武汉工程大学 过程设备设计 压力容器 考试答案1.doc

2010-2011学年第1学期试题 （A）卷参考答案 课程名称 压力容器及过程设备 任课教师签名 喻九阳、徐建民 出题教师签名 徐建民 审题教师签名 喻九阳考试方式（闭）卷 适用专业 理论与应用力学、过程装备与控制工程考试时间 （ 120 ）分钟题号一二三四五六总分得分评卷人一、选择题（每题2分，共20分）1（b c）120150 2 （a）0.25% 3（b）焊接接头型式 4 （a）第一 (c）第三 5（c） 2.5MPa 6 （b）偶数 7（c） 0.5倍 8 （b）最高工作压力 9（b） 等面积补强法 10 （c 、b、a）松式法兰、任意式法兰、整体式法兰二、判断题（每题2分，共20分）1（ ） 2（ ）3（ ） 4（ ）5（ ） 6（ ）7（ ） 8（ ）9（ ） 10（ ）三、共2页 第2页问答题（每题5分，共35分）1边缘应力有何特征？工程上是如何处理的？答：边缘应力具有局部性和自限性两种特性。除了分析设计必须作详细的应力分析以外，对于静载荷下塑性材料的容器，在设计中一般不作具体计算，而采取结构上作局部调整的方法，限制其应力水平。这些方法不外是在连接处采用挠性结构，如不同形状壳体的圆弧过渡，不等厚壳体的削薄连接等；或采取局部加强措施，或减少外界引起的附加应力，如焊接残余应力、支座处的集中应力、开孔接管的应力集中等。但是对于承受低温或循环载荷的容器，或用脆性较大的材料制造的容器，因过高的边缘应力使材料对缺陷十分敏感，可能导致容器的疲劳失效或脆性破坏，因而在设计中必须核算不连续应力。2在同样压力和直径的情况下为什么平板封头要比圆筒厚得多？答：因为薄板的最大应力与成正比，而圆筒中的薄膜应力与成正比，所以在同样条件下薄板的最大应力比圆筒中的薄膜应力大得多，因此薄板厚度较圆筒大得多。3凸形封头设直边段有什么意义？答：为了使封头与筒体的环向焊缝离开封头的边缘应力区，降低应力集中系数。4在圆筒体上开椭圆孔应如何布置长短轴的方位？答：由于圆筒体的周向应力是轴向应力的2倍，所以在圆筒体上开椭圆孔时使其长轴与筒体轴线垂直，短轴与筒体轴线平行受力状况合理。5在计算塔设备地震弯矩时如何考虑高振型的影响？答：当H/D15或塔设备高度大于等于20m时，还必须考虑高振型的影响。一种简化的近似算法是按第一振型的计算结果估算地震弯矩，即。6级管束与级管束有何区别？各适用于何种工况？答：级管束由较高精度的换热管组成，级管束由普通精度的换热管组成。级管束适用于无相变、大流速和易产生振动等苛刻工况；级管束适用于重沸、冷凝传热和无振动的工况。7搅拌反应器的密封装置有哪几种？各有什么特点？ 答：搅拌反应器的密封装置有填料密封和机械密封两种。填料密封的特点是结构简单且易于制造，适用于低压，低转速场合。机械密封的特点是耗功小，泄漏量低，密封可靠，使用寿命长，在搅拌反应器中得到了广泛应用。四、计算推导题（10分）1答：如下图所示，锥壳上任意一点M处于液体静压力的作用下，其大小为又因 3分由微体平衡方程得： 4分求时，如取M点处以上的部分壳体为研究对象，则外载荷为 4分将V值代入区域平衡方程得 4分 五、设计计算题（15分）1解：（1）筒体壁厚计算 塔体计算长度 假设， 筒体外径 , 由、查几何曲线得A=0.00016 5分 根据Q245R材料的屈服极限查相应材料曲线知A值在3