期末复习题答案——化工过程设备设计
《过程设备设计》期末复习题及答案
《过程设备设计》期末复习题及答案第一章规程与标准1-1 压力容器设计必须遵循哪些主要法规和规程？答：1．国发[1982]22号：《锅炉压力容器安全监察暂行条例》（简称《条例》）；2．劳人锅[1982]6号：《锅炉压力容器安全监察暂行条例》实施细则；3．劳部发[1995]264号：关于修改《〈锅炉压力容器安全监察暂行条例〉实施细则》"压力容器部分"有关条款的通知；4．质技监局锅发[1999]154号：《压力容器安全技术监察规程》（简称《容规》）；5．劳部发[1993]370号：《超高压容器安全监察规程》；6．劳部发[1998]51号：《压力容器设计单位资格管理与监督规则》；7．劳部发[1995]145号：关于压力容器设计单位实施《钢制压力容器-分析设计标准》的规定；8．劳部发[1994]262号：《液化气体汽车罐车安全监察规程》；9．化生字[1987]1174号：《液化气体铁路槽车安全管理规定》；10．质技监局锅发[1999]218号：《医用氧舱安全管理规定》。
1-2 压力容器设计单位的职责是什么？答：1．设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责；2．容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样；3．容器设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志。
1-3 GB150-1998《钢制压力容器》的适用与不适用范围是什么？答：适用范围：1．设计压力不大于35MPa的钢制容器；2．设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。
不适用范围：1．直接用火焰加热的容器；2．核能装置中的容器；3．旋转或往复运动的机械设备（如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等）中自成整体或作为部件的受压器室；4．经常搬运的容器；5．设计压力低于0.1MPa的容器；6．真空度低于0.02MPa的容器；7．内直径（对非圆形截面，指宽度、高度或对角线，如矩形为对角线、椭圆为长轴）小于150mm的容器；8．要求作废劳分析的容器；9．已有其他行业标准的容器，诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。
过程设备设计期末考卷及答案
过程设备设计期末考卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 过程设备设计的主要目的是（）。
A. 提高设备性能B. 降低生产成本C. 保证设备安全D. 满足生产工艺要求2. 下列哪种设备不属于过程设备？（）A. 反应釜B. 蒸馏塔C. 风机D. 泵3. 过程设备设计的基本原则不包括（）。
A. 安全性B. 可靠性C. 经济性D. 实用性A. 生产能力B. 操作压力C. 设备材质D. 设备形状5. 下列哪种设备适用于高温、高压工况？（）A. 球罐B. 圆柱形储罐C. 立式储罐D. 卧式储罐6. 过程设备设计中，下列哪种应力属于一次应力？（）A. 温差应力B. 外压应力C. 重力应力D. 装饰应力A. GB 150B. ASMEC. JB 4732D. API8. 在过程设备设计中，下列哪种因素对设备的疲劳寿命影响最大？（）A. 材料性能B. 设备尺寸C. 工作温度D. 工作压力9. 下列哪种设备密封形式适用于有毒、易燃介质？（）A. 填料密封B. 垫片密封C. 橡胶密封D. 齿轮密封10. 过程设备设计中，下列哪种结构不利于设备的散热？（）A. 折流板B. 挡板C. 支承D. 拉杆二、填空题（每题2分，共20分）1. 过程设备设计的主要内容包括：____、____、____、____和____。
2. 压力容器的设计压力分为三个等级：____、____和____。
3. 设备的公称直径是指____的直径。
4. 过程设备设计中，常用的焊接方法有：____、____、____和____。
5. 在设备设计中，为了保证设备的强度和稳定性，通常需要对____、____、____和____等部位进行加强。
6. 设备的腐蚀裕量应根据____、____和____等因素确定。
7. 过程设备设计中，常用的法兰标准有：____、____和____。
8. 设备的绝热层分为____、____和____三个等级。
9. 设备的抗震设计应考虑____、____和____等因素。
期末复习题答案——化工过程设备设计
期末复习题答案——化工过程设备设计1.什么是化工过程设备设计?化工过程设备设计是指根据化工工艺流程和操作要求，设计和选择适当的设备和设施来实现化工过程的目标。
该设计过程包括确定设备的类型、尺寸和操作条件等。
2.化工过程设备设计的目的是什么?化工过程设备设计的目的是确保化工过程能够安全、高效地进行，并满足产品质量和生产能力的要求。
此外，设备设计还应考虑经济性、可靠性和环境保护等方面的因素。
3.化工过程设备设计的基本步骤是什么?化工过程设备设计的基本步骤包括以下几个方面：a.确定工艺流程和操作要求b.选择适当的设备类型c.计算设备的尺寸和操作条件d.选择合适的材料和设备附件e.设计设备的基本结构和布局f.完善设计，考虑经济性和可靠性g.编写设备设计说明书和审查记录4.化工设备选择的关键因素有哪些?化工设备选择的关键因素包括以下几个方面：a.工艺流程要求b.操作条件和工作环境c.生产能力和质量要求d.经济性和可靠性e.安全性和环境保护5.什么是装置容积?装置容积是指化工设备（如反应器、塔式等）的内部容积大小，通常以立方米为单位。
装置容积是确定设备尺寸和物料平衡的重要参数。
6.化工过程设备设计中如何确定操作条件?确定操作条件需要考虑以下几个方面：a.反应物性质和反应条件b.物料流动和传热情况c.产品分离和处理要求d.设备操作和控制要求7.化工过程设备设计的最终目标是什么?化工过程设备设计的最终目标是确保设备能够安全、高效地运行，满足产品质量和生产能力的要求，并在经济和环境保护的前提下实现最佳效益。
8.设备附件的选择和设计有何重要性?设备附件的选择和设计对设备的安全性、可靠性和性能具有重要影响。
合适的设备附件可以提高设备的使用寿命，降低维护成本，并满足特定的操作和控制要求。
9.化工过程设备设计中如何考虑经济性?考虑经济性需要评估设计方案的投资成本、运行成本和维护成本，并与预期收益进行对比。
最经济的设计方案是在满足产品质量和生产能力要求的前提下，尽量降低总成本。
《化工设备设计基础》期末试题及答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版2012级《化工设备设计基础》期末试题及答案一、力学部分计算题：（共50分）1、（10分）1、图示三角形支架ABC ，A 、B 、C 三处为铰链链接。
在两杆的连接处B 悬挂有重物G=30kN 。
杆AB 和BC 材料相同，许用应力[σ]=120MPa 。
AB 、BC 两杆直径d 分别为25mm 、30 mm 。
试校核此支架是否安全。
(已知A 、B 、C 三处均为铰接)。
(AB 和BC 两杆的重量不计)（本题15分）2sin 30230603051.99tg300.577BC AB GS G KNG S KN===⨯====（5分）安全 （5分）2、（15分）解：0y F ∑= （5分）1()02ql qx Q x --=1()2Q x ql qx =-0x l3121322251.9910105.9[]120254601084.88[]120304AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ⨯===<=⨯⨯===<=⨯0M ∑=（5分）最大弯矩发生在梁的中点，其值为2max8ql M = （3分）（3分）max 159120MPa MPa σ=不满足要求 （2分）3、（15分）解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩（3分）实心轴（5分）空心轴（5分）d 2＝0.5D 2=23 mm确定实心轴与空心轴的重量之比（2分）4、（10分）横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。
75954995497162N m 100x P M T n ==⨯=⨯=⋅..max13111640MPa πx x P M M W d τ===3161671620045m=45mm π4010d ⨯==⨯⨯..()max234221640MPa π1x xP M M W D τα===-()32461671620046m=46mm π1-4010D α⨯==⨯⨯..()2231132222245101 1.28461010.51A d A D α--⎛⎫⨯==⨯ ⎪⨯--⎝⎭＝1()()2M x qx l x =-211()022qx qlx M x -+=()0x l ≤≤232max max 331112102881590.043232Zql M MPa W D σππ⨯⨯⨯====⨯（2分）（4分）（4分）（2分）二、 是非题：在题后括号内，正确划“√”，错误划“×”（共10分，每小题1分）1. 《压力容器安全技术监察规程》把压力容器按其破坏时造成的危害程度分为三类，其中三类容器破坏时造成的危害程度最大，因而在设计、制造和使用方面对其要求最高。
过程设备设计复习题及答案
1.7毒性为中度危害的化学介质最高容许质量浓度为：（B）
A.<0.1mg/m3
B.0.1~<1.0mg/m3
C.1.0~<10mg/m3
D.10mg/m3
1.8内压容器中，设计压力大小为50MPa的应划分为：（C）
A.低压容器
B.中压容器
C.高压容器
D.超高压容器
A.尽量采用对接接头结构，不允许产生未熔透缺陷
B.尽量采用全熔透的结构，不允许产生未熔透缺陷
C.尽量减少焊缝处的应力集中
D.尽量选用好的焊接材料
3.5下列焊接接头中可能出现的缺陷，最危险的是：（A）
A.裂纹
B.夹渣
C.气孔
D.未熔透
3.6下列金属会产生低温变脆的是：（B）
A.铜
B.碳素钢
C.铝
D.奥氏体不锈钢
3.7磁粉检测属于：（D）
A.破坏性检验
B.外观检查
C.密封性检查
D.无损检测
3.8下列关于硫化学成分在钢材中的作用说法正确的是：（C）
A.硫元素不是钢材中的有害元素。
B.硫元素能提高钢的强度，但会增加钢的脆性。
C.硫元素能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。
D.压力容器用钢对硫的限制和一般结构钢相当。
B.蛇管式换热器是管式换热器的一种，它由金属或者非金属的管子组成，按需要弯曲成所需的形状。
C.套管式换热器单位传热面的金属消耗量小，检测、清洗和拆卸都较为容易。
D.套管式换热器一般适用于高温、高压、小流量流体和所需要的传热面积不大的场合。
6.5下列措施中，不能起到换热器的防振效果的有：（A）
A.增加壳程数量或降低横流速度。
《化工过程设计》课程知识 复习 学习材料 试题与参考答案
《化工过程设计》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1、（B）衡算式是化学反应过程物料衡算不能应用的。
A 总质量衡算式；B 组分质量衡算式；C 元素原子物质的量衡算式；D 元素原子质量衡算式2、塔盘在结构方面要有一定的（B）以维持水平。
A 强度B 刚度C 稳定性D 其它3、生产方法确定以后，就可以设计绘制(D)A 设备布置图B 车间布置图C 化工设备图D 流程草图4、流程草图中动力管线用(A)A 中粗实线画出。
B 中细实线画出。
C 粗实线画出。
D 粗虚线画出。
5、球壳上的开孔，开孔系数ρ，δnt/δn，应力集中系数K越大。
（B）A 越大，越大B 越大，越小C 越小，越小D 越小，越大6、下面那种类型的换热器不是利用管程和壳程来进行传热的：（B）A 蛇管式换热器B 套管式换热器C 管壳式换热器D 缠绕管式换热器7、在设备布置图中，视图的表达内容主要有建筑物及其构件和(B)A 装置。
B 设备。
C 管线。
D 厂房。
8、无缝钢管的公称直径指的是管子的（D）。
A 内径B 外径C 中径D 其他9、不锈钢材料0Cr18Ni9牌号中的“0”表示其含碳量低于（B）A 百分之一B 千分之一C 万分之一D 万分之三10、（B）不是连续过程具有的性质。
A 整年不间断进料；B 具有稳定的反应区间；C 产物不间断的分离；D 具有稳定的物流流率。
11、立式容器的管口方位取决于(B)A 车间布置的需要。
B 管道布置的需要。
C 设备布置的需要。
D 工艺流程的需要。
12、从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种凸形封头中，（C）的受力情况最好。
A 椭圆形封头B 碟形封头C 半球形封头D 折边球面封头13、工艺管道及仪表流程图是以(B)A 工艺流程图为依据。
B 物料流程图为依据。
C 管道流程图为依据。
D 仪表流程图为依据。
14、在化工设计过程中，下面的哪个步骤不需要主管部门批准(C)A 编制项目建议书B 可行性研究报告C 施工图设计，提出预算D 扩大初步设计，提出总概算15、在塔和塔段最底一层塔盘的降液管末端设置液封盘，其目的是（B ）。
过程设备设计(I)_北京化工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
过程设备设计(I)_北京化工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在分析设计中,压力在圆筒壁厚中引起的平均应力和弯曲应力分别为一次整体薄膜应力和二次应力。
参考答案:正确2.如果承受以下载荷，不能应用无力矩理论：参考答案:气压_支座反力3.在非对称循环的交变应力作用下，平均应力增加将会使疲劳寿命 (上升/下降)。
参考答案:下降4.在气体作用下锥壳中周向应力和经向应力有以下特点：参考答案:与到锥顶的距离呈线性关系_锥顶处应力为零，离锥顶越远应力越大_周向应力是经向应力的两倍5.采用高强度钢可以显著提高筒体的稳定性。
参考答案:错误6.周向受均布外压的无限长圆筒发生屈曲时的临界压力和长度间的关系是：参考答案:无关7.球壳上开孔接管越大，应力集中系数参考答案:越大8.受横向压力载荷作用的圆平板，板中的弯曲应力沿着厚度的分布是：参考答案:线性9.所谓高温容器是指下列哪一种：参考答案:工作温度在材料蠕变温度以上10.内压容器中，设计压力大小为50MPa的应划分为：参考答案:高压容器11.厚壁圆筒全屈服压力指的是：参考答案:外壁面发生屈服时的压力12.实际壳体存在的形状缺陷使得壳体失稳临界压力参考答案:减小13.受内压p作用的厚壁圆筒，如果内加热，那么：参考答案:内壁应力得到改善14.一般高压容器的平盖制造用的钢材是：参考答案:锻件15.流体在密封口泄漏的途径有______泄露、界面泄露。
参考答案:渗透16.下列焊接接头中可能出现的缺陷，最危险的是：参考答案:裂纹17.下列金属会产生低温变脆的是：参考答案:碳素钢18.设计厚度为______与______之和。
参考答案:计算厚度_腐蚀裕量19.下列有关圆筒设计的叙述，正确的是：参考答案:对单层厚壁圆筒常采用塑性失效设计准则或爆破失效设计准则设计。
20.下列有关压力容器设计技术参数的叙述，正确的是参考答案:设计压力不得低于最高工作压力。
最高工作压力不包括液柱静压力。
期末复习考试题答案——化工过程设备设计
《化工过程设备设计》期末复习题答案一、名词解释1．外压容器内外的压力差小于零的压力容器叫外压容器。
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 P 1MPa 0<≤.时为低压容器。
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。
10．20R20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。
16．内压容器内外压力差大于零的压力容器叫内压容器。
17．强度构件抵抗外力作用不致发生过大变形或断裂的能力。
18．无力矩理论因为容器的壁薄，所以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．压力容器内部含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（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。
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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
0.1MPa P 1.6MPa 时为低压容器。
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
（×）
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。
（×）
2 / 11
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。
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
17．强度
构件抵抗外力作用不致发生过大变形或断裂的能力。
18．无力矩理论
因为容器的壁薄，所以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
内部含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（正确的划√，错误划×）
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。
（√）
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。
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。
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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。
16．内压容器
内外压力差大于零的压力容器叫内压容器。
《化工过程设备设计》期末复习题答案
一、名词解释
1．外压容器
内外的压力差小于零的压力容器叫外压容器。
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。
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= 1.2 3.0
0.4MPa ， P0
Pi
0.6 0.1 0.5
Pcr
所以，不能满足稳定性要求。
8．管法兰按联接方式分有哪些类型？
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。
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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， 系数。Fra bibliotek（×）
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、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
阶段
④缩颈断裂阶段。
②屈服阶段③强化
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
换热设备
，② 反应设备
，③分离设备
，
④ 储存设备 等四类。
9．压力容器边缘应力具有 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。
所以引入焊缝
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 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。
10%，能
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？
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。
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
4 / 11
③法兰刚度 ④垫片性能 ⑤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
。
3、边缘应力特征为①
自限性
②
局限性
。
4、中压容器是指其设计压力为
1.6MPa P 10Mpa
。
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．钢材中含有杂质硫会造成钢材的
热脆 性增加，含有杂质磷会造成
冷脆 性增
加。
8．压力容器按其用途可分为①