《化工设备设计基础》综合复习资料

1、精品文档1外压容器容器内外的压力差小于零叫外压容器。2边缘应力由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。3基本风压值以一般空旷平坦的地面、离地面10 米高处，统计得到的30 年一遇 10 分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。4计算厚度由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。5低压容器对内压容器当其设计压力为0.1MPa P 1.6MPa 时为低压容器。6等面积补强法 在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。7回转壳体一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。8公称压力将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个

2、规定的标准压力等级就是公称压力。9计算压力在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。10 20R 20 表示含碳量为0.2%， R表示容器用钢。11设计压力设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。12强制式密封 完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。13强度 构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。14临界压力导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。15主应力 在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面。在主平面上作用的正应力为主应力。二、判断是非题（正确的划，错误划×）1内压圆筒开椭圆孔时，其长

3、轴应与轴线平行。（×）2设计压力为 4MPa的容器为高压容器。（×）3容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。（×）4受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。（）5一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。（×）6在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。（）7压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。（）8边缘应力具有自限性和局限性。（）9当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。（×）10容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。（×）11压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来（）12法兰密封中，法兰

4、的刚度与强度具有同等重要的意义。（×）13当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×）14塔的最大质量出现在其水压试验时（）15塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。（×）16从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。（×）17内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计方法进行设计。（×）18以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径。（×）19按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。（）。1 欢迎下载精品文档20法兰联结结构中，垫片是一个不可缺少的元件之一。（）三、简答题1设置加强圈目的是什么

5、答：设置加强圈的目的是减小计算长度，提高容器抗失稳的能力。2压力容器计算中壁厚名称有几种？答：有计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度。3为何要限定水压试验时的试验温度？答：限定水压试验的试验温度是为了使水温高于材料的转脆温度而低于水的沸点温度，确保水压试验正常进行。4为何在薄壁容器的壁厚设计公式中引入焊缝系数？答：为了补偿焊接应力或焊接缺陷等因素对容器强度的削弱，所以引入焊缝系数。5设计某一钢制外压短圆筒时，发现 20g 钢板算得的临界压力比设计要求低 10%，能否改用屈服限比 20g 高 35%的 16MnR钢板来满足设计要求？答：不能。因为临界压力与材料的强度无关。6一管法兰为碳钢。操作

6、温度为 300，操作压力为 1.5MPa，试选择法兰型式及公称压力？答：选平焊法兰，其公称压力为2.5MPa。7一外压钢制圆筒， 已知其临界压力为 1.2MPa，试问当外压为 0.6MPa，内压为 0.1MPa 时能否使用该圆筒？答：不能。因为 Pcr= 1.20.4MPa ， P0 Pi 0.6 0.1 0.5 Pcr3.0所以，不能满足稳定性要求。8管法兰按联接方式分的有哪些类型？答：管法兰按联接方式分有整体法兰、螺纹法兰、和活套法兰三种。9指出球壳上任意一点的第一与第二曲率半径。设球的半径为R？答：球壳上任意点的第一与第二曲率半径均为R。10塔在水压试验时，其合成应力的计算为何不考虑地震

7、载荷的作用？答：因为人们不会在地震时进行水压试验时， 也就是说， 水压试验时没有地震载荷，因此其合成应力的计算可以不考虑地震载荷的作用。11法兰联结中，影响法兰密封的因素有哪些？答： 影响法兰密封的因素有：错误！未找到引用源。螺栓预紧力。2 欢迎下载精品文档错误！未找到引用源。 密封面型式错误！未找到引用源。 法兰刚度错误！未找到引用源。 垫片性能错误！未找到引用源。 操作条件。12标准法兰公称压力如何选取？答：法兰公称压力的确定与法兰的最大操作压力和操作温度以及法兰材料三大因素有关。当法兰材料一定时，法兰公称压力的选取满足法兰在最高操作温度下的最高允许压力大于等于法兰的最大操作压力。13等面

8、积不强法的补强原则是什么？答： 局部补强的金属截面积必须等于或大于开孔所减去的壳体截面积。14为何椭圆形封头一般带有一段直边？答： 使椭圆形封头与筒体焊接时光滑连接，减小此焊缝处的边缘应力。15外压容器的临界压力与那些因素有关？答： 错误！未找到引用源。容器的长径比、厚径比有关错误！未找到引用源。与容器所用材料的的弹性模量、泊松比有关错误！未找到引用源。与容器的椭圆度有关。四、计算题1某化工厂反应釜。内径Di=1600mm，设计压力 P=1.7MPa，材料用 0Cr18Ni9Ti ，工作温度120 ,. 许用应力为t，容器的焊缝系数取=0.85，壁厚附加量为=137MPaC=0.8mm。试设计

9、釜体壁厚。解：计算壁厚Spc Di1.716006(mm)tp2 13711.20.85 1.7S C11.60.812.4(mm) 再向上圆整得名义厚度 Sn14(mm)则 Se SnC 14 0.8 13.2(mm)此反应釜的名义壁厚为14mm。2. 某减压塔，内径为 D =2400mm，壁厚附加量为 C=2mm，筒体上下i为标准椭圆形封头， 筒体切线间长度为 L=24600mm（包括封头直边长度），塔体共设 9 个加强圈，塔体的设计压力为 P=0.1MPa，设计2400温度为 150，塔体所用材料为 Q235-AR, 试用图算法设计该塔体的壁厚。材料的235MPa , E t2.0105

10、MPa0s200008000006解设 S040mm, 则4n 1286023483A。3 欢迎下载精品文档Se122 10mm,D0 Di2Sn 240024 2424mm22400246004L32500mm91D 0L25001.0314,2424查得： A=0.00035 B=47MPaD 02424Se242.410BP=0.194MPaD0SeSn12mm为塔体壁厚合适。3沿顶部支承的储罐如图。 已知其中径 D=2000mm，储水高 H=5000mm，有效壁厚 Se=10mm，顶部气压 P=0.2MPa， A 点离储罐底面之距离 X=2000mm，求 A 点的两向薄膜应力？解：A

11、: r1, r2R,其两向薄膜应力为：2P1Q(P H) R2(P H)R2 r2 Se sin 22 RSe2Se(0.2 9.8 1035 106)100021012.45 MPaA H12PnPr2(P x)R水r1r2Se2SeXSe(0.29.810 3310 6 ) 100022 .94MPa2104. 如图 2 所示的简易起重机横梁 AB 的 A 端以铰链固定， B 端有拉杆 BC，起重量 W=10KN。 AB梁重P=4KN。 BC杆自重忽略不计，试求载荷W位于图示位置时BC杆的拉力和铰链A 的约束反力。4 欢迎下载精品文档（图2）解：取 AB 杆为研究对象M A0T4asin

12、30P2aW3a0TP 1.5W =19kNFx0T cos30N AX0N AX193 =16.45 kN2M B0N AY4aP2aWa0N AY =4.5 kN5. 某分馏塔，内径 Di=800mm，实际壁厚 n =8mm，塔高 H=10m。设计压力 P=0.9MPa，设计温度为200，材质为 16MnR，塔体 t =170MPa， s =345MPa，焊缝系数=0.85 ，壁厚附加量 C=2.0mm，水9.8 103 N/m 3 ， / t =1.0 。 校核此塔在此设计压力下的强度。 校核此塔水压试验时的强度。解： enC82 =6mmpc ( D ie)0.9 (8006)2 e2 6=60.45 MPat0.85170=144.5 MPa由于t所以容器强度合格。 p'pH0.99.8103 10 10 6 =0.998 m