最新过程设备设计考试题

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过程设备设计期末考卷及答案

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。

最新过程设备设计试题(附答案)

最新过程设备设计试题(附答案)

一.填空题1.储罐的结构有卧式圆柱形.立式平地圆筒形.,球形2.球形储罐罐体按其组合方式常分为纯桔瓣式,足球瓣式,混合式三种3.球罐的支座分为柱式,裙式两大类4.双鞍座卧式储罐有加强作用的条件是A《0.2L条件下,A《0.5R5.卧式储罐的设计载荷包括长期载荷,短期载荷,附加载荷6.换热设备可分为直接接触式,蓄热式,间壁式,中间载热体式四种主要形式7.管壳式换热器根据结构特点可分为固定管板式,浮头式,U型管式,填料函式,釜式重沸器8.薄管板主要有平面形,椭圆形,碟形,球形,挠性薄管板等形式9.换热管与管板的连接方式主要有强度胀接,强度焊,胀焊并用10.防短路结构主要有旁路挡板,挡管,中间挡板11.膨胀节的作用是补偿轴向变形12.散装填料根据其形状可分为环形填料,鞍形填料,环鞍形填料13.板式塔按塔板结构分泡罩塔,浮阀塔,筛板塔,舌形塔14.降液管的形式可分为圆形,弓形15.为了防止塔的共振,操作时激振力的频率fv不得在范围0.85Fc1<Fv<1.3Fc1内16.搅拌反应器由搅拌容器,搅拌机两大部分组成17.常用的换热元件有夹套,内盘管18.夹套的主要结构形式有整体夹套,型钢夹套,半圆管夹套,蜂窝夹套等19.搅拌机的三种基本流型分别是径向流,轴向流,切向流其中径向流和轴向流对混合起主要作用,切向流应加以抑制20.常用的搅拌器有桨式搅拌器,推进式搅拌器,涡轮式搅拌器,锚式搅拌器_21.用于机械搅拌反应器的轴封主要有填料密封,机械密封两种22.常用的减速机有摆线针轮行星减速机,齿轮减速机,三角皮带减速机,圆柱蜗杆减速机23.大尺寸拉西环用整砌方式装填,小尺寸拉西环多用乱堆方式装填二.问答题1.试对对称分布的双鞍座卧式储罐所受外力的载荷分析,并画出受力图及剪力弯矩图。

2.进行塔设备选型时分别叙述选用填料塔和板式塔的情况。

答:填料塔:1分离程度要求高2 热敏性物料的蒸馏分离3具有腐蚀性的物料4 容易发泡的物料板式塔:1塔内液体滞液量较大,要求塔的操作负荷变化范围较宽,对物料浓度要求变化要求不敏感要求操作易于稳定2 液相负荷小3 含固体颗粒,容易结垢,有结晶的物料4 在操作中伴随有放热或需要加热的物料,需要在塔内设置内部换热组件5 较高的操作压力3.比较四种常用减速机的基本特性。

过程设备设计第章课后习题试题

过程设备设计第章课后习题试题

第一章压力容器导言单选题1.1高温容器所谓高温容器是指下列哪一种:()A.工作温度在材料蠕变温度以上B.工作温度在容器材料的无塑性转变温度以上C.工作温度在材料蠕变温度以下D.工作温度高于室温1.2GB150GB150适用下列哪种类型容器:()A.直接火加热的容器B.固定式容器C.液化石油器槽车D.受辐射作用的核能容器1.3设计准则一个载荷稳定均匀的内压厚壁圆筒最好采用哪种设计准则:()A 弹性失效B 塑性失效C 爆破失效D 弹塑性失效1.4《容规》有关《容规》适用的压力说法正确的是:()A.最高工作压力大于0.01MPa(不含液体静压力)B.最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力)C.最高工作压力大于1MPa(不含液体静压力)D.最高工作压力大于等于1MPa(不含液体静压力)1.5压力容器分类毒性为高度或极度危害介质PV>=0.2MPa.m3的低压容器应定为几类容器:()A.Ⅰ类B.Ⅱ类C.Ⅲ类D.不在分类范围1.6材料性质影响过程设备安全可靠性的因素主要有:材料的强度、韧性和与介质的相容性;设备的刚度、抗失稳能力和密封性能。

以下说法错误的是:()A.材料强度是指在载荷作用下材料抵抗永久变形和断裂的能力B.冲击吸收功是指材料断裂过程中吸收变形能量的能力C.刚度是过程设备在载荷作用下保持原有形状的能力D.密封性是指过程设备防止介质或空气泄漏的能力1.7介质毒性毒性为中度危害的化学介质最高容许质量浓度为:()A.<0.1mg/m3B.0.1~<1.0mg/m3C.1.0~<10mg/m3D.10mg/m31.8压力容器分类内压容器中,设计压力大小为50MPa的应划分为:()A.低压容器B.中压容器C.高压容器D.超高压容器1.9压力容器分类下列属于分离压力容器的是:()A.蒸压釜B.蒸发器C.干燥塔D.合成塔单选题1.1 A单选题1.2 B单选题1.3 B单选题1.4 B单选题1.5 C单选题1.6 B单选题1.7 B 单选题1.8 C单选题1.9 C多选题1.1介质危害性介质危害性有多种,其中影响压力容器分类的是:()A. 毒性B. 腐蚀性C. 氧化性D. 易燃性1.2压力容器分类下列属于第三类压力容器的是:()A .毒性程度为极度和高度危险介质的低压容器;B .毒性程度为极度和高度危险介质且PV大于等于0.2MPa.m3的低压容器;C .易燃或毒性程度为为中度危险介PV大于等于10MPa.m3的中压储存容器;D. 中压管壳式余热锅炉;E .高压容器1.3《容规》《容规》适用于具备下列哪些条件的压力容器:()A. 最高工作压力(Pw)大于等于0.1MPa(不含液体静压力);B .内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m;C .容积(V)大于等于0.025m3;D. 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

过程流体机械考试题

过程流体机械考试题

过程流体机械考试题过程流体机械考试题一、选择题1、下列哪个选项不是容积式泵的特点?() A. 流量稳定 B. 压力变化小 C. 输送粘性介质 D. 出口压力受粘性影响大2、下列哪个部件不属于离心式压缩机?() A. 转子 B. 蜗壳 C. 叶轮 D. 扩压器3、下列哪个选项不是往复式压缩机的特点?() A. 流量均匀 B. 压力范围广 C. 适应性强 D. 噪声大4、下列哪个选项不是旋桨式泵的优点?() A. 流量大 B. 压力稳定 C. 寿命长 D. 维修性好5、下列哪个选项不是容积式泵的优点?() A. 流量稳定 B. 压力变化小 C. 不受粘度变化影响 D. 出口压力受粘性影响小二、简答题6、请简述离心式压缩机的叶轮类型及各自的特点。

61、请简述往复式压缩机的结构和工作原理。

611、请简述旋桨式泵的叶轮和导翼结构特点。

6111、请简述容积式泵的容积式工作原理。

61111、请简述容积式泵和往复式压缩机的区别和联系。

三、论述题11、请论述容积式泵和离心式泵的区别,包括结构、工作原理、性能和应用等方面。

111、请论述往复式压缩机在化工生产中的应用及作用,以及与离心式压缩机的比较。

1111、请论述旋桨式泵的应用范围及其优缺点。

11111、请论述容积式泵在化工生产中的应用及其优缺点。

四、分析题15、结合过程流体机械的相关知识,分析化工生产中流量波动的原因及其对生产的影响,并提出解决方案。

151、结合实际案例,分析容积式泵在化工生产中的选型依据和注意事项。

1511、结合实际案例,分析离心式压缩机在化工生产中的选型依据和注意事项。

15111、结合实际案例,分析往复式压缩机在化工生产中的选型依据和注意事项。

五、综合题19、请综合运用过程流体机械的相关知识,设计一套化工生产流体输送系统,并阐述其工作原理和优势。

该系统需满足以下要求:流量稳定、压力变化小、适应性强、维修性好、噪声小。

机械加工的自动化过程机械加工的自动化过程:变革的力量与未来的展望在当今的工业领域,机械加工的自动化过程已经成为提高生产效率、降低成本和保障产品质量的重要手段。

过程设备设计复习题及答案

过程设备设计复习题及答案
4.8下列有关焊接接头系数和材料设计系数的表述错误的是:(D)
A.为弥补焊缝对容器整体强度的消弱,在强度计算中需引入焊接接头系数。
B.焊接接头系数的大小主要与焊接接头形式和焊缝无损检测的要求及长度比例有关。
C.料设计系数是为了保证受压元件强度有足够的安全储备量。
D.抗拉强度安全系数一般小于屈服强度安全系数,我国目前前者取1.6,后者取3.0
A.在高温、高压和大型换热器中,管式换热器仍占绝对优势,是目前使用最广泛的一类换热器。
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。
B.周边固支的圆平板仅在刚度方面均优于周边简支的圆平板
C.周边固支的圆平板仅在强度方面均优于周边简支的圆平板
D.周边简支的圆平板在刚度和强度两方面均优于周边固支的圆平板
2.3下列有关受均布外压作用圆筒的失稳情况的叙述,错误的是:(A)
A.失稳临界压力与材料屈服点无关
B.受均布周向外压的长圆筒的临界压力与L无关
A.强制密封
B.自紧式密封
C.半自紧式密封
D.以上三种都不是
4.2同一承载能力下,仅受内压作用的圆筒按哪种计算方法计算的壁厚最薄:(A)
A.中径公式
B.最大拉应力准则
C.形状改变比能准则
D.最大切应力准则
4.3下列有关压力容器失效形式的叙述,正确的是:(C)
A.韧性断裂是在容器整体应力水平较高状态下发生的,因而比脆性断裂更具危害性。
D.常规设计中需对圆筒的热应力进行校核计算。

过程设备考试题及答案

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过程设备考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 过程设备中,用于控制流体流动的设备是()。

A. 泵B. 压缩机C. 阀门D. 换热器答案:C2. 以下哪项不是过程设备的基本组成部分?()A. 容器B. 管道C. 传感器D. 计算机答案:D3. 过程控制中,用于测量温度的传感器类型是()。

A. 压力传感器B. 流量传感器C. 温度传感器D. 液位传感器答案:C4. 在过程设备中,用于分离气体和液体的设备是()。

A. 过滤器B. 干燥器C. 分离器D. 蒸发器5. 过程设备中,用于储存液体的设备是()。

A. 反应器B. 塔C. 储罐D. 换热器答案:C6. 以下哪项是过程设备中常见的腐蚀类型?()A. 化学腐蚀B. 物理腐蚀C. 机械腐蚀D. 热腐蚀答案:A7. 过程设备中,用于控制压力的设备是()。

A. 泵B. 压缩机C. 压力控制器D. 流量控制器答案:C8. 过程设备中,用于测量流量的设备是()。

A. 压力表B. 温度计C. 流量计D. 液位计答案:C9. 以下哪项不是过程设备的设计要求?()B. 经济性C. 美观性D. 可靠性答案:C10. 过程设备中,用于控制液位的设备是()。

A. 泵B. 压缩机C. 液位控制器D. 换热器答案:C二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 过程设备中,以下哪些设备用于流体输送?()A. 泵B. 压缩机C. 阀门D. 储罐答案:A、B2. 过程设备中,以下哪些设备用于流体的储存?()A. 储罐B. 塔C. 反应器D. 管道答案:A3. 过程设备中,以下哪些传感器用于测量流体参数?()A. 压力传感器B. 流量传感器C. 温度传感器D. 液位传感器答案:A、B、C、D4. 过程设备中,以下哪些设备用于流体的分离?()A. 过滤器B. 干燥器C. 分离器D. 蒸发器答案:A、C5. 过程设备中,以下哪些设备用于流体的加热或冷却?()A. 反应器B. 塔C. 换热器D. 储罐答案:C三、判断题(每题1分,共10分)1. 过程设备的设计必须考虑材料的耐腐蚀性。

最新过程设备研发设计复习题及答案

最新过程设备研发设计复习题及答案

过程设备设计复习题及答案一、单选题1.储存设备5.1设计卧式储存罐双鞍座支承时,两支座的状态应采用:(C)A.两个都固定B.两者均可移动C.一个固定,一个移动D.以上均可5.2低温球罐的支柱与球壳连接处最好采用:( C)A.接连接结构形式B.加托板结构C.U型柱结构形式D.支柱翻边结构5.3卧式储罐发生扁塌现象的根本原因是:(A )A.支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩B.圆筒上不设置加强圈C.支座的设置位置不适合D.设计压力过高5.4随着石油业的发展,在大型球罐上最常采用的罐体组合方式是:( C )A.纯桔瓣罐体B.足球瓣式罐体C.混合式罐体D.两个半球组成的罐体2.换热设备6.1根据结构来分,下面各项中那个不属于管壳式换热器:( B )A.固定管板式换热器B.蓄热式换热器C.浮头式换热器D.U形管式换热器6.2常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器:(C )A.直接接触式换热器B.蓄热式换热器C.间壁式换热器D.中间载热体式换热器6.3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6.4下列关于管式换热器的描述中,错误的是:(C )A.在高温、高压和大型换热器中,管式换热器仍占绝对优势,是目前使用最广泛的一类换热器。

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。

B.改变管子的固有频率。

C.在壳程插入平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板。

D.在管子的外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。

二、多选题6.换热设备6.1 按照换热设备热传递原理或传递方式进行分类可以分为以下几种主要形式:(ABC)A. 直接接触式换热器B. 蓄热式换热器C. 间壁式换热器D. 管式换热器6.2 下面属于管壳式换热器结构的有:(ABCD)A. 换热管B. 管板C. 管箱D. 壳体6.3 引起流体诱导振动的原因有:(ACD)A. 卡曼漩涡B. 流体密度过大C. 流体弹性扰动D. 流体流速过快6.4 传热强化的措施有:(BCD)A. 提高流量B. 增加平均传热温差C. 扩大传热面积D. 提高传热系数6.5 下列关于管壳式换热器的描述中,错误的是:(CD)A.管壳式换热器结构简单、紧凑、能承受较高的压力。

过程设备设计习题..

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目录第一章压力容器导言 (1)第二章压力容器应力分析 (5)第三章压力容器材料及环境和时间对其性能的影响 (13)第四章压力容器设计 (16)第五章储存设备 (23)第六章换热设备 (24)第七章塔设备 (26)第八章反应设备 (26)【概念题参考答案】 (27)第一章压力容器导言【教学基本内容和要求】1.了解压力容器基本组成和主要零部件;2.了解介质的毒性和易燃性,掌握压力容器几种不同分类方法;3.了解压力容器的质量保证体系的内容,了解常用压力容器标准和规范。

一.【思考题】1.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响?2.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用?3.《容规》在确定压力容器类别时,为什么不仅要根据压力高低,还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类?4.《容规》与GB150的适用范围是否相同?为什么?5.GB150、JB4732和JB/T4735三个标准有何不同?它们的适用范围是什么?6.过程设备的基本要求有哪些?要求的因素有哪些?7.在我们做压力容器爆破实验时发现,容器首先破坏的地方一般在离封头与筒体连接处一段距离的地方,而并非处于理论上应力集中的连接处的地方,请问原因何在?二.【判断题】1.压力容器主要是由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。

()2.易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%或爆炸上限和下限之差小于等于20%的气体。

()3.高压容器(代号H)和超高压容器(代号U)是典型的第一类压力容器。

()4.压力容器中,封头与筒体之间一定要有密封装置。

()5.压力容器在设计时只要满足企业要求就行了,不需要满足GB150。

()6.盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时,容器上的A、B类焊接接头应进行100%射线或超声检测。

()7.压力容器分为三类:第一类压力容器,第二类压力容器,第三类压力容器,其中低压的具有极度毒性的压力容器属于第一类压力容器。

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2.1在厚壁圆筒中,如果由内压引起的应力与温差所引起的热应力同时存在,下列说法正确的是:(D )A. 内加热情况下内壁应力和外壁应力都有所恶化B. 内加热情况下内壁应力和外壁应力都得到改善C. 内加热情况下内壁应力有所恶化,而外壁应力得到改善D. 内加热情况下内壁应力得到改善,而外壁应力有所恶化2.2通过对最大挠度和最大应力的比较,下列关于周边固支和周边简支的圆平板说法正确的是:(A)A. 周边固支的圆平板在刚度和强度两方面均优于周边简支的圆平板B. 周边固支的圆平板仅在刚度方面均优于周边简支的圆平板C. 周边固支的圆平板仅在强度方面均优于周边简支的圆平板D. 周边简支的圆平板在刚度和强度两方面均优于周边固支的圆平板2.3下列有关受均布外压作用圆筒的失稳情况的叙述,错误的是:(A)A. 失稳临界压力与材料屈服点无关B. 受均布周向外压的长圆筒的临界压力与L无关C. 很短的圆筒在受均布轴向压缩载荷时将出现对称失稳D. 圆筒的形状缺陷对圆筒的稳定性产生很大影响2.4下列不属于提高厚壁圆筒屈服承载能力的措施为:(D)A. 增加壁厚B. 采用多层圆筒结构,对内筒施加外压C. 自增强处理D. 采用分析设计的方法2.5下列有关不连续应力的叙述,错误的为:(C)A. 不连续应力是由于结构不连续引起变形不协调造成的B. 具有局部性与自限性的特征C. 其危害程度比总体薄膜应力大D. 脆性材料制造的壳体对不连续应力十分敏感2.6下列关于局部载荷说法正确的是:(B)A. 对管道设备附件设置支架,会增加附件对壳体的影响B. 对接管附件加设热补偿元件,无明显意义C. 压力容器制造中出现的缺陷,会造成较高的局部应力D. 两连接件的刚度差大小与边缘应力无明显关系2.7外压的短圆筒,失稳时,出现的波形个数为:(C )A. 两个B. 四个C. 大于两个D. 大于四个2.8下列关于薄壳应力分析中应用的假设,错误的是:(D)A. 假设壳体材料连续,均匀,各向同性B. 受载后的形变是弹性小变形C. 壳壁各层纤维在变形后互不挤压D. 壳壁各层纤维在变形后互相挤压2.9关于薄圆平板的应力特点,下列表述错误的是:(B )A. 板内为二向应力,切应力可予以忽略B. 正应力沿板厚分布均匀C. 应力沿半径分布与周边支承方式有关D. 最大弯曲应力与(R/t)的平方成正比2 •压力容器应力分析2.1为降低局部应力,下列结构设计合理的是:(ABCD)A. 减少两联接件的刚度差B. 尽量采用圆弧过度C. 局部区域补强D. 选择合理的开孔方位2.2承受内压的薄椭球壳应力的大小与哪些因素有关:(ABC)A. 内压的大小B. 球壳的壁厚C. 长短轴之比D. 球壳的材料2.3下列哪些是较常用的实验应力分析方法:(AC)A. 电测法B. 差分法C. 光弹性法D. 破坏实验2.4深水容器由于长期工作于水底并承受较大的外压,常会出现以下几种失效方式:(ABC)A. 腐蚀B. 泄露C. 失稳D. 脆性断裂2.5不同结构组合壳的连接边缘处存在有边缘应力,边缘应力的特性有:(AC)A. 局部性B. 均匀性C. 自限性D. 连续性2.6内压作用下,下列关于单层厚壁圆筒中应力分部规律的表述正确的有:(ACD)A. 周向应力及轴向应力均为拉应力,径向应力为压应力。

B. 内壁径向应力绝对值最大,而内壁的周向应力最小。

C. 轴向应力为一常量,沿壁厚均匀分布,且为周向应力与径向应力和的一半。

D. 除轴向应力外,其他应力沿厚度的不均匀程度与径比K有关,K值愈大不均匀程度愈大。

2.7下列有关热应力的说法正确的有:(ABD)A. 热应力随约束程度的增大而增大。

B. 热应力于零外载平衡,是由热变形受约束引起的自平衡应力C. 厚壁圆筒径向温度不均匀引起热应力时,在温度高处产生拉伸应力,温度低处产生压缩应力。

D. 热应力具有自限性,屈服流动和高温蠕变可使热应力降低。

2.8下列关于形状缺陷对圆筒稳定性影响说法正确的是:(ABC)A. 圆筒的形状缺陷主要有不圆和局部区域的折皱,鼓胀或凹陷。

B. 在内压作用下,圆筒有消除不圆度的趋势。

C. 形状缺陷对内压容器强度的影响不大。

D. 形状缺陷对外压容器强度的影响不大。

2.9通过合理地设计结构,可以降低局部应力,例如以下措施正确的有:(ABCD)A. 减少两连接件的刚度差。

B. 尽量采用圆弧过渡。

C. 局部区域补强。

D. 选择合理的开孔方位。

2.10下列关于厚壁圆筒应力分析正确的是:(AD)A. 厚壁圆筒的应力分析应采用三向应力分析。

B. 厚壁圆筒周向应力沿壁厚分布均匀。

C. 厚壁圆筒径向应力沿壁厚分布均匀。

D. 内外壁间温差加大,热应力相应增大。

2.11下列哪些是无力矩理论的应用条件:(ABCD)A壳体的厚度、中面曲率和载荷连续,没有突变;B构成壳体的材料的物理性能相同;C壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和扭矩的作用;D壳体的边界处的约束沿经线的切线方向,不得限制边界处的转角与挠度。

2 •压力容器应力分析(错)2.1壳体失稳时的临界压力随壳体材料的弹性模量E、泊松比的增大而增大,而与其他因素无关。

(错)2.2由于边缘应力出现在不连续处,因此它的危险性远远大于薄膜应力。

(对)2.3内加热情况下内壁应力叠加后得到改善,而外壁应力有所恶化。

外加热情况下则刚好相反,内壁应力恶化,而外壁应力得到很大改善。

(错)2.4对于受内压壳体,其上面各点一定是受到拉应力的作用,而不会受到压应力的作用。

(错)2.5承受均布载荷时,周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。

(错)2.6压力容器爆破实验中,椭圆形封头和容器连接处有应力集中现象,所以爆破口一般会出现在接头处。

(错)2.7筒体是压力容器最主要的受压元件之一,制造要求高,因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒并焊接而成。

(错)2.8塑性失效设计准则一般用于应力分布均匀的构件。

(错)2.9外直径与内直径之比2/1.5的圆柱壳体属于薄壁圆筒。

(错)2.10工程上常用的标准椭圆形封头,其a/b为2。

(错)2.11在仅受内压的厚壁圆筒中,轴向应力沿壁厚分布是不均匀的。

(对)2.12周边固支的圆平板在刚度和强度两方面均优于周边简支圆平板。

(错)2.13短圆筒在受外压失稳时,将呈现两个波纹。

2 •压力容器应力分析2.1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作比较,它们有何异同?1. 在内压作用下,这些壳体将产生应力和变形,当此应力超过材料的屈服点,壳体将产生显著变形,直至断裂。

2. 壳体在承受均布外压作用时,壳壁中产生压缩薄膜应力,其大小与受相等内压时的拉伸薄膜应力相同。

但此时壳体有两种可能的失效形式:一种是因强度不足,发生压缩屈服失效;另一种是因刚度不足,发生失稳破坏。

2.2试述影响承受均布外压圆柱壳的临界压力因素有哪些?为提高圆柱壳弹性失稳的临界压力,应采用高强材料。

对否,为什么?对于给定外直径Do和壳壁厚度t的圆柱壳,波纹数和临界压力主要决定于,圆柱壳端部边缘或周向上约束形式和这些约束处之间的距离,即临界压力与圆柱壳端部约束之间距离和圆柱壳上两个刚性元件之间距离L有关。

临界压力还随着壳体材料的弹性模量E、泊松比卩的增大而增加。

非弹性失稳的临界压力,还与材料的屈服点有关。

弹性失稳的临界压力与材料强度无关,故采用高强度材料不能提高圆柱壳弹性失稳的临界压力。

2.3两个直径、壁厚和材质相同的圆筒,承受相同的周向均布外压。

其中一个为长圆筒,另一个为短圆筒,试问它们的临界压力是否相同,为什么?在失稳前,圆筒中周向压应力是否相同,为什么?随着所承受的周向均布外压力不断增加,两个圆筒先后失稳时,圆筒中的周向压应力是否相同,为什么?2.4承受周向压力的圆筒,只要设置加强圈均可提高其临界压力。

对否,为什么?且采用的加强圈愈多,壳壁所需厚度就愈薄,故经济上愈合理。

对否,为什么?对于承受周向外压的圆筒,短圆筒的临界压力比长圆筒的高,且短圆筒的临界压力与其长度成反比。

故可通过设置合适间距的加强圈,使加强圈和筒体一起承受外压载荷,并使长圆筒变为短圆筒(加强圈之间或加强圈与筒体封头的间距LvLcr),或使短圆筒的长度进一步降低,从而提高圆筒的临界压力。

若设置的加强圈不能使长圆筒变为短圆筒(L>Lcr),则所设置的加强圈并不能提高圆筒的临界压力。

设置加强圈将增加制造成本;而且,当L/Do很小时,短圆筒可能变为刚性圆筒,此时圆筒的失效形式已不是失稳而是压缩强度破坏,此时再设置额外的加强圈已无济于事。

因此,加强圈的数量并不是越多越好,应当设计合理的间距。

2.5试确定和划分短圆筒与刚性圆筒的界限,并导出其临界长度短圆筒最小临界压力近似计算式:2.59Et2对于钢质长圆筒,临界压力计算式为:对于给定的D和t的圆筒,有一特征长度作为区分n=2的长圆筒和n>2的短圆筒的界限,此特性尺寸称为临界长度,以L cr表示。

当圆筒的计算长度L>L cr时属长圆筒;当LvL cr时属短圆筒。

如圆筒的计算长度L=L cr时,上述两式相等即2.6承受横向均布载荷的圆形薄板,其力学特征是什么?它的承载能力低于薄壁壳体的承载能力的原因是什么?受轴对称均布载荷薄圆板的应力有以下特点①板内为二向应力6、二札平行于中面各层相互之间的正应力-z及剪力Q r引起的切应力•均可予以忽略。

②正应力二r、二二沿板厚度呈直线分布,在板的上下表面有最大值,是纯弯曲应力。

③应力沿半径的分布与周边支承方式有关,工程实际中的圆板周边支承是介于两者之间的形式。

④薄板结构的最大弯曲应力与(Rt成正比,而薄壳的最大拉(压)应力。

max与R t成正比,故在相同R t条件下,薄板的承载能力低于薄壳的承载能力。

2.7承受横向均布载荷作用的圆平板,试比较周边简支和固支情况下,圆板中的最大弯曲应力和挠度的大小和位置1. 挠度周边固支和周边简支圆平板的最大挠度都在板中心。

周边固支时,最大挠度为周边简支时,最大挠度为者之比为对于钢材,将=°.3代入上式得这表明,周边简支板的最大挠度远大于周边固支板的挠度。

2. 应力周边固支圆平板中的最大正应力为支承处的径向应力,其值为周边简支圆平板中的最大正应力为板中心处的径向应力,其值为f maxpR 4 64DsW maxpR 4八 ”64DW axW f ax1 JmaxW max5 0.3 1 0.3= 4.08-r max3 3川丄? pR 2 8 t 23pR 2二者的比值为s r max r max对于钢材,将0.3代入上式得这表明周边简支板的最大正应力大于周边固支板的应力2.8承受周向压力的圆筒,只要设置加强圈均可提高其临界压力。

对否,为什么?且采用的加强圈愈多,壳壁所需厚度就愈薄,故经济上愈合理。

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