武汉工程大学 过程设备设计 压力容器 考试答案2.doc

2010-2011学年第1学期试题 （B）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 ）分钟一、选择题（每题2分，共20分）1（c）防冲板 2（a）不得低于 3. （b）120150 4（d）球冠形（a）半球形 5（b）水平上下方向 6（c）榫槽密封7（b） 全焊透 8（a）风9（b） 轴向应力 10（b） 中压二、判断题（每题2分，共20分）1（） 2（） 3（） 4（） 5（）6（） 7（） 8（） 9（） 10（）三、问答题（每题5分，共35分）1圆筒体上纵焊缝和环焊缝哪个危险？为什么？答：圆筒体上纵焊缝比环焊缝危险。因为圆柱形容器受均匀内压作用时，壁内各处的周向薄膜应力是经向薄膜应力的两倍，而纵焊缝承受周向薄膜应力，环焊缝承受经向薄膜应力。因此圆柱形容器筒体上纵焊缝要比环焊缝危险。2试比较承受横向均布载荷作用的圆形薄板，在周边简支和固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小和位置。答：周边简支圆板的最大应力在板中心，周边固支圆板的最大应力在板周边；而周边简支及周边固支圆板的最大挠度均在板中心；同样条件下，简支时的最大挠度是固支时的4倍，最大应力是固支时的1.65倍，因此，使圆板接近固支受载，可使其应力及变形显著减小。3压力容器按设计压力分为哪四个压力等级？具体怎样划分的？答：低压容器；中压容器；高压容器；超高压容器。4在进行塔设备设计计算时主要考虑了哪几种载荷？答：主要考虑了压力载荷、风载荷、地震载荷、偏心载荷、质量载荷。5三个几何尺寸相同的承受周向外压的薄壁短圆筒，其材料分别为碳素钢()，铝合金（），和铜（），试问哪一个圆筒的临界压力最大，为什么？答：碳素钢圆筒的临界压力最大。因为碳素钢的弹性模量E大。6管壳式换热器有哪几种基本类型？答：有固定管板换热器、浮头式换热器、U形管换热器、填料函式换热器和釜式换热器等五种类型。7搅拌容器在什么情况下要设置换热元件？其换热元件有哪几种形式？答：有传热要求的搅拌容器，为维持反应的最佳温度，需要设置换热元件，常用的换热元件有夹套和内盘管两种形式。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，由微体平衡方程得： 若令，则有最大值，即时 5分求时，如取M点处以下的部分壳体为研究对象，则外载荷为M点处上部液体所产生的静压力和M点处下部液体重力之和，即将V值代入区域平衡方程得 同理，在处有最大值： 5分五、设计计算题（15分）1解：（1）确定, ,（3分） 假设壳体厚度在616mm范围内，查表可得133MPa，123MPa， =245MPa （2）筒体壁厚设计（4分） 筒体计算厚度： 筒体设计厚度： 筒体名义厚度：考虑钢板常用规格厚度，向上圆整可取筒体名义厚度。（3）封头壁厚设计（4分）因选用标准椭圆形封头，其形状系数,封头采用钢板整体冲压而成，焊接接头系数取，故封头计算厚度封头设计厚度封头名义厚度考虑钢板常用规格厚度，向上圆整可取封头名义厚