过程设备设计第三版(郑津洋)课后习题答案
28页1、1过程设备设计题解1.压力容器导言思考题1.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用? 答:压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 筒体的作用:用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 封头的作用:与筒体直接焊在一起,起到构成完整容器压力空间的作用。 密封装置的作用:保证承压容器不泄漏。 开孔接管的作用:满足工艺要求和检修需要。 支座的作用:支承并把压力容器固定在基础上。 安全附件的作用:保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数,保证压力容器的使用安全和 工艺过程的正常进行。 2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响? 答:介质毒性程度越高,压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重,对材料选用、制造、检验和管理的 要求愈高。如 Q235-A 或 Q235-B 钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器;盛装毒 性程度为极度或高度危害介质的容器制造时,碳素钢和低合金钢板应力逐张进行超声检测,整体必须进 行焊后热处理,容器上的 A、B 类焊接接头还应进行 100%射线或超声检测,且液压试验合格后还得进行
2、 气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器,其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚 大,主要体现在法兰的公称压力等级上,如内部介质为中度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小 于 1.0MPa;内部介质为高度或极度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于 1.6MPa,且还应尽量选 用带颈对焊法兰等。 易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如 Q235-AF 不得用于易燃 介质容器;Q235-A 不得用于制造液化石油气容器;易燃介质压力容器的所有焊缝(包括角焊缝)均应采 用全焊透结构等。 3.压力容器安全技术监察规程在确定压力容器类别时,为什么不仅要根据压力高低,还要视压力 与容积的乘积 pV 大小进行分类? 答:因为 pV 乘积值越大,则容器破裂时爆炸能量愈大,危害性也愈大,对容器的设计、制造、检验、使 用和管理的要求愈高。 4.压力容器安全技术监察规程与 GB150 的适用范围是否相同?为什么? 答:不相同。 压力容器安全技术监察规程的适用范围:最高工作压力0.1MPa(不含液体静压力) ;内直12径(非圆形截面指其最大尺寸)0.15m,且容积0.
3、025m3;盛装介质为气体、液化气体或最高工作温3度高于等于标准沸点的液体。 GB150 的适用范围:0.1MPap35MPa,真空度不低于 0.02MPa;按钢材允许的使用温度确定12(最高为 700,最低为-196) ;对介质不限;弹性失效设计准则和失稳失效设计准则;以材料345力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数;最大应力理论;不适用疲劳分析容67器。 GB150 是压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据;压力容器安全技术监察规程是政府对 压力容实施安全技术监督和管理的依据,属技术法规范畴。 5.GB150、JB4732 和 JB/T4735 三个标准有何不同?它们的适用范围是什么? 答:JB/T4735钢制焊接常压容器与 GB150钢制压力容器属于常规设计标准;JB4732钢制压力2容器分析设计标准是分析设计标准。JB/T4735 与 GB150 及 JB4732 没有相互覆盖范围,但 GB150 与 JB4732 相互覆盖范围较广。 GB150 的适用范围: 设计压力为 0.1MPap35MPa,真空度不低于 0.02MPa;设计温度为按钢12材允许的使
4、用温度确定(最高为 700,最低为-196) ;对介质不限;采用弹性失效设计准则和失34稳失效设计准则;应力分析方法以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数;5采用最大应力理论;不适用疲劳分析容器。67JB4732 的适用范围:设计压力为 0.1MPap10MPam3,属三类压力容器。2圆筒的厚度3 mmCCppDt18mm493. 6128 . 0693.1313.693mm62. 1117022600782. 12n21n 一 一标准椭圆形封头的厚度 mmCCppDt18mm528. 6128 . 0728.1313.728mm62. 15 . 011702 2600782. 15 . 02n21n 一 一水压试验压力4MPappT228. 2782. 125. 125. 1 应力校核 MPaDps eeiT T5 .3103459 . 09 . 0191.667MPa8 . 2182 8 . 2182600228. 22 3.今欲设计一台乙烯精馏塔。已知该塔内径 Di=600mm,厚度 n=7mm,材料选用 16MnR,计算压力 pc=2.2MPa,工作温度
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