化工设备机械基础试卷及答案18P

5、内压薄壁容器的应力分析一般采用薄膜应力理论，该理论假定考虑的应力状况只有________，没有__ _______，
是一种两向应力状态
6、内压圆筒边缘应力的特点是具有__ ______和________。

7、装有爆破片的内压容器的设计压力等于爆破片的________压力加上所选爆破片制造范围的________。

8、压力容器的名义厚度等于_________和_________之和并且向_________达到常用的__________标准。

9、碟形封头可以有三部分构成，这三部分是：__ _______、__ _______、和________。

10、按照破坏情况，外压圆筒形壳体可以有_________、_______ __、和________三种。

11、对于外压长圆筒和短圆筒而言，设计过程中除了需要进行__ ______计算外，尤其需要进行_________校核。

12、按照法兰与设备或管道联接方式不同可以将法兰分为__ _______、__ _______、_________三类。

13、计算法兰厚度、确定法兰的公称压力级别时是以_______材料在________温度下的力学性能为基准制定的。

14、A型带垫板8号耳式支座可以表示为：________。

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2、有一个承受内压的椭圆形封头，其平均直径为1930mm,厚度为30mm,工作压力为3MPa,试求封头长短半轴之
比为21/2时，封头上的薄膜应力最大值。

3、某球形内压薄壁容器，内径为Di=5m,厚度为Sn=23mm,双面焊对接接头，100％探伤，厚度附加量为C=3mm,
[σ]t=170MPa,试计算该球形容器的最大允许工作压力。

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4、有一承受内压的圆筒形容器，直径为D i=2000mm,最高工作压力为P w=2.5MPa,装有安全阀[σ]t=177.MPa,
双面焊对接接头，局部无损探伤，壁厚S n=20mm,厚度附加量C=2.0mm,试验算容器的强度。

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5、一横截面为圆形的实心金属构件，R=20mm,长度为100mm,当该构件受到3*105Pa的轴向拉力后，发生了明
显的塑性变形，在受到5*105Pa的轴向拉力后，构件发生了断裂，断面半径r=12mm,试求此构件σs，σb和断面收缩率φ。

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[σ]t=211.7MPa,Di=1000mm, 双面焊对接接头，100％探伤，C2=3mm。

2、有一个固定管板式换热器，管子的操作压力是1.6MPa,管子的操作温度是200℃，管子在管板上按照正三角形
排列，管子的外径是25mm,管间距是32mm,管子与管板之间采用胀接连接方式，试求操作压力对管子造成的
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管子拉脱力的大小。

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8、压力容器的名义厚度等于__设计厚度__和__厚度附加量__之
和并且向__上圆整__达到常用的钢板厚度标准。

9、碟形封头可以有三部分构成，这三部分是：__球面部分__、
__折边部分__、和__直边部分__。

10、按照破坏情况，外压圆筒形壳体可以有__长圆筒__、__短圆
筒__、和__刚性圆筒__三种。

11、对于外压长圆筒和短圆筒而言，设计过程中除了需要进行__
强度__计算外，尤其需要进行__稳定性__校核。

12、按照法兰与设备或管道联接方式不同可以将法兰分为__整体
法兰__、__活套法兰__、__螺纹法兰__三类。

13、计算法兰厚度、确定法兰的公称压力级别时是以__16MnR__
材料在__200℃__温度下的力学性能为基准制定的。

14、A型带垫板8号耳式支座可以表示为：耳座A3。

15、容器的开孔补强设计原则有两种，它们是：__等面积补强法
__设计原则和__塑性失效__补强原则。

16、管壳式换热器温差应力的补偿可以有__减少壳体与管束间的
温度差__、__装设挠性构件__、__壳体和管束自由热膨胀__等方法。

17、自支承式塔设备除了承受工作介质压力外还承受__自重__、
σs(0.2)=P s/F0=3*105/πR2=3*105/π*0.04=238.9Mpa
σb=P s/F0=5*105/πR2=5*105/π*0.04=398.0Mpa
φ=(πR2-πr2)/ πR2=32*8/20*20=64%
7、有一个承受内压的椭圆形封头，其平均直径为1930mm,厚度
为30mm,工作压力为3MPa,试求封头长短半轴之比为21/2时，封头上的薄膜应力最大值。

当a/b=21/2,在X＝0处，
σm=σθ=P*a/2S*a/b=1930/2*3/(2*30)*21/2=
68.2MPa
在X＝a处，σm=P*a/2S =48.25MPa
σθ=P*a/2S(2-a2/b2)=0
8、某球形内压薄壁容器，内径为Di=5m,厚度为Sn=23mm,双面
焊对接接头，100％探伤，厚度附加量为C=3mm, [σ]t=170MPa,试计算该球形容器的最大允许工作压力。

[P w]=4σ]tφ*S e/(D i+S e)=4*170*1*20/5020=2.71MPa
9、有一承受内压的圆筒形容器，直径为D i=2000mm,最高工作
压力为P w=2.5MPa,装有安全阀[σ]t=177.MPa,双面焊对接
接头，局部无损探伤，壁厚S n=20mm,厚度附加量C=2.0mm,
试验算容器的强度。

σt=P c(D i+S e)/2S e=2.5*(2000+18)/36=154.2 MPa
<φ[σ]t=177*0.85=150.5Mpa
所以，强度不合适
10、一横截面为圆形的实心金属构件，R=20mm,长度为100mm,
当该构件受到3*105Pa的轴向拉力后，发生了明显的塑性变
筒体：
S= Pc*D i/(2φ[σ]t- P c)=10*1000/(2*1*211.7-10)=24.2
Sn=24.2+3+0.25=27.45≈28mm
碟形封头：
S= 1.2*Pc*D i/(2φ[σ]t- 0.5*P c)=10*1000/(2*1*211.7-5)=29.0
Sn=29.0+3+0.25=32.25≈33mm
4、有一个固定管板式换热器，管子的操作压力是1.6MPa,管子的
操作温度是200℃，管子在管板上按照正三角形排列，管子的外径是25mm,管间距是32mm,管子与管板之间采用胀接连接方式，试求操作压力对管子造成的管子拉脱力的大小。

f=0.866*3.22*10-4-π/4*2.52*10-4=3.96*10-4mm2
q p=p*f/πd0L=1.6*106*3.96*10-4/（π*2.5*10-2*2.9*10-2）
=0.27MPa。