gè)約束反力.20 .對(duì)于外壓容器,其失效形式有兩種： 和.二、判斷題正確的標(biāo)注錯(cuò)誤的標(biāo)注“x1 .強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是保證構(gòu)件不發(fā)生強(qiáng)度破壞并有一定平安余量的條件準(zhǔn)那么.2 .對(duì)內(nèi)壓容器,考慮其剛性需要,要規(guī)定其相應(yīng)的最小厚度.3 .假定外壓長圓筒和短圓筒的材質(zhì)絕對(duì)理想,制造的精度絕對(duì)保證,那么在任何大的外壓下也不會(huì)發(fā)生失穩(wěn).4,橫截面為正六角形的柱殼的直立薄壁容器,受均勻氣體內(nèi)壓力作用,能用薄膜理論求解壁內(nèi)應(yīng)力.5.不管是壓力容器法蘭還是管法蘭,在我國現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)都是一個(gè).三、簡答分析題1 .試畫出圖1中AC構(gòu)件的受力圖.構(gòu)件重量不計(jì).2,設(shè)計(jì)壓力為3.6MPa的搪玻璃壓力容器是為幾類容

4、器？依據(jù)是什么？3 .按從小到大的順序?qū)懗鲆韵路忸^在相同條件下溫度、材料、筒體尺寸、壁厚及焊接等所 能承受的最高壓力：平板封頭P1、半球形封頭P2、橢圓形封頭P3、碟形封頭P4.4 .在雙鞍式臥式容器設(shè)計(jì)中為何要選用兩個(gè)型式不同的鞍座？都是什么類型？5,設(shè)置增強(qiáng)圈的目的是什么？增強(qiáng)圈的類型有哪些？6,塔的最大質(zhì)量、最小質(zhì)量出現(xiàn)在何工況？寫出其最大、最小質(zhì)量的表達(dá)式.7 . GB150中,內(nèi)壓薄壁容器壁厚設(shè)計(jì)公式是從第幾強(qiáng)度理論推導(dǎo)出來的？壓力容器的強(qiáng)度理論 分別是什么？8 .設(shè)計(jì)壓力為6.5MPa柴油加氫精制反響器, V=200m3為幾類容器？依據(jù)是什么？9 .什么情況下容器必須做氣壓試驗(yàn)？氣

5、壓試驗(yàn)壓力如何確定？10 .通過低碳鋼單向拉伸試驗(yàn)圓棒狀試件的各階段分別得到材料的哪些機(jī)械性能指標(biāo)？11 .某精微塔的設(shè)計(jì)壓力為 0.5MPa,設(shè)計(jì)溫度為300 C.試問在此塔上搭配聯(lián)接塔身與封頭的 法蘭,能否使用公稱壓力為0.6MPa、20鋼制的乙型平焊法蘭？為什么？12 .求圖1所示輪胎形回轉(zhuǎn)體上 A、B兩點(diǎn)的第一、第二曲率半徑？13 .寫出下類鋼材牌號(hào)的含義 09MnNiDR和1Cr18Ni9Ti 符號(hào)和數(shù)字14 .二力平衡條件是什么？什么叫二力桿？四、計(jì)算應(yīng)用題1.沿頂部支承的儲(chǔ)罐如圖 2所示.其中徑 D=2000mm ,儲(chǔ)水高H=6000mm ,有效壁厚6e =10mm,頂部氣壓P

6、=0.1MPa, A點(diǎn)離儲(chǔ)罐底部之距離 X = 1000mm,丫水=9.8x103N/m3 ,求A、B兩點(diǎn)的兩向薄膜應(yīng)力?2.某廠一塔,內(nèi)徑Di =800nm ,設(shè)計(jì)壓力P = 1.2MPa,設(shè)計(jì)溫度127 C,焊縫系數(shù)*=0.85,材料16MnR,材料許用應(yīng)力<yt=170MPa,壁厚附加量為 C = 3mm.確定此塔體名義壁厚？ 假設(shè)塔采用材料為 Q235-A,此時(shí)材料的<rt=113 MPa,此塔的名義壁厚為 10 mm,其他條 件不變,校核此塔的強(qiáng)度？3 .圖2為某立式圓筒形液化汽儲(chǔ)罐,筒體中徑 D=2000mm ,壁厚S= 20mm,兩端為半球形封頭,筒體局部長度為 L=

7、24000mm 圖中所標(biāo)尺寸均為 mm,液面上方氣體壓力 P=1.6 MPa,液體重度丫 =6000 N/n3,求圖中A、B兩點(diǎn)處的兩向薄膜應(yīng)力.4 .有一內(nèi)壓臥式汽包,其內(nèi)徑 Di=1300mm ,設(shè)計(jì)壓力為17.2MPa,汽包上裝有平安閥,設(shè)計(jì)溫度為 300 C,材質(zhì)為 18MnMoNbR ,雙面焊縫,100%探傷,o=叵1=190 MPa , ffs=410 MPa ,壁厚 附力口量C=2.5mm. 設(shè)計(jì)該容器的名義壁厚.校核該汽包水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度.綜合復(fù)習(xí)資料參考答案、填空題1.大小,方向,作用點(diǎn)；2.脆性斷裂,塑性屈服；4.選材,許用應(yīng)力；5.幾何形狀,材料,載荷；7.停車,背風(fēng)；8

8、.彈性變形階段,屈服階段,9.撓度,轉(zhuǎn)角；10. =2;12.強(qiáng)制性；13.名義,有效；15.壓力上下,介質(zhì)的危害程度,生產(chǎn)過程中的重要性；17.整體法蘭,活套法蘭,螺紋法蘭；19. 1 , 2;20.失穩(wěn),強(qiáng)度破壞；二、判斷題對(duì)的打錯(cuò)的打“X12345“XXX三、簡答分析題1.答：Nb3.合力偶矩等于零；6.公稱直徑,公稱壓力；強(qiáng)化階段,縮頸斷裂階段；11.液壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)；14.聯(lián)結(jié)件,被聯(lián)結(jié)件,密封元件16.剪力,彎矩；18.鞍座,圈座,支承式支座；皿/C1 Nay2.答：三類容器.中壓,搪玻璃壓力容器3.答：Pi <P4 <P3< P24.答：由于這樣可以適應(yīng)由于溫

9、度變化引起的臥式容器伸縮,減少溫差應(yīng)力.一個(gè)為固定式鞍座F型,另一個(gè)為滑動(dòng)式鞍座S型.5.答：目的：大大減小計(jì)算長度,提升容器抗失穩(wěn)的水平.增強(qiáng)圈主要采用剛性較大的型鋼,主要類型有：扁鋼、角鋼、槽鋼和工字鋼等.6.答：塔的最大、最小質(zhì)量是分別是塔在水壓試驗(yàn)時(shí)和塔在安裝檢修時(shí)的質(zhì)量.mmax = m°im02m03 m04mwmamemmin = m0i0.2m02 ' m3m4mame7 .答：GB150中,內(nèi)壓薄壁容器壁厚設(shè)計(jì)公式是從第一強(qiáng)度理論推導(dǎo)出來的.壓力容器的強(qiáng)度理論分別是最大拉應(yīng)力理論、最大拉應(yīng)變理論、最大剪應(yīng)力理論、形狀改變必能理論.8 .答：三類容器.中壓,反

10、響容器,易燃介質(zhì)且pV> 0.5 MPa m9 .答：對(duì)不適宜作液壓試驗(yàn)的容器如容器內(nèi)不允許有微量殘留液體,或由于結(jié)構(gòu)原因不能充滿液體的容器,可作氣壓試驗(yàn).氣壓試驗(yàn)壓力：pt=1.15pL斗(MPa)二10 .答：彈性段：比例極限、彈性極限、彈性模量屈服段：屈服極限強(qiáng)化段：強(qiáng)度極限頸縮斷裂段：延伸率、斷面收縮率11 .答：不能使用.PN=0.6MPa、20鋼制的乙型平焊法蘭 300c時(shí)最大允許工作壓力為0.36MPa,小于設(shè)計(jì)壓力.12 .答：A: R1=r, R2= D/2cos -rB: R1=r, R2=D/2+r13 .答：16MNDR低合金鋼,含 0.09%C、1%Mn、1%N

11、b的低溫容器用鋼.1Cr18Ni9Ti 不銹鋼,含 0.1%C、18%Cr、9%Ni、1%Ti.14 .答：二力平衡條件是：大小相等,方向相反,并作用在同一條直線上.二力桿就是受二力而平衡的桿件.四、計(jì)算應(yīng)用題1解：A點(diǎn):3PiD0.1 9.8 104、4 106) 2000 =7.94 MPaPD2、0.1 2000 =10 MPa2 10B點(diǎn):PiDZ(0.1 9.8 1046) 2000=7.94 MPa4 102 10P2D _ (0.1 9.8 10-3_5) 2000 1=14.9 MPapcDj1.2 8002.解： 6 =t- =3.34 mm2二-pc 2 170 0.85

12、-1.2ad = 6 + C = 3.34 + 3=6.34 mm圓整得,c.n =7 mm e = n - C =10 - 3=7 mm仃日=p(Di 、e)1.2 (800 7)2、：e=69.17 MPa由于仃<皿仃=113x0.85 =96.05 MPa所以容器強(qiáng)度合格.3 .解：A 點(diǎn)：mm =Gq =pD 1.6 24 、.4 0.02=40 MPaB點(diǎn)：仃m_ pD 1.6 24、4 0.02=40 MPapph =1.6 6000 20 10-6=1.72 MPa仃日=p'D 1.72 22、2 0.02=172 MPa4.解：雙面對(duì)接焊縫,100%探傷= 1.0pcDi17.2 13001 =61.63 mm2二-pc2 190 1.0-17.2、d = ' C = 61.63 2.5 =64.13 mm圓