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2010/2011学年第一学期《化工》考试题一.填空题37%1.按压力容器的设计压力划分,可将其分为、、、等四个等级2.化工设备在设计时,除了要满足之外,还必须保证在使用年限内能;必须便于、、与;必须有比较高的3.在制造圆筒形容器时,焊缝的质量要求应比焊缝高,以保证安全;在筒壁上开设椭圆形人孔或手孔时,必须使短轴在,长轴在,以尽量减少开孔对壳体强度的削弱(填纵向或环向)4.在使用无力矩理论时,壳体截面只考虑承受,完全不考虑承受的影响.所以这种理论又称为5.在内压的作用下,壳体的半径由18mm变到20mm,则其曲率的改变应为6.称为公称直径,公称直径为300mm的容器,表示为7.称为公称压力,例如公称压力为10MPa,则可表示为8.压力容器或设备制成以后或经过长期使用后进行检修时,在交付使用前都必须进行,试验的目的是检查结构和以及容器的试验通常有两种方法和9.各种容器的封头中,最省材料的是最简单的是二.判断题10%1.搪玻璃压力容器属于第二类压力容器2.第一曲率半径通常都比第二曲率半径大3.旋转体的法截线只有两条4.锥形壳体的σ1及σ2是随着r改变的5.如容器壳体的曲率半径有突变,则无力矩理论不能适用三.试分析内压钢制容器工作时可能会受到的应力,并比较各应力的异同23%四.计算题30%某化工厂现有一用16MnR制造的内径为600mm、厚度为
7.5mm的双面焊接圆筒塔,该塔的封头是整体冲压而成的厚度为
7.5mm的标准碟形封头(M=
1.4现欲用该塔作为石油分离中的乙烯精馏塔,已知生产时的最大压力为
2.2MPa,试确定该塔是否可用(已知操作条件下16MnR的[σ]t=176MPa,σs=343MPa)2010/2011学年第一学期《化工设备》答案一.填空题1.按压力容器的设计压力划分,可将其分为低压、中压、高压、超高压等四个等级2.化工设备在设计时,除了要满足工艺要求之外,还必须保证在使用年限内能安全运行;必须便于制造、安装、维修与操作;必须有比较高的技术经济指标3.在制造圆筒形容器时,纵向焊缝的质量要求应比环向焊缝高,以保证安全;在筒壁上开设椭圆形人孔或手孔时,必须使短轴在纵向,长轴在环向,以尽量减少开孔对壳体强度的削弱.4.在使用无力矩理论时,壳体截面只考虑承受拉应力,完全不考虑承受弯曲应力的影响.所以这种理论又称为薄膜理论.5.在内压的作用下,壳体的半径由18mm变到20mm,则其曲率的改变应为
0.005556.压力容器或设备的直径标准化以后的标准直径称为公称直径,公称直径为300mm的容器,表示为DN3007.经过标准化后的压力数值称为公称压力,例如公称压力为10MPa,则可表示为PN108.压力容器或设备制成以后或经过长期使用后进行检修时,在交付使用前都必须进行超过工作压力条件下的压力试验,试验的目的是检查密封性结构和焊缝有无渗漏以及容器的强度试验通常有两种方法液压试验和气压试验
9.各种容器的封头中,最省材料的是球形封头最简单的是平盖封头二.判断题10%1.搪玻璃压力容器属于第二类压力容器∨2.第一曲率半径通常都比第二曲率半径大×3.旋转体的法截线只有两条×4.锥形壳体的σ1及σ2是随着r改变的∨5.如容器壳体的曲率半径有突变,则无力矩理论不能适用三.试分析内压钢制容器工作时可能会受到的应力,并作比较分析内压容器可能会受到的应力有
①环向应力
②径向应力
③弯曲应力
③边缘应力4分环向应力是容器受环向拉力,径向应力是容器受纵向的拉力,两者是由无力矩理论推导出来的,只与容器厚度和曲率半径有关;7分弯曲应力是容器自由彭胀而产生,是应用有力矩理论推导出来的,只与容器内压有关;6分边缘应力是指连接的两部分受力后变形不同而产生的相互约束如两端盖处及支座处,受所处位置及材料有关6分三.计算题某化工厂现有一用16MnR制造的内径为600mm、厚度为
7.5mm的双面焊接圆筒塔,该塔的封头是厚度为
7.5mm的标准碟形封头现欲用该塔作为石油分离中的乙烯精馏塔,已知生产时的最大压力为
2.2MPa,试确定该塔是否可用(已知操作条件下16MnR的[σ]t=176MPa,σs=343MPa)解1.检验塔体厚度8分取p=
2.2MPaφ=
1.0则可根据公式计算塔体厚度δ=pD/(2[σ]tφ—P)+C=
2.2×600/(2×176×1--
2.2+1=
4.77mm取δ=7mm<
7.5mm2.检验封头厚度8分取p=
2.2MPaφ=
1.0C=1则封头的厚度为δ=pDM/(2[σ]tφ—P)+C=
2.2×600×
1.4/(2×176×1--
2.2+1=
6.28mm取δ=7mm<
7.5mm3.压力试验14分采用水压试验试验压力为pT=
1.25p[σ]/[σ]t =
1.25×
2.2×176/176=
2.75pT=p+
0.1=
2.3所以σT=pTD+δe/2δeφ =
2.75×600+
7.5-1/2×
7.5-1×1=
128.3MPa
0.9σs=
0.9×343=
308.7MPa>
128.3MPa=σT所以能满足水压要求,该塔可用。