化工设备第2阶段练习题

江南大学现代远程教育第二阶段练习题

考试科目:《化工设备》第四章至第五章（总分100分）

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一、名词解释（本题共5小题，每小题2分，共10分）

1、设计压力

2、设计温度

3、临界长度

4、椭圆度

5、短圆筒

二、单项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分）

1、我国压力容器设计所采用的强度理论为（）。

A、第一强度理论

B、第二强度理论

C、第三强度理论

D、第四强度理论

2、指出下列容器部件中哪一个部件不属于压力容器安全附件范畴（）。

A、安全阀

B、压力表

C、爆破膜

D、玻璃视镜

3、外压容器设计中，焊接接头系数随着焊缝检测比率的增加而（）。

A、增加

B、减小

C、不变 D.无法确定

4、对于同一公称尺寸，且材料、壁厚相同的圆筒体和凸形封头，其承受外压的能力为（）。

A、相同

B、圆筒体>凸形封头

C、圆筒体<凸形封头 D.无法确定

5、工程设计中，设备总装图上所标注的厚度是指（）。

A、计算壁厚

B、设计壁厚

C、名义壁厚

D、有效壁厚

三、判断题（本题共5小题，每小题3分，共15分）

1、厚度为50mm和5mm的16MnR热轧钢板，其屈服点不同，且50mm厚钢板的σ

大于5mm厚钢板

s 的σs。（）。

2、依据弹性失效理论，容器上一处的最大应力值达到材料在设计温度下的屈服点时σs t，即宣

告该容器已经“失效”。（）

3、假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会

发生弹性失稳。（）

4、外压容器设计采用的加强圈愈多，壳体的壁厚就愈薄，容器总重量就愈轻。（）

5、内压容器设计需进行强度计算，而外压容器设计只需进行稳定性校核。（）

四、填空题(本题共10个空，每个空2分，共20分)

1、有一带夹套的反应釜，釜内为真空，夹套内的工作压力为0.5MPa，工作温度<150℃,

试确定：

（1）釜体的计算压力（外压）P c= MPa，釜体水压试验压力P T= MPa；

（2）夹套的计算压力（内压）P c= MPa，夹套水压试验压力P T= MPa。

2、对于碳钢和低合金钢的容器，考虑其刚性需要，其最小厚度δmin= mm；对于高合金钢

制容器，其最小厚度δmin= mm。

3、外压圆筒的加强圈，其作用是将圆筒转化为圆筒，以提高临界失稳压力，

减薄筒体壁厚。计算加强圈的惯性矩时应包括和两部分惯性矩。

五、简答题(本题共5小题，每小题6分，共30分)

1、椭圆形封头设置直边高度的目的是什么？

2、设计压力确定时的“正常操作”特指哪些情况？

3、影响安全系数的因素有哪些？

4、什么是外压容器中的临界压力？影响临界压力大小的因素有哪些？

5、加强圈设计中，理论惯性矩的物理意义是什么？

六、计算题（本题共1小题，共10分）

1、校验旧气瓶。资料记载该气瓶材质为40Mn2A，系无缝钢管收口而成。实测其外径为219mm,最小壁厚为6.5mm。查材料手册得该材料的σb=785MPa，σs=510MPa，δ5=18%。

（1）常温下可否充15MPa氧气？

（2）如强度不够，最高允许工作压力多少？

附：参考答案：

一、名词解释（本题共5小题，每小题2分，共10分）

1、设定的容器顶部的最高压力---设计载荷

2、指容器在正常工作情况下，在相应的设计压力下设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的

温度平均值）。

3、指介于长圆筒与短圆筒，短圆筒与刚性圆筒之间，用于判别容器类别的长度。

4、筒体圆周上最大直径与最小直径之差与筒体公称直径之比的百分率。

5、L/D0较小，δe/D0较大，筒体不仅本身刚性较好，而且两端端盖对中间部分筒体的支承作用较强，失稳时，临界压力除与材料物理性质（E,μ）有关外，还与厚径比（δe/D0)和长径比（L/D0)有关，失稳时的波数为n＞2的整数。

二、单项选择题：（本题共5小题，每小题3分，共15分）

1、C

2、 D

3、 C

4、 C

5、C

三、判断题（本题共5小题，每小题3分，共15分）

1、×

2、√

3、×

4、×

5、×

四、填空题(本题共10个空，每个空2分，共20分)

1、0.6,0.75,0.525,0.656；

2、2,3；

3、长，短；加强圈，有效段筒体。

五、简答题(本题共5小题，每小题6分，共30分)

1、答：1、答：椭圆形封头设置直边高度的目的是：

（1）保证封头的制造质量；

（2）不连续点与环焊缝分开，从而避免边缘应力与焊接应力、薄膜应力集聚，

降低合应力。

2、答：“正常操作”——含空料、真空检漏、稳定生产、中间停车等几种情况。

3、答：影响安全系数的因素：

①计算方法的准确性、可靠性和受力分析的精度；

②材料质量、焊接检验等制造技术水平；

③容器的工作条件及其在生产中的重要性和危险性。

4、答：外压容器失稳时的压力称为临界压力。

影响临界压力大小的因素有：

⑴当L/D相同，S增加，临界压力增加；

⑵当D/S 相同，L/D 增加，临界压力下降； ⑶当弹性E 增加，临界压力增加； ⑷当椭圆度e 增加，临界压力下降。

5、答：当加强圈上下相邻各L s /2处承受外压p 时，为使筒体不失稳，加强圈组合截面所必需

具有的最小惯性矩。

六、计算题：（本题共1小题，共10分） 解：1.确定参数

p c =15MPa ，D O =219mm ，δn =6.5mm 无缝钢管φ=1， C 2=1mm

实测壁厚6.5mm ，则C 1=0

δe=6.5-1=5.5mm

许用应力确定：

[σ]t =min ｛σb /n b ,σs /n s ｝=min ｛785/3 ,510/1.6｝ =262MPa

2.强度校核

校核公式为

充15MPa 强度不够。

3.确定最高允许工作压力

计算公式为

该气瓶的最大安全使用压力为13.48MPa 。

()[]t c 0e t e t 215(219 5.5)291MPa 262MPa 2 5.5

p D δσσ?δσ-=≤?-==>?[][][]t e w 0e w 22621 5.513.48MPa 219 5.5

p D 2 p σφδδ??=-???==-