2009第1學(xué)期壓力容器及過(guò)程設(shè)備考試試題A卷答案

1、2009-2010 學(xué)年第 1 學(xué)期試題（A）卷參考答案課程名稱壓力容器及過(guò)稈設(shè)備 教師簽名 喻九陽(yáng)、徐建民 出題教師簽名 徐建民_ 審題教師簽名 喩九陽(yáng)_考試方式（閉）卷 適用專業(yè) 過(guò)程裝備與控制工程_考試時(shí)間（120）分鐘、選擇題（每題2分，共20分）1.(b) 防沖板2.(c)不得低于3.(a)1201504.(a)半球形（d） 球冠形5.(a)垂直左右方向6.(c) 榫槽密封7.(b)全焊透8.(a) 風(fēng)9.(b)軸向應(yīng)力10.(b)0.5、判斷題（每題2分，共20分）1.(V)2.(V)3.(x)4.(X)5.(V)6.(V)7.(V)8.(V)9.(V)10.(X)三、1.問(wèn)答題（

2、每題5分，共35分）圓筒體上縱焊縫和環(huán)焊縫哪個(gè)危險(xiǎn)？為什么？答：圓筒體上縱焊縫比環(huán)焊縫危險(xiǎn)。因?yàn)閳A柱形容器受均勻內(nèi)壓p作用時(shí)， 壁內(nèi)各處的周向薄膜應(yīng)力二是經(jīng)向薄膜應(yīng)力匚的兩倍，而縱焊縫承受周向 薄膜應(yīng)力二已環(huán)焊縫承受經(jīng)向薄膜應(yīng)力C；：O因此圓柱形容器筒體上縱焊縫 要比環(huán)焊縫危險(xiǎn)。2何謂厚壁圓筒的自增強(qiáng)處理？答：自增強(qiáng)處理就是將厚壁筒在使用前進(jìn)行大于工作壓力的超壓處理， 使筒 壁內(nèi)層形成塑性區(qū)，外層形成彈性區(qū)。卸壓后，塑性區(qū)將有殘余應(yīng)變，而彈一性區(qū)又受到該殘余應(yīng)變的阻擋恢復(fù)不到原來(lái)的位置， 兩區(qū)間便形成互相作用 力。 無(wú)疑，塑性區(qū)中形成殘余壓應(yīng)力，彈性區(qū)中形成殘余拉應(yīng)力，也就是筒 壁中形成了預(yù)應(yīng)

3、力。工作時(shí)，筒壁內(nèi)重新建立由Lame（拉美）公式所確定的彈性應(yīng)力，與殘留的預(yù)應(yīng)力疊加后塑性區(qū)的總應(yīng)力有所下降，外部彈性區(qū)的總應(yīng)力有所上升，沿整個(gè)筒壁的應(yīng)力分布就比較均勻，即應(yīng)力分布得到改善， 從而提高了屈服承載能力。3壓力容器按設(shè)計(jì)壓力分為哪四個(gè)壓力等級(jí)？具體怎樣劃分的？答：低壓容器 ZMPa 空p -1.6MPa；中壓容器MPa p：WMPa ；高壓容器 eMPa 乞p ：100Mpa ；超高壓容器 p -100MpaO4在進(jìn)行塔設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)主要考慮了哪幾種載荷？答：主要考慮了壓力載荷、風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載荷、質(zhì)量載荷。5臥式容器的支座布置有何特點(diǎn)？答：一般為雙鞍座，一邊固定、一邊活動(dòng)

4、；鞍座位置A不宜大于0.2L,當(dāng)需要時(shí)，A最大不得大于0.25L，且盡量滿足A小于或等于 0.5Ra。6管殼式換熱器有哪幾種基本類型？答：有固定管板換熱器、浮頭式換熱器、U形管換熱器、填料函式換熱器和 釜式換熱器等五種類型。7攪拌容器在什么情況下要設(shè)置換熱元件？其換熱元件有哪幾種形式？ 答：有傳熱要求的攪拌容器，為維持反應(yīng)的最佳溫度，需要設(shè)置換熱元件， 常用的換熱元件有夾套和內(nèi)盤管兩種形式。四、計(jì)算推導(dǎo)題（10分）1答：如下圖所示，錐殼上任意一點(diǎn)M處于液體靜壓力的作用下，其大小 為P = (H -z)5 =又因RI,R2二 r/cosy 二 ztg，由微體平衡方程得:宀？(H z) ztgaC

5、TR=-6cos筒體名義厚度：考慮鋼板常用規(guī)格厚度，向上圓整可取筒體名義厚度、n二 16mm。(3)封頭壁厚設(shè)計(jì)(4分)因選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其形狀系數(shù)K = 1，封頭采用鋼板整體- :maxH2tg：4、cos:求廠時(shí)，如取M點(diǎn)處以下的部分殼體為研究對(duì)象，則外載荷為M點(diǎn)處上部液體所產(chǎn)生的靜壓力和M點(diǎn)處下部液體重力之和，即2.12.2V -：r (H -z z) = :r (H z)33將V值代入?yún)^(qū)域平衡方程得92 2二r2(H z) (Hz)ztg：332兀違COS。2COSa五、設(shè)計(jì)計(jì)算題(15分)1解：(1)確定匚，恵(3分)假設(shè)殼體厚度在616mm范圍內(nèi)，查表可得二=133MPa,；打

6、=123MPa，ReL=245MPa(2)筒體壁厚設(shè)計(jì)(4分)筒體計(jì)算厚度:7PcDi2打-Pc13.08mm2 123 0.85- 2.7同理,Z=3H處有最大值:筒體設(shè)計(jì)厚度:、d二 C2二 13.08 1 二 14.08mm若令陽(yáng)=,則 J 有最大值，即-H/2時(shí)_ 3 H2tg：16、cos:、n丄dG = 14.08 0= 14.08mmP = (H -z)5 =沖壓而成，焊接接頭系數(shù)取=1.0，故封頭計(jì)算厚度KPcDi1 2.7 10002；打-0.5pc2 123 1 -0.5 2.7二11.04mm封頭設(shè)計(jì)厚度，二C2= 11.04 1 = 12.04mm封頭名義厚度d-12.040=1204mm考慮鋼板常用規(guī)格厚度，向上圓整可取封頭名義厚度、n=14mm為了材料采購(gòu)和焊接上的方便，也可取封頭壁厚與筒體壁厚相同n=14mm0(4)水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核(4分)PT=1.25p試驗(yàn)壓力- 冷.25 2.7