过程设备设计复习题及答案.doc

《化工过程设备设计》期末复习题及答案一、名词解释1．外压容器内外的压力差不不小于零的压力容器叫外压容器2．边沿应力由于容器的构造不持续等因素导致其变形不协调而产生的附加应力为边沿应力3．基本风压值以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，记录得到的30年一遇10分钟平均最大风速为原则计算而得的值叫基本风压值4．计算厚度由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚5．低压容器对内压容器当其设计压力为时为低压容器6．等面积补强法在有效的补强范畴内，开孔接管处的有效补强金属面积应不小于或等于开孔时减小的金属面积7．回转壳体一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体8．公称压力将压力容器所受到的压力提成若干个级别，这个规定的原则级别就是公称压力9．计算压力在相应设计温度下，用以拟定容器壁厚的压力为计算压力10．20R20表达含碳量为0.2%，R表达容器用钢11．设计压力设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力12．强制式密封完全依托螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封13．强度构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力14．临界压力导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。

15．主应力在单元体的三对互相垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面在主平面上作用的正应力为主应力16．内压容器 内外压力差不小于零的压力容器叫内压容器17．强度 构件抵御外力作用不致发生过大变形或断裂的能力18．无力矩理论由于容器的壁薄，因此可以不考虑弯矩的影响，近似的求得薄壳的应力，这种计算应力的理论为无力矩理论19．压力容器内部具有压力流体的容器为压力容器20.薄膜应力由无力矩理论求得的应力为薄膜应力二、判断是非题（对的的划√，错误划×）1．内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行 （×）2．设计压力为4MPa的容器为高压容器 （×）3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量 （×）4．受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计 （√）5．一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧 （×）6．在补强圈上开有一种M10的小螺纹孔 （√）7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力实验√）8．边沿应力具有自限性和局限性。

（√）9．当焊缝系数一定期，探伤比例随焊缝系数的增长而减小 （×）10．容器的强度反映了外压容器抵御失稳的能力 （×）11．压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来 （√）12．法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义 （×）13．当材质与压力一定期，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×）14．塔的最大质量出目前其水压实验时 （√）15．塔的稳定性计算也可用计算法进行计算 （×）16．从管理角度出发，低压容器一定是一类容器 （×）17．内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计措施进行设计 （×）18．以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径 （×）19．按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的√）20．法兰联结构造中，垫片是一种不可缺少的元件之一 （√）三、填空题1、弹塑性材料从拉伸到断裂所经历的四个阶段是①弹性变形阶段 ②屈服阶段③强化阶段 ④缩颈断裂阶段。

2、一钢管由无缝钢管而成，则钢管的公称直径是指它们的 名义直径 3、边沿应力特性为① 自限性 ② 局限性 4、中压容器是指其设计压力为 5、受外压作用的长圆筒发生的是　稳定性　 　破坏，而不是 强度 破坏6、设计温度在壁厚设计时与的选择① 材料 ② 许用应力 有关7．钢材中具有杂质硫会导致钢材的 热脆 性增长，具有杂质磷会导致 冷脆 性增长 8．压力容器按其用途可分为① 换热设备 ，② 反映设备 ，③分离设备 ，④ 储存设备 等四类9．压力容器边沿应力具有 局限性 和 自限性 两个特点10．直立设备塔除承受工作介质压力作用外，一般还承受① 地震载荷 ，② 风载荷 ，③ 质量载荷 的作用四、简答题1．设立加强圈目的是什么？答：设立加强圈的目的是减小计算长度，提高容器抗失稳的能力2．压力容器计算中壁厚名称有几种？答：有计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度。

3．为什么要限定水压实验时的实验温度？答：限定水压实验的实验温度是为了使水温高于材料的转脆温度而低于水的沸点温度，保证水压实验正常进行4．为什么在薄壁容器的壁厚设计公式中引入焊缝系数？答：为了补偿焊接应力或焊接缺陷等因素对容器强度的削弱，因此引入焊缝系数5．设计某一钢制外压短圆筒时，发现20g钢板算得的临界压力比设计规定低10%，能否改用屈服限比20g高35%的16MnR钢板来满足设计规定？答：不能由于临界压力与材料的强度无关6．一管法兰为碳钢操作温度为300℃，操作压力为1.5MPa，试选择法兰型式及公称压力？答：选平焊法兰，其公称压力为2.5MPa7．一外压钢制圆筒，已知其临界压力为1.2MPa，试问当外压为0.6MPa，内压为0.1MPa时能否使用该圆筒？答：不能由于Pcr=， 因此，不能满足稳定性规定8．管法兰按联接方式分有哪些类型？答：管法兰按联接方式分有整体法兰、螺纹法兰、和活套法兰三种9．指出球壳上任意一点的第一与第二曲率半径设球的半径为R？答：球壳上任意点的第一与第二曲率半径均为R10．塔在水压实验时，其合成应力的计算为什么不考虑地震载荷的作用？答：由于人们不会在地震时进行水压实验时，也就是说，水压实验时没有地震载荷，因此其合成应力的计算可以不考虑地震载荷的作用。

11．法兰联结中，影响法兰密封的因素有哪些？答：影响法兰密封的因素有：①螺栓预紧力②密封面型式③法兰刚度④垫片性能⑤操作条件 12．原则法兰公称压力如何选用？答：法兰公称压力的拟定与法兰的最大操作压力和操作温度以及法兰材料三大因素有关当法兰材料一定期，法兰公称压力的选用满足法兰在最高操作温度下的最高容许压力不小于等于法兰的最大操作压力13．等面积不强法的补强原则是什么？答：局部补强的金属截面积必须等于或不小于开孔所减去的壳体截面积14．为什么椭圆形封头一般带有一段直边？答：使椭圆形封头与筒体焊接时光滑连接，减小此焊缝处的边沿应力15．外压容器的临界压力与那些因素有关？答：①容器的长径比、厚径比有关②与容器所用材料的的弹性模量、泊松比有关③与容器的椭圆度有关16. Q235-B属于哪一类钢？并解释各符号的含义？答：属于乙类一般碳素钢Q——表达屈服限；235——表达屈服限为235MPa；B——表达乙类碳素钢；17. 水压实验的目的是什么？为什么水压实验时必须限制其环境温度？答：目的：减少开孔接管处的应力峰值，使这个应力峰值限定在一定许可范畴内水压实验时必须限制环境温度，使环境温度不不小于水沸点温度以避免水转化为气体，高于材料的转脆温度以避免材料发生脆性破坏影响实验成果。

18. 内压容器强度设计时为什么要引入焊缝系数？答：为了补偿由于焊接工艺导致的对容器强度、塑性及韧性的破坏，因此引入一不不小于等于1.0的焊缝系数19. 何谓计算厚度？何谓名义厚度？何谓有效厚度？答：计算厚度：有公式计算而得的厚度；名义厚度:计算厚度加上壁厚附加量再向上圆整至原则值；有效厚度：名义厚度减去壁厚附加量20．工程中常用的补强构造有哪些？补强圈上一M10孔的作用是什么？答：工程中常用的补强构造有：贴板补强，接管补强和整体补强贴板补强上一M10螺栓孔的作用是检查孔，以便焊后通压缩空气检查焊缝有无不紧密之处21．什么叫压力容器的最小厚度？规定压力容器最小厚度的目的是什么？ 答：为满足运送、制造和安装的刚度规定而规定的不涉及腐蚀余量在内的厚度规定压力容器最小厚度的目的是在薄壁容器设计中满足运送、制造和安装的刚度规定22．压力容器何时要进行压力实验？为什么要限制水压实验时的环境温度？ 答：容器制造完毕后或检修、安装完毕后投入使用之前，进行水压实验因素是避免水变为气体，同步保证在水压实验时不会发生材料忽然变脆而导致强度破坏的现象，使水压实验能顺利进行，达到通过水压实验检查容器强度及有无渗入现象的目的。

23．20R属于何类型钢？解释其中各符号的含义答：20R属于优质碳素钢20表达含碳量为0.2%，R表达为容器钢25．无力矩理论应用范畴是什么？答:①压力容器几何形状应当是旋转体②压力容器的壁厚与直径的比值不不小于等于1.2③忽视薄壁壳体中的弯矩26.试述承受均布外压的回转壳破坏的形式，并与承受均布内压的回转壳相比有何异同？答：承受均布外压的回转壳的破坏形式重要是失稳，当壳体壁厚较大时也有也许浮现强度失效；承受均布内压的回转壳的破坏形式重要是强度失效，某些回转壳体，如椭圆形壳体和碟形壳体，在其深度较小，出目前赤道上有较大压应力时，也会浮现失稳失效27. 影响材料设计系数的重要因素有哪些？答：影响材料设计系数的重要因素有：应力计算的精确性、材料性能的均匀必、载荷的确切限度、制造工艺和使用管理的先进性以及检查水平等因素28. 螺栓法兰连接密封中，垫片的性能参数有哪些？它们各自的物理意义是什么？答：○1有垫片比压力y和垫片系数m两个○2垫片比压力y的物理意义为形成初始密封条件时垫片单位面积上所受的最小压紧力；垫片系数m的物理意义为保证在操作状态时法兰的密封性能而必须施加在垫片上的压应力29.什么是材料设计系？影响材料设计系数的重要因素有哪些？答：影响材料设计系数的重要因素有：应力计算的精确性、材料性能的均匀必、载荷的确切限度、制造工艺和使用管理的先进性以及检查水平等因素。

3. 现设计一内压圆筒形容器，已知设计压力1.2MPa，设计温度为200℃，圆筒体的内mm材料选用20R，，壁厚附加量C=2mm规定采用双面对接焊缝，局部探伤①拟定该容器筒体壁厚，②进行水压实验强度校核解：由于采用双面对接焊缝，局部探伤： ① 再向上圆整得该的容器名义壁厚为14mm②因此该容器水压实验强度合格 。