化工过程设备设计试题

化工过程设备设计 教师：丁玉兴 班级:石油大学09化工
一.填空(每小题1分,共30分)
1.填料塔的内部主要由(填料 )、（液体在分布器 ）和（ ）组成.
2.钢材的热处理方法主要有( 退火 )、( 正火 )、( 淬火 )和( 回火 ).
3.碳钢与铸铁的主要区别是含( 碳 )量不同.
4.在列管式换热器中有时将分程隔板做成空的(夹层),目的是防止(壳层流体 )短路.
5.在外压容器中设置加强圈的目的是缩短( )长度,提高( )性.
6.由钢板卷制的圆筒体和封头的公称直径是指它们的(内径 ).
7.在立式搅拌釜中,起加热作用的装置是蛇管或( 夹套 ) .
8.容器边缘应力的两大特点是( )和( ).
9.椭圆形封头长、短半轴之比a/b 为( 2 )时,其赤道圆上环向应力0 θσ.
10.在化工设备上,应力腐蚀随应力增大而( 增大 ).
11.氢腐蚀的两个阶段是( 氢脆阶段 )和( 氢侵蚀阶段 ).
12.碳钢中有害元素主要是( 硫 )和( 磷 ),其中( 硫 )引起热脆, ( 磷 )引起冷脆.
13.钢材淬火的主要目的是提高钢材的( 硬度 ),但在淬火后一定要进行( 回火 ).
14.回转壳体中间面上任一点M 处( 法 )线的曲率半径称为该点的第一曲率半径.
15.推导薄膜应力理论公式时采取了( )种假设,分别是( ).
16.导致外压圆筒容器失稳的压力称为该筒体的( ).
17.在外压圆筒容器上安装加强圈时,常用的型钢有( )、( )、( )等.
18.法兰 个,一是(法兰密封面损坏 ),二是( 法兰密封面垫子失效 ).
19.计算管法兰厚度时,是以((16MnR)材料 )在((200)℃ )时的机械性能为基础制定的.
20.鞍座通常由( )、( )、( )和( )焊制而成.
21.标准椭圆型封头的长、短半轴之比a/b = ( 2 ).
22.搅拌釜的轴封主要有两种,分别是(填料密封 )和( 机械密封 ) .
23.碳钢与低合金钢制容器的最小壁厚=min S ( 3 )mm.
24.整块式塔盘板有三个区,分别是承液区、(鼓泡区, )和(溢流区 ).
25.内压容器开孔补强的最小面积为A=( (壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A1+(接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A2+(焊缝金属截面积)A3. ).
26. 列管式换热器中,管子在管板上的排列方式主要有(正三角排列 )、(同心圆形排列 )和(正方形排
列 )及(转角正方形排列 ).
27.反应釜传动装置主要由( 电机 )、( 联轴器 )、( 搅拌轴 )和( 减速机 )构成.
28.平板封头在压力容器中很少采用的主要原因是(在相同受压条件下，平板封头比其他形式封头厚的
多 ).
29.外压容器的焊缝系数Φ=( 0.85 ).
30. 列管式换热器中,横向折流板的作用主要是(提高壳测的流速
)和( 增大换热系数
).
二.判断题（第一题1分,其余每题1.5分,共22分.对者划 “√”,错者划“⨯”）
1.管法兰的公称压力是其所承受的最高压力.X
2.对于金属设备的晶间腐蚀,可采取预先给出腐蚀裕量的方法加以预防.X
3.金属的弹性模量E 一般不随温度而变化.X
4.在内压圆筒题上开设椭圆型人孔时,应使椭圆长轴与筒体轴线垂直.V
5.筛板塔的塔盘上每一点都布有筛孔.V
6.圆锥型容器锥顶部分应力最小,所以开孔尽可能选在锥顶.X
7.外压容器失稳的原因完全是由于s σσ≥max .X
8.依弹性失效理论,容器上任一点的最大应力达到t s σ时,即宣告该容器“失效”.X
9.铬镍不锈钢Ti Ni Cr 9181可耐任何介质腐蚀.X
10.对于外压长圆筒,安装加强圈可提高筒体刚性.V
11.法兰的PN 、DN 一定后,无论采用何种材料,制作出的法兰的外型尺寸都一样.X
12.在列管式换热器中,解决温差应力的唯一方法是安装膨胀节.V
13.板式塔上,溢流堰的作用是维持塔盘上有一均匀的液层.v
14.在双流分块式塔盘中,支持塔盘的构件只有支持板和支持圈.X
15.搅拌釜的夹套可能是外压容器,也可能是内压容器.X
三.简述题（每小题4分,共24分） 1.10≥e
O S D 的外压圆筒壁厚的图算步骤.
2.合金元素对钢材性能的影响.
3.容器开孔等面积补强设计步骤.
① 允许不另行补强的最大开孔直径
② 允许开孔的范围
③ 有效补强范围
补强区宽度：
补强区外侧高度：
δn 取大值⎭
⎬⎫++==nt n d B d B δδ222取小值接管实际外伸高度⎪⎭⎪⎬⎫==11h d h nt
δ
补强区内侧高度：
④ 补强计算
a 、开孔削弱的有效金属截面积
受内压的圆筒或球壳：
受外压的圆筒或球壳：
平盖（开孔直径d ≤0.5D i ）：
b 、补强金属截面积
● 壳体：
● 接管：
● 焊缝
● 补强元件金属截面积：A 4
判断是否需要补强：
若 A e =A 1+A 2+A 3>A
则开孔后不需另行补强
若 A e =A 1+A 2+A 3〈A
则开孔后需另行补强
补强强圈厚度：
n
n d B A A A A d B A T -++-=-=
'032104)(
取小值接管实际内伸高度⎪⎭⎪⎬⎫==22h d h nt
δ)1(2r et f d A -+=δδδ)]
1(2[5.0r et f d A -+=δδδp
d A δ5.0=)]
1)((2))((1r e et e f d B A -----=δδδδδr
et r t et f C h f h A )(2)(22212-+-=δδδ203212h A ⨯⨯
=
4.整块式塔盘与塔壁之间的密封系统是如何建立的?
126
5.固定管板列管式换热器中管子与管板的连接方式及各自优缺点
胀接与焊接 13
6.整块式塔盘的支撑系统.
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四.填图(指出图中所示各零件名称,10分)
五. 计算题(每题7分,共14分) 1. 某化工厂欲设计一台石油分离中的乙烯精馏塔.工艺参数为:塔体的内径mm D i 600=,设计压力
MPa p 2.2=,工作温度t= -3～- 20℃,材质为16MnR, []MPa t
170=σ,试确定精馏塔壁厚.
2.两端开口的柱壳,表面承受轴对称线性载荷,顶端最大载荷强度为o q ,求A 点的薄膜应力m σ和θσ.已知: H=1000mm , D=1010mm , S=10mm, y=600mm, o q =1Mpa。