化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題庫(kù)完整

1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題庫(kù)一、填空力學(xué)基礎(chǔ)部分1在外力的作用下, 桿件可產(chǎn)生變形的基本形式為軸向拉、壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。就所受外力而言 , 受剪切直桿與受彎的梁二者之間的區(qū)別是受剪橫向外力作用線相距很近、受彎?rùn)M向外力作用線相距很遠(yuǎn)。從工程意義上講, 材料的破壞可分為二類, 一類是脆性斷裂破壞, 應(yīng)采用第一或二強(qiáng)度理論解釋其破壞原因；另一類是屈服流動(dòng)破壞, 應(yīng)采用第三或四強(qiáng)度理論解釋其破壞原因。碳鋼和鑄鐵都是鐵塑性材料； 而鑄鐵是典型的 脆性材料。 和碳組成的合金,但是它們卻有非常明顯的性能差別 , 低碳鋼是典型的碳鋼和鑄鐵都是鐵和碳組成的合金。一般來(lái)說(shuō) , 對(duì)鋼材性能有害的元素是硫和磷 , 其有

2、害作用主要表現(xiàn)在硫使鋼材發(fā)生熱脆 , 磷使鋼材發(fā)生冷脆。碳鋼和鑄鐵中的主要化學(xué)元素除鐵外還有碳2.11% 時(shí)為碳鋼；如果組成的合金中碳含量大于 2.11% 時(shí)為鑄鐵。 ,如果組成的合金中碳含量小于就鋼材的含碳量而言, 制造壓力容器用鋼與制造機(jī)器零件用鋼的主要區(qū)別是制造容器用低碳鋼 , 而制造機(jī)器零件用中碳鋼。其主要原因是低碳鋼有良好的塑性與焊接性能, 中碳鋼可以通過(guò)調(diào)質(zhì)提高其綜合機(jī)械性能。從應(yīng)力角度看, 等壁厚、內(nèi)徑和內(nèi)壓均相同的球形容器比圓筒形容器具有優(yōu)越性 , 二者經(jīng)向應(yīng)力相同 , 而周向（環(huán)向） 2 倍。應(yīng)力不同 , 圓筒形容器是球形容器受氣體內(nèi)壓的錐形殼體, 殼體上的薄膜應(yīng)力隨距錐頂經(jīng)

3、向距離的增大而增大,錐頂處應(yīng)力為零, 最大應(yīng)力位于錐底處。10標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的長(zhǎng)、短半軸之比等于 2, 這種封頭的最大拉應(yīng)力位于橢圓殼體的頂點(diǎn)處, 最大壓應(yīng)力位于殼體的赤道。11標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭最大拉應(yīng)力位于橢圓殼體的頂點(diǎn)處, 位于殼體的赤道出現(xiàn)經(jīng)向的最大壓應(yīng)力 , 其絕對(duì)值與最大拉應(yīng)力值相等。12邊緣應(yīng)力的兩個(gè)基本特征是局部性, 自限性。13.圓錐殼與圓柱殼的連接點(diǎn)A處圓錐殼的第一主曲率半徑為 ，第二主曲率半徑為 。錐頂處 B 點(diǎn)的第一主曲率半徑為,第二主曲率半徑為 。15我國(guó)鋼制壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)所遵循的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的名稱是鋼制壓力容器 ,標(biāo)準(zhǔn)號(hào)是GB150-1998。 對(duì)于用鋼板卷焊的壓力容器筒

4、體, 用它的內(nèi)徑作為其公稱直徑, 如果壓力容器筒體是用無(wú)縫鋼管直接截取的 , 規(guī)定用鋼管的外徑作為其公稱直徑。 鋼板卷制的容器的公稱直徑是其內(nèi)徑 , 鋼管制作的容器的公稱直徑是其外徑；管子的公稱直徑既不是管子的內(nèi)徑也不是管子的外徑, 而是與管子外徑相對(duì)應(yīng)的一個(gè)數(shù)值。 殼體加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度, 對(duì)于碳素鋼、 、 低合金鋼制壓力容器，不小于3mm對(duì)于高合金鋼制壓力容器不小于2mm. 金屬材料的腐蝕按破壞的形式分為均勻腐蝕與非均勻腐蝕 , 其中均勻腐蝕在容器設(shè)計(jì)階段考慮腐蝕裕量即可保證容器強(qiáng)度。.計(jì)算壓力Pc,設(shè)計(jì)壓力P,最大工作壓力Pw與安全閥的起跳壓力Pk,四者之 問(wèn)的關(guān)系應(yīng)該是

5、 Pc P Pk Pw.設(shè)計(jì)壓力P,最大工作壓力Pw,安全閥的起跳壓力Pk與允許最大工作壓力P, 四者之間的關(guān)系應(yīng)是P P Pk Pw.壓力容器的主要受壓元件有壓力容器筒體、封頭（端蓋）、人孔法蘭、人孔 接管、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)圈、設(shè)備法蘭、換熱器的管板和換熱管、膨脹節(jié)、 M36以上的設(shè) 備主螺栓、公稱直徑大于250mm勺接管及管法蘭等。（選5個(gè)）.進(jìn)行壓力容器零部件的機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性、氣密性、節(jié)約材料和便于制造、運(yùn)輸、安裝、操作及維修均應(yīng)方便等要求。（選5個(gè)）.鋼制圓筒形容器 Di=2000mm內(nèi)壓P=0.2Mpa,材料（rt=113Mpa,小=1,則容器 的最小壁厚6 min

6、應(yīng)為3mm.圖紙標(biāo)注的容器殼體壁厚指的是名義厚度6 n,可以用來(lái)承受介質(zhì)壓力的厚度 是有效厚度6 e。標(biāo)準(zhǔn)零部件選用.壓力容器用法蘭有甲型平焊、乙型平焊、長(zhǎng)頸對(duì)焊三種結(jié)構(gòu)型式。.壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)主要有 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整鍛件補(bǔ)強(qiáng) 三種。.中低壓法蘭密封面形式常用的有 平面型、凹凸型、樺槽型 三種。 P0.15%Dio.什么是金屬材料的高溫蠕變現(xiàn)象？金屬材料在高溫時(shí)，在一定的應(yīng)力下，應(yīng)變隨時(shí)間延續(xù)而增加，逐漸產(chǎn)生塑性變形 的現(xiàn)象。.等面積補(bǔ)強(qiáng)法的原則是什么？處于有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)的可起補(bǔ)強(qiáng)作用的金屬截面積等于或大雨開(kāi)孔所削去的殼 體承壓所需的理論截面積?！?8-8”鋼的晶間腐蝕？“18-

7、8”鋼在450C-850 c短時(shí)加熱時(shí)，晶間處C與Cr發(fā)生反應(yīng)，而晶粒內(nèi)部的 Cr來(lái)不及向晶界擴(kuò)散，使晶界成為 “貧Cr區(qū)”，其含量低于鈍化所需的最低含 Cr量（12.5%）,從而在腐蝕介質(zhì)中，晶界處被腐蝕。這種現(xiàn)象稱為“ 18-8”鋼的 品間腐蝕。6.利用彎曲正應(yīng)力的分布規(guī)律解釋為什么等橫截面積、等高的工字梁比矩形截面 梁承彎更合理？彎曲正應(yīng)力沿截面高度線性分布，在中性軸上各點(diǎn)的正應(yīng)力為零，離中性愈遠(yuǎn)處 正應(yīng)力愈大，在等橫截面積、等高的前提下工字梁與矩形截面梁相比，中性軸附近 的金屬截面積小，而離中性軸較遠(yuǎn)處的金屬截面積大。因此工字梁比矩形截面梁 承彎更合理。三、判斷正誤并說(shuō)明理由.圖紙標(biāo)注

8、的容器殼體厚度指的是名義厚度6 n,即可以作為依靠來(lái)承受介質(zhì)壓 力的厚度。前半旬對(duì),后半句不對(duì)?？梢宰鳛橐揽縼?lái)承受介質(zhì)壓力的厚度是有效厚度6 e。 對(duì)同一公稱直徑和公稱壓力的標(biāo)準(zhǔn)法蘭 , 材料不同 , 法蘭的尺寸也不同 , 但法蘭實(shí)際承壓能力不變。不對(duì)。法蘭尺寸相同 , 而承壓能力改變。3在中低壓容器設(shè)計(jì)中, 由于半球形封頭受力情況好, 因此常常作為最佳的凸形封頭被選用。不對(duì)。 雖然球形封頭受力情況最好, 但由于制造困難 , 多用于大型高壓容器封頭和壓力較高的儲(chǔ)罐上： 而在中低壓器器設(shè)計(jì)中 , 通常選用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 , 其受力情況雖不如球形封頭好, 但優(yōu)于碟形封頭 , 制造雖較碟形封頭難

9、 , 但易于球形封頭。4 因?yàn)榉忸^的尺寸不能太多 , 壓力容器筒體的直徑必須按一定的公稱直徑系列來(lái)選取 , 而不是單純按化工工藝要求來(lái)確定。對(duì)。 因?yàn)榉忸^是標(biāo)準(zhǔn)零部件, 結(jié)構(gòu)尺寸按公稱直徑系列標(biāo)準(zhǔn)化 , 容器筒體與之焊接或通過(guò)設(shè)備法蘭與之連接, 同一公稱直徑系列的封頭與筒體才能對(duì)接。所以壓力容器筒體的直徑必須按一定的公稱直徑系列來(lái)選取, 而不是單純按化工工藝要求來(lái)確定。四、選擇填空1平面一般力系簡(jiǎn)化結(jié)果可能是（ ） 。合力不為零，合力偶矩為零。合力為零，合力偶矩不為零。合力為零，合力偶矩也為零。合力不為零，合力偶矩也不為零2通過(guò)金屬材料簡(jiǎn)單拉伸試驗(yàn)可得到材料的機(jī)械性能指標(biāo)有（E 于 6us （

10、rb Ak TOC o 1-5 h z 3可用于制造壓力容器的下列鋼號(hào)的板材有（） 。 0CU8Ni9Ti 20R Q235-B 45 16MnR4承受氣體內(nèi)壓的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的最大應(yīng)力發(fā)生在（）頂點(diǎn) 赤道 中部 不確定6壓力容器的設(shè)計(jì)溫度是指（） 。介質(zhì)溫度環(huán)境溫度 壁溫7提高外壓容器的抗失穩(wěn)能力的途徑有（） 。 選用高強(qiáng)度的鋼材 增加容器的相對(duì)壁厚 配制加強(qiáng)圈8管法蘭的公稱直徑指的是（ ） 。管子的內(nèi)徑管子的外徑 管子的中徑管子的公稱直徑9容器在正常操作情況下的最大工作壓力是指（ ） 。 容器頂部可能出現(xiàn)的最高工作壓力 容器底部的壓力加上液柱靜壓 容器底部可能出現(xiàn)的最大工作壓力10 為臥式

11、容器配制鞍式支座時(shí), 若封頭切線與鞍座中心線的距離為 A, 封頭切線 TOC o 1-5 h z 之間的距離為L(zhǎng),容器的外徑為D0,那么A應(yīng)滿足的條件為（）。A0 0.2LA（ 2）的整數(shù)。4、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)手孔的公稱直徑有DN（150） m滸口 DN（250） mnW種。5、防腐（發(fā)生什么腐蝕？有何措施）P37446、薄膜理論：P697、自支撐式塔設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí). 除了考慮操作壓力以外. 還必須考慮（ 自重載荷 ） 、（ 風(fēng)載荷 ） 、 （ 地震載荷 ） 、 （ 偏心載荷 ）等載荷。8、橢圓形封頭（標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭怎樣定義？）K=1。 P100-10116Mn R 16: 0.16% 含碳量

12、.Mn:合金元素 R:容器鋼Q235-AF F :沸騰鋼 Q:鋼材屈服點(diǎn)Q235-A A:甲類鋼20g g: 鍋爐鋼二、判斷題1、材料的屈強(qiáng)比（s/6b）越高.越有利于充分發(fā)揮材料的潛力.因此.應(yīng)極力追求高的屈強(qiáng)比。（X）2、彈性模數(shù)E和泊桑比小是材料的重要力學(xué)性能.一般鋼材的E和仙都不隨溫度的變化而變化.所以都可以取為定值。（X ）3、蠕變強(qiáng)度是表示材料在高溫條件下抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能力；持久強(qiáng)度表示材料在在高溫抵抗斷裂的能力；沖擊韌性則表示材料在外加載荷突然襲擊時(shí)及時(shí)和迅速塑性變形的能力。（X ）4、在承受內(nèi)壓的圓形容器上開(kāi)橢圓孔.應(yīng)使橢圓的長(zhǎng)軸與筒體軸線平行。（X ）5、薄壁回轉(zhuǎn)殼體

13、中任一點(diǎn).只要該點(diǎn)的兩個(gè)曲率半徑R=R.則該點(diǎn)的兩向應(yīng)力（T 0= （T m。（，）6、依據(jù)彈性失效理論.容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)c/s時(shí).即宣告該容器已經(jīng)“失效” 。（M）7、安全系數(shù)是一個(gè)不斷發(fā)生變化的數(shù)據(jù). 按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨努. 安全系數(shù)將逐漸變小。（，）8、假定外壓長(zhǎng)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 . 則在任何大的外壓下也不會(huì)發(fā)生彈性失穩(wěn)。（X）9、法蘭密封中.法蘭的剛度比強(qiáng)度更重要。（，）10、無(wú)縫鋼管做筒體時(shí).公稱直徑是指它們的外徑。（，）11、材料的屈強(qiáng)比（Ts/bb）越高.越有利于充分發(fā)揮材料的潛力.因此.應(yīng)極力 追求高的屈強(qiáng)比。（

14、X）12、彈性模數(shù)E和泊桑比小是材料的重要力學(xué)性能.一般鋼材的E和仙都不隨 溫度的變化而變化.所以都可以取為定值。（X ）蠕變強(qiáng)度是表示材料在高溫條件下抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能力；持久強(qiáng)度表示材料在在高溫抵抗斷裂的能力；沖擊韌性則表示材料在外加載荷突然襲擊時(shí)及時(shí)和迅速塑性變形的能力。（X ）因?yàn)閮?nèi)壓薄壁容器的兩向應(yīng)力與壁厚成反比. 當(dāng)材質(zhì)與介質(zhì)壓力一定時(shí). 則壁厚大的容器.壁內(nèi)的應(yīng)力總是小于壁厚小的容器。（X）15、因?yàn)閺氖芰Ψ治鼋嵌葋?lái)說(shuō). 半球形封頭最好. 所以在任何情況下 . 都必須首先考慮采用半球形封頭。（X）16、依據(jù)彈性失效理論. 容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)屋s時(shí)

15、.即宣告該容器已經(jīng)“失效”。（V）安全系數(shù)是一個(gè)不斷發(fā)生變化的數(shù)據(jù). 按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨努. 安全系數(shù)將逐漸變小。（，）假定外壓長(zhǎng)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 . 則在任何大 TOC o 1-5 h z 的外壓下也不會(huì)發(fā)生彈性失穩(wěn)。 （）19、法蘭密封中.法蘭的剛度比強(qiáng)度更重要。（，）20、鋼板卷制的筒體和成型封頭的公稱直徑是指它們的內(nèi)徑。（，）21.圖紙標(biāo)注的容器殼體厚度指的是名義厚度6n,即可以作為依靠來(lái)承受介質(zhì)壓力的厚度。前半旬對(duì)，后半句不對(duì)?？梢宰鳛橐揽縼?lái)承受介質(zhì)壓力的厚度是有效厚度6e。22對(duì)同一公稱直徑和公稱壓力的標(biāo)準(zhǔn)法蘭, 材料不同 , 法蘭的尺寸也不同

16、, 但法蘭實(shí)際承壓能力不變。不對(duì)。法蘭尺寸相同 , 而承壓能力改變。23 在中低壓容器設(shè)計(jì)中 , 由于半球形封頭受力情況好, 因此常常作為最佳的凸形封頭被選用。不對(duì)。 雖然球形封頭受力情況最好, 但由于制造困難 , 多用于大型高壓容器封頭和壓力較高的儲(chǔ)罐上： 而在中低壓器器設(shè)計(jì)中 , 通常選用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 , 其受力情況雖不如球形封頭好, 但優(yōu)于碟形封頭 , 制造雖較碟形封頭難 , 但易于球形封頭。24因?yàn)榉忸^的尺寸不能太多, 壓力容器筒體的直徑必須按一定的公稱直徑系列1來(lái)選取,而不是單純按化工工藝要求來(lái)確定。對(duì)。因?yàn)榉忸^是標(biāo)準(zhǔn)零部件，結(jié)構(gòu)尺寸按公稱直徑系列標(biāo)準(zhǔn)化，容器筒體與之焊接 或通

17、過(guò)設(shè)備法蘭與之連接，同一公稱直徑系列的封頭與筒體才能對(duì)接。所以壓力 容器筒體的直徑必須按一定的公稱直徑系列來(lái)選取，而不是單純按化工工藝要求 來(lái)確定。四、簡(jiǎn)答題1、管子和管板連接方式有哪些？有何優(yōu)缺點(diǎn)？P1992、生產(chǎn)中采取什么措施進(jìn)行溫度補(bǔ)償？P2143、化工過(guò)程開(kāi)發(fā)有哪些方法？A、相似放大法B、逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大法C、數(shù)學(xué)模才以放大法 D部分解析法2、下列鋼號(hào)各代表何種鋼.符號(hào)中的字母和數(shù)字各有什么意義？ （ 8分）Q215-B.F代表 普通碳素鋼（鋼種）.其中Q為 屈服強(qiáng)度的頭一個(gè)拼音字 母.215為屈服強(qiáng)度值.B表示質(zhì)量等級(jí).F表示沸騰鋼。20A代表高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼.20為含碳量0.2%。15M

18、nVDR弋表普通低合金鋼.含碳量0.15%右.含Mn小于1.5%.含V小于1.5%.D表示低溫用鋼.R代表容器用鋼H80代表 黃銅（鋼種）.H為黃銅牌號(hào).80表示平均含銅80%.含專20%5、下列容器屬一、二、三類容器的哪一類？ （4分）直徑為2000mm設(shè)計(jì)壓力為1Mpm勺圓筒形容器Pa的搪玻璃壓力容器p為3Mpm勺氟化氫容器（1）為一類容器；（2）為三類容器；（3）為二類容器;（4）為三類容器。1、一個(gè)低合金鋼內(nèi)壓反應(yīng)塔.筒體內(nèi)徑Di 1000mm.標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭.工作壓力2.0MPa （裝有安全閥）.工作溫度2700c.塔體采用單面手工電弧焊.100%無(wú)損探傷.內(nèi)部介質(zhì)有輕微腐蝕性。設(shè)計(jì)

19、塔體壁厚.并校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度。（t 144MPa. 170MPa. s 345MPa. t -pT-D- 0.9 s） 2 e（10 分）表鋼板負(fù)偏差C （mrm鋼板厚度46782526303234 3640負(fù)偏差解：根據(jù)題意.C2 1mm.0.9. p 1.05 2 2.1MPapDi d 2 tC22 1.05 10001.0 9.17mm再加上鋼板負(fù)偏差C12 144 0.9 2 1.050.8mm.然后圓整.取10mm厚。pT D i e21701.25 2 1.0510001442 8.28.2190.5MPa0.9s 0.9 0.9345 279.5MPa .0.9所以水壓試驗(yàn)時(shí)強(qiáng)

20、度足夠2、DN2000勺低碳鋼外壓圓筒.筒體長(zhǎng)4500mmffi厚10mm兩側(cè)封頭凸面高度600mm.介質(zhì)無(wú)腐蝕。試計(jì)算筒體能承受的許可外壓.并判斷發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)后筒體橫截面上產(chǎn)生的波形數(shù)是等于 2還是大于2?。（8分） TOC o 1-5 h z 3_2 5/ee D05、(pcr 2.2E . pcr 2.59E0. E 2 10 MPa) doL D01 解：C1 0.8mm. C2 1mm. L 4500600 2 4900mm3Lcr 1.17 D0 D01.17 2020. 2020 37094mm：e. 8.2Lcr.為短圓筒.發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)后筒體橫截面上產(chǎn)生的波形數(shù)n 2 o8.2

21、 2.52.5e do520200.224MPa2.59Ee 02.59 2 1 05 L D049002020p 皿 0.075MPa m3、如圖所示.兩端固定的變截面直桿在連接處受到70kN 的 力 已 知 22.2A 5cm2 . A2 4cm2 . E1 200GN/m2E2 250GN/m2.求出兩端約束反力的大小并畫出軸力圖。（9分）P1 0.2 10370 Pi0.5 103200 109 5 10 4250 109 4 10 4解：所以R 50kN. P2 20kN.方向都是向左?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)習(xí)題解答第一篇：化工設(shè)備材料第一章化工設(shè)備材料及其選擇一.名詞解釋A組：.蠕變：在

22、高溫時(shí)，在一定的應(yīng)力下，應(yīng)變隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象。或者金屬 在高溫和應(yīng)力的作用下逐漸產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。.延伸率：試件受拉力拉斷后，總伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原始長(zhǎng)度之比的百分率。.彈性模數(shù)（E）:材料在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變成正比，即 =E e,比例系數(shù) E為彈性模數(shù)。.硬度：金屬材料表面上不大的體積內(nèi)抵抗其他更硬物體壓入表面發(fā)生變形 或破裂的能力.沖擊功與沖擊韌性： 沖擊功是沖擊負(fù)荷使試樣破斷所做的功。 沖擊韌性是材料在外加動(dòng)載荷突然襲擊時(shí)的一種及時(shí)和迅速塑性變形的能力。.泊桑比（區(qū)）：拉伸試驗(yàn)中試件單位橫向收縮與單位縱向伸長(zhǎng)之比。對(duì)于鋼材，廠0.3 。.耐腐蝕性：金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì)侵蝕 （發(fā)生化學(xué)和

23、電化學(xué)作用引起的破壞）的抵抗能力。.抗氧化性：金屬和合金抵抗被氧化的能力。.屈服點(diǎn)：金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象的應(yīng)力， 即開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力。 它代表材料抵抗產(chǎn)生塑性變形的能力。. 抗拉強(qiáng)度：金屬材料在受力過(guò)程中，從開(kāi)始加載到發(fā)生斷裂所能達(dá)到的最大應(yīng)力值。B 組：. 鎮(zhèn)靜鋼：鎮(zhèn)靜鋼在用冶煉時(shí)用強(qiáng)脫氧劑 Si, Al 等完全脫氧脫氧，是脫氧完全的鋼。把FeO中的氧還原出來(lái)，生成SiO2和AI2O3。鋼錠膜上大下小，澆注后鋼液從底部向上，向中心順序地凝固。鋼錠上部形成集中縮孔，內(nèi)部緊密堅(jiān)實(shí)。.沸騰鋼：沸騰鋼在冶煉時(shí)用弱脫氧劑Mn 脫氧，是脫氧不完全的鋼。其錠模上小下大，澆注后鋼液在錠模中發(fā)生自脫氧反

24、應(yīng)，放出大量 CO 氣體，造成沸騰現(xiàn)象。沸騰鋼錠中沒(méi)有縮孔，凝固收縮后氣體分散為很多形狀不同的氣泡，布滿全錠之中，因而內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松。.半鎮(zhèn)靜鋼： 介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間， 錠模也是上小下大， 鋼錠內(nèi)部結(jié)構(gòu)下半部像沸騰鋼，上半部像鎮(zhèn)靜鋼。.低碳鋼：含碳量低于 0.25% 的碳素鋼。.低合金鋼：一般合金元素總含量小于 5% 的合金鋼。.碳素鋼： 這種鋼的合金元素含量低， 而且這些合金元素不是為了改善鋼材性能人為加入的。.鑄鐵：含碳量大于 2% 的鐵碳合金。.鐵素體：碳溶解在 -Fe中所形成的固溶體叫鐵素體。.奧氏體：碳溶解在丫 -Fe中所形成的固溶體叫奧氏體。.馬氏體：鋼和鐵從高溫奧氏體狀態(tài)急冷下

25、來(lái)，得到一種碳原子在鐵中過(guò)飽和的固溶體。C. 熱處理：鋼鐵在固態(tài)下通過(guò)加熱,保溫和不同的冷卻方式，以改變其組織、滿足所需要的物理,化學(xué)與機(jī)械性能，這樣的加工工藝稱為熱處理。.正火： 將加熱到臨界點(diǎn)以上的一定溫度， 保溫一段時(shí)間后的工件從爐中取出置于空氣中冷卻下來(lái)，冷卻速度比退火快，因而晶粒細(xì)化。.退火： 把工件加熱到臨界點(diǎn)以上的一定溫度， 保溫一段時(shí)間， 然后隨爐一起冷卻下來(lái)，得到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理方法。.淬火：將鋼加熱至淬火溫度（臨界點(diǎn)以 3050oC）并保溫一定時(shí)間，然后再淬火劑中冷卻以得到馬氏體組織的一種熱處理工藝。淬火可 以增加工件的硬度、強(qiáng)度和耐磨性?；鼗鹂? 回火： 在零件淬

26、火后再進(jìn)行一次較低溫度的加熱與冷卻處理工藝。以降低和消除工件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，使組織趨于穩(wěn)定，并獲得技術(shù)上所要求的性能。.調(diào)質(zhì)：淬火加高溫回火的操作。要求零件的強(qiáng)度、韌性、塑性等機(jī)械性能都較好時(shí)，一般采用調(diào)質(zhì)處理。.普通碳素鋼：這種鋼含硫，磷等有害雜質(zhì)較多，要求 SW0.055% , P 0.045% 。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表鋼材屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、材料質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順序組成，例如： Q235 AF。.優(yōu)質(zhì)碳素鋼：含硫，磷等較少（含硫S、磷P均W0.04%）,非金屬雜質(zhì)少， 組織均勻，表面質(zhì)量較好。.不銹鋼和不銹耐酸鋼： 不銹鋼是耐大氣腐蝕的鋼； 耐酸鋼是能抵抗

27、強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的鋼。不銹耐酸鋼是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。. 鍋爐鋼：有鍋爐鋼管和鍋爐鋼板。鍋爐鋼管主要用作鍋爐及某些換熱設(shè)備的受熱面和蒸汽管路，鍋爐鋼板則常用于鍋爐和其他壓力容器的承壓殼體。由于鍋爐鋼常處于中溫高壓狀態(tài)，而且還受沖擊、疲勞、水和蒸汽的腐蝕作用，以及各種冷熱加工，因此，對(duì)其性能要求也較高。D. 容器鋼： 化工生產(chǎn)所用容器與設(shè)備的操作條件較復(fù)雜， 制造技術(shù)要求比較嚴(yán)格，對(duì)壓力容器用鋼板有比較嚴(yán)格的要求。.耐熱鋼：能耐高溫的鋼，抗氧化性能強(qiáng)且強(qiáng)度大。.低溫用鋼：由于普通碳鋼在低溫下（-20 C以下）會(huì)變脆，沖擊韌性會(huì)顯 著下降。因此用作低溫場(chǎng)合的鋼要求具有良好的韌性（包括低 溫韌性），

28、良好的加工工藝性和可焊性的鋼。.腐蝕速度：評(píng)定金屬的腐蝕有兩種方法。根據(jù)重量評(píng)定金屬的腐蝕的速度。它是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)出 金屬試件在單位表面積、單位時(shí)間腐蝕引起的重量變化。即： K p_ p1 g g/m 2 h）K：腐蝕速度，g/cm 2 h ;P0：腐蝕前試件的重量，g;pi:腐蝕后試件的重量，g;F：試件與腐蝕介質(zhì)接觸的面積，m2；t :腐蝕作用的時(shí)間，h;根據(jù)金屬的腐蝕深度評(píng)定金屬的腐蝕速度。根據(jù)重量變化表 示腐蝕速度時(shí)，沒(méi)有考慮金屬的相對(duì)密度，因此當(dāng)重量損失相同 時(shí)，相對(duì)密度不同的金屬其截面的尺寸的減少則不同。為了表示腐蝕前后尺寸的變化，常用金屬厚度減少量，即腐蝕深度來(lái)表示 腐蝕速度

29、。即：24 365 KKKa 8.76 （mm/a ）1000式中：Ka：用每年金屬厚度的減少量表示的腐蝕速度，mm/a ; P :金屬的相對(duì)密度，g/cm 3。.化學(xué)腐蝕：金屬遇到干燥的氣體和非電解質(zhì)溶液發(fā)生化學(xué)作用引起的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕在金屬表面上，腐蝕過(guò)程沒(méi)有電流產(chǎn)生。.電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起的破壞，具特點(diǎn)是在腐蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生。.氫腐蝕：氫氣在高溫高壓下對(duì)普通碳鋼及低合金鋼產(chǎn)生腐蝕，使材料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性顯著下降，甚至破壞的現(xiàn)象。.晶間腐蝕：一種局部的，選擇性的破壞。.應(yīng)力腐蝕：金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的一種破壞形式。.陰極保護(hù)：把盛有電解質(zhì)

30、的金屬設(shè)備和直流電源負(fù)極相連，電源正極和 一輔助陽(yáng)極相連。當(dāng)電路接通后，電源便給金屬設(shè)備以陰極電流，使金屬 的電極電位向負(fù)向移動(dòng)，當(dāng)電位降至陽(yáng)極起始電位時(shí)，金屬設(shè)備的腐蝕即 停止。二.指出下列鋼材的種類、含碳量及合金元素含量A組鋼號(hào)不性含碳量合金元素含量（）符號(hào)意義Q235-A F普通碳素甲類鋼一一F:沸騰鋼Q：鋼材屈服點(diǎn)Q235-A普通碳素一一A:甲類鋼甲類鋼20g優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼0.2%一g：鍋爐鋼16Mn R普通低合金鋼0.16%1.5%R:容器鋼20MnMo普通低合金鋼0.2%MnMo1.5%一16MnDR普通低合金鋼0.16%Mn:1.5%D:低溫鋼14Cr1Mo普通低合金鋼0.14

31、%Cr:0.9-1.3%;Mo:1.5%一0a13銘不銹鋼0.08%Cr:13%一1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼0.1%Cr:18%;Ni:9%;Ti:1.5%一00Cr19Ni10奧氏體不銹鋼0.03%C匚19%;Ni:10%一B組:鋼號(hào)不性含碳量合金元素含量（%）符號(hào)意義Q235-B普通碳素乙類鋼一一F：沸騰鋼Q:鋼材屈服點(diǎn)Q235-AR普通碳素甲類容器鋼一一R容器鋼16Mng普通低合金鋼0.16%Mn:1.5%g:鍋爐鋼18Nbb普通低合金鋼0.18%Nb:1.5%b:半鎮(zhèn)靜鋼18MnMoNbR普通低合金鋼0.18%Mn.Mo.Nb:1.5%一09MnNiDR普通低合金鋼0.09%Mn

32、.Ni:1.5%R容器鋼06MnNb普通低合金鋼0.06%Mn.Nb:!.5%一2Cr13銘不銹鋼0.2%Cr13%一12Cr2Mo1普通低合金鋼0.12%Cr:1.5 2.49%;Mo:0.9 1.3%一0Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體不銹鋼0.08%C匚18%;Ni:12%;Mo:1.5 2.49%;一Ti:1.5%三、選擇材料設(shè)備介質(zhì)設(shè)計(jì)溫度/ C設(shè)計(jì) 壓力 /MPa供選材料應(yīng)選材料氨合成塔外筒氮、氫、少量氨200150Cr18Ni9Ti , 20,Q235-A F , 18MnMoNb R, 15MnVR, 13MnNiMoNbR18MnMoNbR或13MnNiM oNbR氯化氫吸收

33、塔氯化氫氣體，鹽酸，水80120Q235-A R , 1Cr18Ni9Ti , 銅，鋁，硬聚 氯乙烯塑料， 酚醛樹(shù)脂漆浸 漬的不透性石 墨Q235-A R+銅襯里溶解乙快水蒸汽20015Q235-A ,18MnMoN氣瓶蒸壓釜0Cr19Ni10 ,20, 16MnR , 18MnMoNbR, 07MnCrMoVRbR高溫高壓轉(zhuǎn)化氣89018MnMoNbCr25Ni20廢熱鍋爐(H2,CO2,N2,CO,1000R, 0Cr13 ,的高溫氣H2O,CH4,Ar)Q235-A R,側(cè)殼體內(nèi)Cr25Ni20 ,襯0Cr18Ni9Ti ,Cr22Ni14N化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)習(xí)題解答第二篇：化工容器設(shè)計(jì)第

34、二章容器設(shè)計(jì)的基本知識(shí)一.、指出下列壓力容器溫度與壓力分級(jí)范圍溫度分級(jí)溫度范圍(。C)壓力分級(jí)壓力范圍(Mpa)常溫容器20oC 200 oC低壓容器中溫容器壁溫在常溫和高溫之間中壓容器P10高溫容器壁溫達(dá)到材料蠕變溫度高壓容器10P100低溫容器壁溫低于20oC超高壓容器PA100淺冷容器壁溫在一20oC至40oC之間真空容器器外一個(gè)大氣壓，內(nèi)部為真空或低于常壓深冷容器壁溫低于40oC一一指出下列容器屬于一、二、三類容器的哪一類A組:序號(hào)容器（設(shè)備）及條件類別11500，設(shè)計(jì)壓力為10Mpa的管殼式余熱鍋爐三2設(shè)計(jì)壓力為0.6MPa ,容積為1m3的氯化氫氣體貯罐三32000 ,容積為20

35、m 3的液氨貯罐三4壓力為10Mpa ,容積為800立升的乙烯貯罐三5三B組:序號(hào)容器（設(shè)備）及條件類別1壓力為4Mpa的毒性程度為極度危害介質(zhì)的容器三2800 ,設(shè)計(jì)壓力為0.6Mpa ,介質(zhì)為非易燃和無(wú)毒的管殼式余熱鍋爐二3用抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限為 b =620Mpa 材料制造的容器三4三5汽車罐車和鐵路罐車三三、填空題1、鋼板卷制的筒體和成型封頭的公稱直徑是指它們的（ 內(nèi)）徑2、無(wú)縫鋼管做筒體時(shí)，其公稱直徑是指它們的（ 外）徑。3、查手冊(cè)找出下列無(wú)封鋼管的公稱直徑 DN是多少毫米？規(guī)格 14 X325 X345 X57X 108 X4DN(mm )102040501004、壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)

36、中公稱壓力 PN有哪些等級(jí)?PN(Mpa )5、管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中公稱壓力 PN有哪些等級(jí)?PN(Mpa )化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)習(xí)題解答第三章 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析一、 名詞解釋A 組：.薄壁容器：容器的壁厚與其最大截面圓的內(nèi)徑之比小于0.1的容器.回轉(zhuǎn)殼體：殼體的中間面是直線或平面曲線繞其同平面內(nèi)的固定軸線 旋轉(zhuǎn) 360 而成的殼體。.經(jīng)線：若通過(guò)回轉(zhuǎn)軸作一縱截面與殼體曲面相交所得的交線。.薄膜理論：薄膜應(yīng)力是只有拉壓正應(yīng)力沒(méi)有彎曲正應(yīng)力的一種兩向應(yīng) 力狀態(tài)，也稱為無(wú)力矩理論。.第一曲率半徑：中間面上任一點(diǎn) M處經(jīng)線的曲率半徑。.小位移假設(shè)：殼體受力以后，各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于壁厚。.區(qū)域平衡方程式：計(jì)算

37、回轉(zhuǎn)殼體在任意緯線上徑向應(yīng)力的公式。.邊緣應(yīng)力：內(nèi)壓圓筒壁上的彎曲應(yīng)力及連接邊緣區(qū)的變形與應(yīng)力。.邊緣應(yīng)力的自限性：當(dāng)邊緣處的局部材料發(fā)生屈服進(jìn)入塑性變形階段時(shí)，彈性約束開(kāi)始緩解，原來(lái)不同的薄膜變形便趨于協(xié)調(diào)，邊緣應(yīng)力就自動(dòng)限制。二、判斷題（對(duì)者畫，錯(cuò)著畫X）A 組：下列直立薄壁容器，受均勻氣體內(nèi)壓力作用，哪些能用薄膜理論求解壁內(nèi)應(yīng)力？哪些不能？橫截面為正六角形的柱殼。（X）橫截面為圓的軸對(duì)稱柱殼。（，） TOC o 1-5 h z 橫截面為橢圓的柱殼。（X）橫截面為圓的橢球殼。（，）橫截面為半圓的柱殼。（X）橫截面為圓的錐形殼。（，）在承受內(nèi)壓的圓筒形容器上開(kāi)橢圓孔，應(yīng)使橢圓的長(zhǎng)軸與筒體軸線

38、平行。（X）薄壁回轉(zhuǎn)殼體中任一點(diǎn)，只要該點(diǎn)的兩個(gè)曲率半徑R1 R2 ，則該點(diǎn)的兩向應(yīng)力m 。（V）因?yàn)閮?nèi)壓薄壁圓筒的兩向應(yīng)力與壁厚成反比，當(dāng)材質(zhì)與介質(zhì)壓力一定時(shí)，則壁厚大的容器，壁內(nèi)的應(yīng)力總是小于壁厚小的容器。（X）按無(wú)力矩理論求得的應(yīng)力稱為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿壁厚均勻分布的。（V）B 組：1. 臥式圓筒形容器，其內(nèi)介質(zhì)壓力，只充滿液體，因?yàn)閳A筒內(nèi)液體靜載 TOC o 1-5 h z 荷不是沿軸線對(duì)稱分布的，所以不能用薄膜理論應(yīng)力公式求解。（，）由于圓錐形容器錐頂部分應(yīng)力最小，所以開(kāi)空宜在錐頂部分。（，）凡薄壁殼體，只要其幾何形狀和所受載荷對(duì)稱于旋轉(zhuǎn)軸，則殼體上任何一點(diǎn)用薄膜理論應(yīng)力公式求解

39、的應(yīng)力都是真實(shí)的。（x）橢球殼的長(zhǎng)，短軸之比 a/b 越小，其形狀越接近球殼，其應(yīng)力分布也就越趨于均勻。（，）因?yàn)閺氖芰Ψ治鼋嵌葋?lái)說(shuō)，半球形封頭最好，所以不論在任何情況下，都必須首先考慮采用半球形封頭。(X)三、 指出和計(jì)算下列回轉(zhuǎn)殼體上諸點(diǎn)的第一和第二曲率半徑A組：1、球殼上任一點(diǎn)2、圓錐殼上之M點(diǎn)RR2RR2Dm2 cos3、碟形殼上之連接點(diǎn)A與BA點(diǎn)：在球殼上：A( C) ： R R2 R在弧面上：A( B): R1 r1, R2 RB點(diǎn)：在弧面上：B( A)：R門，R2 r在圓柱殼上：B( B)：R , R rB組:1.圓柱殼上任一點(diǎn)D RiR萬(wàn)cosR2.圓錐殼與柱殼的連接點(diǎn)A及錐頂

40、點(diǎn)B TOC o 1-5 h z A B）：R,R2B（柱）：Ri,R2B:Ri，R2 0四、計(jì)算下列各種承受氣體均勻內(nèi)壓作用的薄壁回轉(zhuǎn)殼體上諸點(diǎn)的薄膜應(yīng)力m和。1.球殼上任一點(diǎn)，已知:p=2Mpa , D=1008mm , S=8mm。D 1008Ri R2 2-2PD 2 1008 m 4s 4 8504mm63MPRR2 sm2S 2 20PD63MP4s2.圓錐殼上之 A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)，已知：p=0.5Mpa , D=1010mm , S=10mm ,a=30o 。A 點(diǎn)：R1D，R2 2 cosPD4Scos0.5 10104 10 0.86614.58MP_ pR2 SPD2Sco

41、s0.5 10102 10 0.86629.16MP3.橢球殼上之 A, B, C 點(diǎn)，已知：p=1Mpa , a=1010mm , b=505mmS=20mm 。 B 點(diǎn)處坐標(biāo) x=600mm 。%101%05 2 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭22A(x 5V b):R a,R2 aPaS1 10102050.5MPP 4222B點(diǎn)：m 得匕 X(a b) 43.3Mpas SbP 42222sb , a x (a b)2 4SU27.7MPa4a2/2777a x (a b )C點(diǎn)(x a, y 0):Pa1 101025.25MPa五、工程應(yīng)用題Pa1 10102050.5MPa1.某廠生產(chǎn)的鍋爐汽包

42、，其工作壓力為2.5Mpa ,汽包圓筒的平均直徑為816 mm ,壁厚為16 mm ,試求汽包圓筒壁被的薄膜應(yīng)力m和?！窘狻?P=2.5Mpa D=816mm S=16mm也0.0196 0.1屬薄壁容器D 816PD 2.5 81631.875MPa4S 4 16PD 2.5 81663.75MPa2S 2 162.有一平均直徑為10020 mm 的球形容器，其工作壓力為0.6Mpa ,厚度為20 mm ,試求該球形容器壁內(nèi)的工作壓力是多少。【解】P=0.6Mpa D=10020mm S=20mm-20 0.001996 0.1 屬薄壁容器D 10020PD 0.6 100204S 4 20

43、75.15MPa3.有一承受氣體內(nèi)壓的圓筒形容器，兩端封頭均為橢圓形封頭，已知：圓筒平均直徑為2030 mm ,筒體與封頭厚度均為 30 mm ,工作壓力為3Mpa ,試求;圓筒壁內(nèi)的最大工作壓力;若封頭橢圓長(zhǎng)，短半軸之比分別為22, 2.5時(shí)，計(jì)算封頭上薄膜應(yīng)力的皿和 的最大值并確定其所在的位置。S=30mm【解】(1)圓筒 P=3Mpa D=2030mm-30- 0.0148 0.1屬薄壁容器D 2030 PD 2 2030 50.75MPm 4S 4 30曰4qPD 2 2030最大工作應(yīng)力： 101.5MP2S 2 30在x=0 , y=b,（頂點(diǎn)處）有最大值（2）橢球： a/時(shí) b7

44、1.78MP TOC o 1-5 h z Paa310152) max(丁)LT 2Sb2 30)max2時(shí)，在x=0,y=b 處（頂點(diǎn)處）Pa a-(-)2S b3 1015 22 30101.5MP在x=a,y=0點(diǎn)（邊緣處）)maxH（b）3 1015 22 30101.5MP-I 2.5時(shí)，在x=0,y=b 處（頂點(diǎn)處） bm ) maxPa a 3 1015 2.5(a) 126.88MP2S b 2 30在x=a,y=0點(diǎn)（邊緣處）)maxPa2S215.69MP化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)習(xí)題解答第三章 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析六、 名詞解釋A 組：.薄壁容器：容器的壁厚與其最大截面圓的內(nèi)徑之

45、比小于0.1的容器.回轉(zhuǎn)殼體：殼體的中間面是直線或平面曲線繞其同平面內(nèi)的固定軸線 旋轉(zhuǎn) 360 而成的殼體。.經(jīng)線：若通過(guò)回轉(zhuǎn)軸作一縱截面與殼體曲面相交所得的交線。.薄膜理論：薄膜應(yīng)力是只有拉壓正應(yīng)力沒(méi)有彎曲正應(yīng)力的一種兩向應(yīng) 力狀態(tài)，也稱為無(wú)力矩理論。.第一曲率半徑：中間面上任一點(diǎn) M處經(jīng)線的曲率半徑。.小位移假設(shè)：殼體受力以后，各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于壁厚。.區(qū)域平衡方程式：計(jì)算回轉(zhuǎn)殼體在任意緯線上徑向應(yīng)力的公式。.邊緣應(yīng)力：內(nèi)壓圓筒壁上的彎曲應(yīng)力及連接邊緣區(qū)的變形與應(yīng)力。.邊緣應(yīng)力的自限性：當(dāng)邊緣處的局部材料發(fā)生屈服進(jìn)入塑性變形階段時(shí)，彈性約束開(kāi)始緩解，原來(lái)不同的薄膜變形便趨于協(xié)調(diào)，邊緣應(yīng)力就自

46、動(dòng)限制。七、判斷題（對(duì)者畫，錯(cuò)著畫X）A 組：下列直立薄壁容器，受均勻氣體內(nèi)壓力作用，哪些能用薄膜理論求解壁內(nèi)應(yīng)力？哪些不能？橫截面為正六角形的柱殼。（X）橫截面為圓的軸對(duì)稱柱殼。（，） TOC o 1-5 h z 橫截面為橢圓的柱殼。（X）橫截面為圓的橢球殼。（，）橫截面為半圓的柱殼。（X）橫截面為圓的錐形殼。（，）在承受內(nèi)壓的圓筒形容器上開(kāi)橢圓孔，應(yīng)使橢圓的長(zhǎng)軸與筒體軸線平行。（X）薄壁回轉(zhuǎn)殼體中任一點(diǎn)，只要該點(diǎn)的兩個(gè)曲率半徑R1 R2 ，則該點(diǎn)的兩向應(yīng)力m 。（V）因?yàn)閮?nèi)壓薄壁圓筒的兩向應(yīng)力與壁厚成反比，當(dāng)材質(zhì)與介質(zhì)壓力一定時(shí)，則壁厚大的容器，壁內(nèi)的應(yīng)力總是小于壁厚小的容器。（X）按無(wú)力

47、矩理論求得的應(yīng)力稱為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿壁厚均勻分布的。（V）B 組：1. 臥式圓筒形容器，其內(nèi)介質(zhì)壓力，只充滿液體，因?yàn)閳A筒內(nèi)液體靜載 TOC o 1-5 h z 荷不是沿軸線對(duì)稱分布的，所以不能用薄膜理論應(yīng)力公式求解。（，）由于圓錐形容器錐頂部分應(yīng)力最小，所以開(kāi)空宜在錐頂部分。（，）凡薄壁殼體，只要其幾何形狀和所受載荷對(duì)稱于旋轉(zhuǎn)軸，則殼體上任何一點(diǎn)用薄膜理論應(yīng)力公式求解的應(yīng)力都是真實(shí)的。（x）橢球殼的長(zhǎng)，短軸之比 a/b 越小，其形狀越接近球殼，其應(yīng)力分布也就越趨于均勻。（，）因?yàn)閺氖芰Ψ治鼋嵌葋?lái)說(shuō)，半球形封頭最好，所以不論在任何情況下，都必須首先考慮采用半球形封頭。(X)八、 指出和計(jì)

48、算下列回轉(zhuǎn)殼體上諸點(diǎn)的第一和第二曲率半徑A組：2、球殼上任一點(diǎn)2、圓錐殼上之M點(diǎn)RR2RR2Dm2 cos3、碟形殼上之連接點(diǎn)A與BA點(diǎn)： 在球殼上：A( C) ： R R2 R在弧面上：A( B)：R1 r1,R2 RB點(diǎn)： 在弧面上：B(A) ： R1門，R2 r在圓柱殼上：B( B)：R ,R2 rB組:1.圓柱殼上任一點(diǎn)D RiR萬(wàn)cosR2.圓錐殼與柱殼的連接點(diǎn)A及錐頂點(diǎn)B TOC o 1-5 h z A B）：R,R2B（柱）：Ri,R2B:Ri，R2 0九、計(jì)算下列各種承受氣體均勻內(nèi)壓作用的薄壁回轉(zhuǎn)殼體上諸點(diǎn)的薄膜應(yīng)力m和。1.球殼上任一點(diǎn)，已知:p=2Mpa , D=1008m

49、m , S=8mm。D 1008Ri R2 2-2PD 2 1008 m 4s 4 8504mm63MPRR2 sm2S 2 20PD63MP 4s2.圓錐殼上之 A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)，已知：p=0.5Mpa , D=1010mm , S=10mm ,a=30o 。A 點(diǎn)：R1D，R2 2 cosPD4Scos0.5 10104 10 0.86614.58MP_ pR2 SPD2Scos0.5 10102 10 0.86629.16MP3.橢球殼上之 A, B, C 點(diǎn)，已知：p=1Mpa , a=1010mm , b=505mmS=20mm 。 B 點(diǎn)處坐標(biāo) x=600mm 。%101%05 2

50、 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭22A(x 5V b):R a,R2 aPaS1 10102050.5MPP 4222B點(diǎn)：m 得匕 X(a b) 43.3Mpas SbP 42222sb , a x (a b)2 4SU27.7MPa4a2/2777a x (a b )C點(diǎn)(x a, y 0):Pa1 101025.25MPaPa1 10102050.5MPa十、工程應(yīng)用題1.某廠生產(chǎn)的鍋爐汽包，其工作壓力為2.5Mpa ,汽包圓筒的平均直徑為816 mm ,壁厚為16 mm ,試求汽包圓筒壁被的薄膜應(yīng)力m和?！窘狻?P=2.5Mpa D=816mm S=16mm也0.0196 0.1屬薄壁容器D 816P

51、D 2.5 81631.875MPa4S 4 16PD 2.5 81663.75MPa2S 2 162.有一平均直徑為10020 mm 的球形容器，其工作壓力為0.6Mpa ,厚度為20 mm ,試求該球形容器壁內(nèi)的工作壓力是多少?！窘狻縋=0.6Mpa D=10020mm S=20mm-20 0.001996 0.1 屬薄壁容器D 10020PD 0.6 100204S 4 2075.15MPa3.有一承受氣體內(nèi)壓的圓筒形容器，兩端封頭均為橢圓形封頭，已知：圓筒平均直徑為2030 mm ,筒體與封頭厚度均為 30 mm ,工作壓力為3Mpa ,試求;圓筒壁內(nèi)的最大工作壓力;若封頭橢圓長(zhǎng)，短半

52、軸之比分別為22, 2.5時(shí)，計(jì)算封頭上薄膜應(yīng)力的皿和 的最大值并確定其所在的位置。S=30mm【解】(1)圓筒 P=3Mpa D=2030mm-30- 0.0148 0.1屬薄壁容器D 2030 PD 2 2030 50.75MPm 4S 4 30曰4qPD 2 2030最大工作應(yīng)力： 101.5MP2S 2 30在x=0 , y=b,（頂點(diǎn)處）有最大值（2）橢球： a/時(shí) b71.78MP TOC o 1-5 h z Paa310152) max(丁)LT 2Sb2 30)max2時(shí)，在x=0,y=b 處（頂點(diǎn)處）Pa a-(-)2S b3 1015 22 30101.5MP在x=a,y=

53、0點(diǎn)（邊緣處）)maxH（b）3 1015 22 30101.5MP-I 2.5時(shí)，在x=0,y=b 處（頂點(diǎn)處） bm ) maxPa a 3 1015 2.5(a) 126.88MP2S b 2 30在x=a,y=0點(diǎn)（邊緣處）)maxPa2S215.69MP化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)習(xí)題解答第四章 內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)填空題A 組：有一容器,其最高氣體工作壓力為1.6Mpa, 無(wú)液體靜壓作用,工作溫度W150 c且裝有安全閥，試確定該容器的設(shè)計(jì)壓力p=(1.76 )Mpa;計(jì)算壓力pc=( 1.76)Mpa; 水壓試驗(yàn)壓力pT=(2.2)MPa.有一帶夾套的反應(yīng)釜,釜內(nèi)為真空,夾套內(nèi)的工作

54、壓力為0.5MPa, 工作溫度 1時(shí),Se應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的 ( 0.3)%. 對(duì) 于 碳 鋼 和 低 合 金 鋼 制 的 容 器 , 考 慮 其 剛 性 需 要 , 其 最 小 壁 厚 Smin =( 3 )mm; 對(duì) 于 高 合 金 鋼 制 容 器 , 其 最 小 壁 厚 Smin =(2 )mm. 對(duì)碳鋼 ,16MnR,15MnNbR 和正火的 15MnVR 鋼板制容器,液壓試驗(yàn)時(shí) ,液體溫度不得低于 ( 5) ,其他低合金鋼制容器(不包括低溫容器 ),液壓試驗(yàn)時(shí),液體溫度不得低于( 15) .判斷是非題(是者畫M非者畫x)厚度為 60mm 和 6mm 的 16MnR 熱軋鋼板 ,其屈

55、服點(diǎn)是不同的,且60mm 厚鋼板的(T s 大于 6mm 厚鋼板的(T s. (x )依據(jù)彈性失效理論,容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)。s(t)時(shí)，即宣告該容器已經(jīng)失效”.(V )安全系數(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展變化的數(shù)據(jù),按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì),安全系數(shù)將逐漸變小.(V )當(dāng)焊接接頭結(jié)構(gòu)形式一定時(shí),焊接接頭系數(shù)隨著監(jiān)測(cè)比率的增加而減小(x )由于材料的強(qiáng)度指標(biāo)er b和os（ 00.2）是通過(guò)對(duì)試件作單向拉伸試驗(yàn)而側(cè)得,對(duì)于二向或三向應(yīng)力狀態(tài)，在建立強(qiáng)度條件時(shí)，必須借助于強(qiáng)度理論 將其轉(zhuǎn)換成相當(dāng)于單向拉伸應(yīng)力狀態(tài)的相當(dāng)應(yīng)力（V ）工程應(yīng)用題A組：有一 DN2000mm 的內(nèi)壓薄壁圓

56、筒，壁厚Sn=22mm,承受的最大氣體工作壓力pw=2MPa,容器上裝有安全閥，焊接接頭系數(shù)。=0.85,厚度附加量為C=2mm,試求筒體的最大工作應(yīng)力.【解】（1）確定參數(shù)：pw=2MPa;pcpw =2.2MPa （裝有安全閥）；Di= DN=2000mm（鋼板卷制）;Sn=22mm;Se = Sn -C=20mm0=0.85 （題中給定）；C=2mm （題中給定）（2）最大工作應(yīng)力:Pc(Di Se)2.2 (2000 20)2Se2 20111.1MPa某球形內(nèi)壓薄壁容器，內(nèi)徑為Di=10m,厚度為Sn=22mm,若令焊接接頭系數(shù)。=1.0,厚度附加量為C=2mm,試計(jì)算該球形容器的最

57、大允許工作壓力.已知鋼材的許用應(yīng)力dndTMPa.【解】（1）確定參數(shù)：Di =10m;Sn =22mm;6=1.0; C=2mm;才=147MPa.Se = Sn -C=20mm.（2）最大工作壓力：球形容器Pw4t SeDi Se41471.02010000201.17 MP a某化工廠反應(yīng)釜，內(nèi)徑為1600mm,工作溫度為5 c105 C,工作壓力為1.6MPa,釜體材料選用0Cr18Ni9Ti。采用雙面焊對(duì)接接 頭,局部無(wú)損探傷，凸形封頭上裝有安全閥，試設(shè)計(jì)釜體厚度?！窘狻浚?）確定參數(shù)：Di =1600mm; tw=5105 C;Pw=1.6MPa; pc=1.1 pw =1.76M

58、Pa （裝有安全行0.85 （雙面焊對(duì)接接頭，局部探傷）C2=0 （對(duì)不銹鋼，當(dāng)介質(zhì)腐蝕性輕微時(shí)）材質(zhì)：0Cr18Ni9Ti 才=112.9MPa （按教材附錄9表16-2 ,內(nèi)插法取值）司=137MPa(2)計(jì)算厚度：cPcDi1.76 1600Sci14.8mm2 t Pc 2 112.9 0.85 1.76Ci=(按教材表4-9取值，GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板)C=Ci+C2=.名義壁厚：Sn=S+C+ 圓整， S+C=14.8+0.8=.圓整后，Sn =16mm.Pt。Se)0.9水壓試驗(yàn)校核2Se有效壁厚Se = Sn -C=16-0.8=137試驗(yàn)壓力Pt 1.25P 1.2

59、5 1.76 萬(wàn)函 2.67MPa、|芭上PT(Di Se) 2.67 (1600 15.2)計(jì)算應(yīng)力Te，- 141.86Mpa2Se2 15.2應(yīng)力校核0.9 q 0.9 205 0.85 156.8 MPa sT 0.9 S 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠有一圓筒形乙烯罐，內(nèi)徑Di=1600mm,壁厚Sn=16mm,計(jì)算壓力為pc=2.5MPa,工作溫度為C,材質(zhì)為16MnR,采用雙面焊對(duì)接接頭，局部無(wú)損探傷，厚度附加量C=3mm,試校核貯罐強(qiáng)度?！窘狻浚?）確定參數(shù):Di =1600mm;Sn =16mm;tw=- C ;pc=2.5MPa.0=0.85 （雙面焊對(duì)接接頭，局部探傷）16MnR :

60、常溫下的許用應(yīng)力=170 MPa設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力了 = 170 MPa常溫度下的屈服點(diǎn)s = 345 MPa有效壁厚：Se = Sn C = 16 3 = 13 mm（2）強(qiáng)度校核最大允許工作壓力Pw 2 1t SeDi Se2 170 0.85 131600 132.33 MPaPc Pw 該貯罐強(qiáng)度不足9、設(shè)計(jì)容器筒體和封頭厚度。已知內(nèi)徑Di=1400mm,計(jì)算壓力pc=1.8MPa,設(shè)計(jì)溫度為40 C,材質(zhì)為15MnVR,介質(zhì)無(wú)大腐蝕性.雙面焊對(duì)接接頭，100%探傷。封頭按半球形、標(biāo)準(zhǔn)橢圓形和標(biāo)準(zhǔn)碟形三種形式算出其所需厚度，最后根據(jù)各有關(guān)因素進(jìn)行分析，確定一 最佳方案?！窘狻浚?）確