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化工设备基础总复习《化工设备设计基础》综合复习资料
一、填空题.力的合成与分解法则有和.作用在梁上的载荷一般可分为集中力、;根据梁的约束及支承情况可以分为简支梁、和三种.钢材中含有杂质硫会造成钢材的含有杂质磷会造成性增加”.两物体之间的机械作用称之为力力的三要素是和.材料破坏的主耍形式有和.平面力偶系平衡的充要条件是.设计温度在压力容器的壁厚计算公式中尽管没有直接出现,但它是和确定时不可缺少的参数.压力容器制造完成之后必须进行压力试验,按照压力试验的介质种类可以分为.GB150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的.在压力容器的四个壁厚中,图纸上所标注的厚度是的厚度是厚度.法兰联接结构,一般是由和.为使薄壁回转壳体应力分析过程简化除假定壳体是的Z外,还作、和设计厚度5d=6+C=
10.92+
1.8=
12.72mm根据钢板厚度规格,取名义厚度8n=14mm0筒体中径为D=Di+6=1200+20=1220mmPD
2.51220==
38.125MPaPD
2.51220==
76.25MPa5220经向应力om二
4.解已知双面对接焊缝,100%探伤
①8=pcDil
7.21300=
61.63mm8d=8+C二
61.63+
2.5二
64.13mm圆整得,5n=65mm⑵8e=8n-C=65-
2.5=
62.25mmpT=
1.25p[o]190=
21.5MPaoT=pTDi+6e
21.51300+
62.25=
235.25MPa=26e
262.
250.9*oS=
0.
91.0410=369MPa由于oTlt;
0.94oS所以水压试验强度合格•塔设备的裙座与筒体搭接结构焊缝受应力作用.内压操作的塔设备其最大组合轴向拉应力出现在
二、判断题.轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置,为强度计算提供依据.有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差,其数值等于计算厚度/.法兰联接中,预紧密封比压大,则工作时可有较大的工作密封比压,有利于保证密封,所以预紧密封比压越大越好/.使梁变成凹形的弯矩为负弯矩,使梁变成凸形的弯矩为止弯矩.外压容器采用的加强圈愈多,壳壁所需厚度就愈薄,则容器的总重量就愈轻.钢板卷制的压力容器筒体的公称直径指的是其内径,而无缝钢管做筒体时公称直径则是指其外径”.平面力偶系平衡的充要条件是合力为零.假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想,制造精度绝对保证,则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳.由于容器的公称直径和管子的公称直径所代表的具体尺寸不同,所以,同样公称直径的容器法兰和管法兰,他们的尺寸亦不相同,二者不能互相代用.平面力系问题的各类约束中,固定端约束存在1个约束反力.某一直径一定的外压圆筒校核计算时发现其临界压力小于计算外压力,可以采用增加壁厚、设置加强圈或提高材料强度的方法来解决.16MnDR是低温压力容器专用钢材,其碳含量约为
0.26%
三、简答分析题.工程中常用的补强结构有哪些?补强圈上一个M10孔的作用是什么?.0Crl8Ni9Ti和20R各属于哪一类钢?并解释各符号的含义?.下图所示为某一低碳钢的拉伸曲线,其中P为加载过程中的某卸载点请把图中的各对应点A、B、C、D、PI、P
2、P3与下列术语对号入座比例极限强度极限屈服极限弹性极限/P点总应变(变形)P点弹性应变(变形)P点塑性应变(变形)()()()()()()().按从小到大的顺序写出在相同设计条件下(温度、压力、材料、筒体尺寸及焊接等)计算出来的下列封头的壁厚平板封头§工、半球形封头§
2、椭圆形封头§
3、碟形封头§
4.水压试验时的环境温度如何规定?为什么?.等面积补强法的补强原则是什么?有哪几种开孔补强型式?.在双鞍式卧式容器设计中为何要选用两个型式不同的鞍座?都是什么类型?.设置加强圈的目的是什么?加强圈的类型有哪些?.塔的最大质量、最小质量出现在何工况?写出其最大、最小质量的表达式.通过低碳钢单向拉伸试验(圆棒状试件)的各阶段分别得到材料的哪些机械性能指标?.某精憾塔的设计压力为
0.5MPa设计温度为300℃试问在此塔上搭配联接塔身与封头的法兰,能否使用公称压力为钢制的乙型平焊法兰?为什么?.求图1所示轮胎形回转体上A、B两点的第
一、第二曲率半径?
四、计算应用题.有一库存很久的压力容器已知容器内径Di=1200mm壁厚§n=8mm腐蚀裕量C2=2mm钢板负偏差CI=
0.25mm设计温度为常温材料的许用应力[o]t=170MPa要求采用双面对接焊缝,100%无损检测%1校核设计压力P=
2.2MPa时此压力容器的强度?%1若容器强度不够,试计算此容器的最大允许压力为多少?图1图
22.某厂一塔,内径Di=800mm设计压力P=
1.2MPa设计温度127℃焊缝系数e二
0.85材料16MnR材料许用应力[o]t=170MPa壁厚附加量为C=3mmo%1确定此塔体名义壁厚?%1若塔采用材料为Q235-A此时材料的2]t=113MPa此塔的名义壁厚为10mm其他条件不变,校核此塔的强度?
3.设计一个圆筒形的液氨贮罐己知设计压力为
2.5MPa操作温度-5—44°用16MnR钢板制造,[o]t=163MPa焊缝系数为Vl=
0.85贮罐内径为1200mm钢板负偏差CI=
0.8mm腐蚀裕量C2=lmmo%1试确定筒体厚度%1若筒体厚度为20mm,试计算筒体的薄膜应力图1图
24.有一内压卧式汽包,其内径Di=1300mm设计压力为
17.2MPa汽包上装有安全阀,设计温度为300℃材质为18MnMoNbR双面焊缝,100%探伤,[o]=[o]t=190MPaos二410MPa壁厚附加量C=
2.5mm0%1设计该容器的名义壁厚’%1校核该汽包水压试验时的强度’图1图2《化工设备设计基础》综合复习资料参考答案
一、填空题.平行四边形法则,三角形法则;.分布载荷,集中力偶,外伸梁,悬臂梁;.热脆,冷脆;.大小,方向,作用点;.脆性断裂,塑性屈服;.合力偶矩等于零;.选材,许用应力;.液压试验、气压试验;.强制性;.名义,有效;.联结件,被联结件,密封元件.完全弹性,直法线假设,不挤压假设,小位移假设;.剪切,拉压(正);.正常操作,迎风;
二、判断题V
2.X
3.X4X
5.X
6.V
7.XX9V
10.Xll.X
12.V
三、简答分析题’.答补强圈、厚壁管、整锻件补强检验焊缝的紧密性”.答QCH8Ni9Ti属于不锈耐酸钢,表示含碳量少于
0.08%、含Cr18%、Ni9%、Til%;20R属优质碳素结构钢,表示含碳量为
0.2%的压力容器用钢.答A、B、C、D、P
3、P
2、P
1.答82lt;53lt;54lt;815答规定水压试验环境温度要求水温低于其沸点温度而高于材料的转脆温度o原因是防止水变为气体,同时确保在水压试验时不会发生材料突然变脆而造成强度破坏的现象,使水压试验顺利进行,达到检验容器强度及有无渗透现象的目的面积相等补强圈厚壁管、整锻件补强
6.答原则是在邻近开孔处所加补强圈的截面积应与开孔而失去的截.答因为这样可以适应由于温度变化引起的卧式容器伸缩,减少温差应力一个为固定式鞍座(F型),另一个为滑动式鞍座(S型).答目的;大大减小计算长度,提高容器抗失稳的能力”加强圈主要采用刚性较大的型钢,主要类型有扁钢、角钢、槽钢和工字钢等/.答塔的最大、最小质量是分别是塔在水压试验时和塔在安装检修时的质量mmax=m01+m02+m03+m04+mw+ma+memmin二m01+
0.2m02+m03+m04+ma+me.答弹性段比例极限、弹性极限、弹性模量屈服段屈服极限强化段强度极限颈缩断裂段延伸率、断血收缩率.答:不能使用PN=
0.6M际20钢制的乙型平焊法兰300℃时最大允许工作压力为
0.36MPa小于设计压力.答A Rl=rR2=D/2cos9-rB Rl=rR2二D/2+r
四、计算应用题1解己知双面对接焊缝,10%无损检测e二
1.05e=8n-C2-CI=8-2-
0.25=
5.75mmo9=pDi+8e
2.21200+
5.75=
230.67MPa=25e
25.75
①由于o0gt;4[o]t=170MPa所以容器强度不合格
②o0二pDi+§eW©[o]t25e26e4[a]t
25.75l170=
1.62MPa[p]==Di+6el200+
5.
752.解
①8=pcDil.2800=
3.34mm=2[o]t©5d=8+C=
3.34+3=
6.34mm圆整得,Sn=7mm28e=5n-C=10-3=7mmo0=pDi+6e
1.2800+7=
69.17MPa=26e27t由于o0lt;4[o]=
1130.85=
96.05MPa所以容器强度合格
3.解
①壁厚附加量C=CI+C2=
0.8+l=
1.8mm计算厚度8=PDi
2.51200==
10.94mm。