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《化工设备设计基础》综合复习资料参考答案

一、名词解释

1．外压容器

容器内外的压力差小于零叫外压容器。

2．边缘应力

由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。

3．基本风压值

以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准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 1.6MPa

≤

0<

.时为低压容器。

1MPa

P

6．等面积补强法

在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大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分成若干个等级，这个规定的标准压力等级就是公称压力。

9．计算压力

在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。

10．20R

20表示含碳量为0.2%，R表示容器用钢。

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

完全依靠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

在单元体的三对相互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。

二、判断是非题（正确的划√，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．在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。（√）7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。（√）8．边缘应力具有自限性和局限性。（√）9．当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。（×）10．容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。（×）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．当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×）14．塔的最大质量出现在其水压试验时（√）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方法进行设计。（×）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．法兰联结结构中，垫片是一个不可缺少的元件之一。（√）

三、简答题

1．设置加强圈目的是什么

答：设置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．为何要限定水压试验时的试验温度？

答：限定水压试验的试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，确保水压试验正常进行。

4．为何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，所以引入焊缝系数。

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要求低10%，能否改用屈服限比20g 高35%的16MnR 钢板来满足设计要求？ 答：不能。因为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2.5MPa 。

7．一外压钢制圆筒，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。因为Pcr=4MPa 0032

1...=，cr i 0P 501060P P >=-=-...

所以，不能满足稳定性要求。

8．管法兰按联接方式分的有哪些类型？

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R。

10．塔在水压试验时，其合成应力的计算为何不考虑地震载荷的作用？

答：因为人们不会在地震时进行水压试验时，也就是说，水压试验时没有地震载荷，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：

错误!未找到引用源。螺栓预紧力

错误!未找到引用源。密封面型式

错误!未找到引用源。法兰刚度

错误!未找到引用源。垫片性能

错误!未找到引用源。操作条件。

12．标准法兰公称压力如何选取？

答：法兰公称压力的确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。当法兰材料一定时，法兰公称压力的选取满足法兰在最高操作温度下的最高允许压力大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大于开孔所减去的壳体截面积。

14．为何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，减小此焊缝处的边缘应力。

15．外压容器的临界压力与那些因素有关？

答：错误!未找到引用源。容器的长径比、厚径比有关

错误!未找到引用源。与容器所用材料的的弹性模量、泊松比有关 错误!未找到引用源。与容器的椭圆度有关。

四、计算题

1．某化工厂反应釜。内径Di=1600mm ，设计压力P=1.7MPa ，材料用0Cr18Ni9Ti ，工作温度120℃,.许用应力为[]t

σ=137MPa ，容器的焊缝系数取ψ=0.85，壁厚附

加量为C=0.8mm 。试设计釜体壁厚。 解：①计算壁厚

[]6(mm)117

185013721600

1.7p

2D p S t

i

c ...=-???=

-=

ψσ

4(mm)128011.6C S ..=+=+ 再向上圆整得

名义厚度14(mm)S n = 则2(mm)138014C S S n e ..=-=-= 此反应釜的名义壁厚为14mm 。

4.24210

2424

,0314.12424250000====∴

e S D D L 查得：A=0.00035 B=47MPa [P]=

e

S D B 0

=0.194MPa

mm S n 12=∴为塔体壁厚合适。