化工设备机械基础试题库

....化工设备机械基础试题库一、填空力学基础部分曲。就所受外力而言,受剪切直杆与受弯的梁二者之间的区别是受剪横向外力作从工程意义上讲,材料的破坏可分为二类,一类是脆性断裂破坏,应采用第一但是它们却有非常明显的性能差别,低碳钢是典型的和磷,其有害作用主要表现在硫使钢材发生热脆,磷使钢材发生冷脆。碳钢和铸铁中的主要化学元素除铁外还有碳2.11%2.11%时为铸铁。,如果组成的合金中碳含量小于就钢材的含碳量而言,制造压力容器用钢与制造机器零件用钢的主要区别是从应力角度看,等壁厚、内径和内压均相同的球形容器比圆筒形容器具有优越性,二者经向应力相同,而周向（环向）2器锥顶处应力为零,最大应力位于锥底处。10．标准椭圆形封头的长、短半轴之比等于2,这种封头的最大拉应力位于椭圆壳体的顶点处,最大压应力位于壳体的赤道。11．标准椭圆形封头最大拉应力位于椭圆壳体的顶点处,位于壳体的赤道出现经向的最大压应力,其绝对值与最大拉应力值相等。12．边缘应力的两个基本特征是局部性,自限性。圆锥壳与圆柱壳的连接点A处圆锥壳的第一主曲率半径为 ,第二主率半径为 。锥顶处B点的第一主曲率半径为 ,第二主曲率半径为 。15．我国钢制压力容器常规设计所遵循的国家标准的名称是《钢制压力容器》标准号是GB150-1998。对于用钢板卷焊的压力容器筒体,用它的内径作为其公称直径,如果压力容钢板卷制的容器的公称直径是其内径,钢管制作的容器的公称直径是其外径3mm；2mm。容器设计阶段考虑腐蚀裕量即可保证容器强度。Pc,P,PwPk,四者之间的关系应该是Pc≥P≥Pk≥Pw。设计压力P,最大工作压力Pw,安全阀的起跳压力Pk[P],四者之间的关系应是[P]≥P≥Pk≥Pw。22．压力容器的主要受压元件有压力容器筒体、封头（端盖、人孔法兰、人孔M36250mm（选5个）23．进行压力容器零部件的机械设计应满足强度、刚度、稳定性、耐久性、气密性、节约材料和便于制造、运输、安装、操作及维修均应方便等要求（5Di=2000mm,P=0.2Mpa,材料[σ]t=113Mpa,φ=1,则容器的最小壁厚δmin3mm。δn,是有效厚度δe。标准零部件选用26压力容器开孔补强结构主要有补强圈补强、厚壁管补强、整锻件补强三种。中低压法兰密封面形式常用的有平面型、凹凸型、榫槽型三种。1.6MPa≤P<10Mpa。二、回答下列问题加强圈和补强圈的作用有什么不同？加强圈用来缩短外压容器的计算长度,提高外压容器的抗失稳能力,而补强圈用来进行开孔扑强,降低开孔接管处的应力集中系数。标准椭圆形封头在承受内压时规定其δe≥0.15%Di,为什么？≥0.15%Di。什么是金属材料的高温蠕变现象？金属材料在高温时,在一定的应力下,应变随时间延续而增加,逐渐产生塑性变形的现象。等面积补强法的原则是什么？处于有效补强范围内的可起补强作用的金属截面积等于或大雨开孔所削去的壳体承压所需的理论截面积。什么是“18-8”钢的晶间腐蚀？“18-8”450℃-850℃CCrCr晶间腐蚀。梁承弯更合理？的金属截面积小,而离中性轴较远处的金属截面积大。因此工字梁比矩形截面梁承弯更合理。三、判断正误并说明理由1．图纸标注的容器壳体厚度指的是名义厚度δn,即可以作为依靠来承受介质压力的厚度。前半句对,后半句不对。可以作为依靠来承受介质压力的厚度是有效厚度δe。实际承压能力不变。不对。法兰尺寸相同,而承压能力改变。封头被选用。力情况虽不如球形封头好,但优于碟形封头,制造虽较碟形封头难,但易于球形封头。因为封头的尺寸不能太多,压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列或通过设备法兰与之连接,同一公称直径系列的封头与筒体才能对接。所以压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来选取,而不是单纯按化工工艺要求来确定。四、选择填空1．平面一般力系简化结果可能是（ 。①合力不为零,合力偶矩为零。②合力为零,合力偶矩不为零。③合力为零,合力偶矩也为零。④合力不为零,合力偶矩也不为零。2．通过金属材料简单拉伸试验可得到材料的机械性能指标有（ ①E ②Ψ ③δ ④σs ⑤σb ⒶAk3．可用于制造压力容器的下列钢号的板材有（ ①0Cr18Ni9Ti ②20R ③Q235-B ④45 ⑤16MnR4．承受气体内压的标准椭圆形封头的最大应力发生在（ 。①顶点 ②赤道 ③中部 ④不确定6．压力容器的设计温度是指（ ①介质温度 ②环境温度 ③壁温7．提高外压容器的抗失稳能力的途径有（ ① 选用高强度的钢材 ②增加容器的相对壁厚③配制加强圈8．管法兰的公称直径指的是（ ①管子的内径 ②管子的外径 ③管子的中径 ④管子的公称直9．容器在正常操作情况下的最大工作压力是指（ 。① 容器顶部可能出现的最高工作压力② 容器底部的压力加上液柱静压③ 容器底部可能出现的最大工作压力10．为卧式容器配制鞍式支座时,若封头切线与鞍座中心线的距离为A,封头切线之间的距离为L,容器的外径为D0,那么A应满足的条件为（ 。①A≤0.2L ②A≤0.25L ③A≤0.25D0 ④A≤0.5D0一、填空题1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（内）径。2、无缝钢管做筒体时.其公称直径是指它们的（外）径。3n=（2n>（2）的整数。4、现行标准中规定的标准手孔的公称直径有5、防腐（发生什么腐蚀？有何措施）P37~446、薄膜理论：P697、自支撑式塔设备设计时.除了考虑操作压力以外.还必须考虑（自重载荷、（（地震载荷（偏心载荷）等载荷。8、椭圆形封头（标准椭圆形封头怎样定义？）K=1。P100-10116MnR16:0.16%含碳量.Mn:合金元素R：容器钢Q235-A·FF：沸腾钢Q:钢材屈服点 Q235-A A:甲类20g g:锅炉钢二、判断题1（σ/σ越高.越有利于充分发挥材料的潜力.因此.应极力追S b求高的屈强比。（×）2EµEµ（×）3、蠕变强度是表示材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的能力；持久强度表示材料在在高温抵抗断裂的能力；冲击韧性则表示材料在外加载荷突然袭击时及时和迅速塑性变形的能力。（×）4（×）5、薄壁回转壳体中任一点.只要该点的两个曲率半径R＝R.则该点的两向应力1 2σ=σ（√）θ m6、依据弹性失效理论.容器上一处的最大应力达到材料设计温度下的屈服点σtS时.即宣告该容器已经“失效”。（√）7、安全系数是一个不断发生变化的数据.按照科学技术发展的总趋努.安全系数将逐渐变小。（√）8、假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想.制造的精度绝对保证.则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。（×）9、法兰密封中.法兰的刚度比强度更重要。（√）10、无缝钢管做筒体时.公称直径是指它们的外径。（√）11、材料的屈强比（σ/σ）越高.越有利于充分发挥材料的潜力.因此.应极力S b（×）12EµEµ（×）13表示材料在在高温抵抗断裂的能力；冲击韧性则表示材料在外加载荷突然袭（×）14（×）15、因为从受力分析角度来说.半球形封头最好.所以在任何情况下.都必须首先考虑采用半球形封头。（×）16、依据弹性失效理论.容器上一处的最大应力达到材料设计温度下的屈服点（√）S17（√）18假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想.制造的精度绝对保证.则在任何的外压下也不会发生弹性失稳（ ）19、法兰密封中.法兰的刚度比强度更重要。（√）20、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的内径。（√）δn,力的厚度。前半句对,后半句不对。可以作为依靠来承受介质压力的厚度是有效厚度δe。22．对同一公称直径和公称压力的标准法兰,材料不同,法兰的尺寸也不同,但法兰实际承压能力不变。不对。法兰尺寸相同,而承压能力改变。在中低压容器设计中,由于半球形封头受力情况好,因此常常作为最佳的凸力情况虽不如球形封头好,但优于碟形封头,制造虽较碟形封头难,但易于球形封头。因为封头的尺寸不能太多,压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来选取,而不是单纯按化工工艺要求来确定。或通过设备法兰与之连接,同一公称直径系列的封头与筒体才能对接。所以压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来选取,而不是单纯按化工工艺要求来确定。四、简答题1、管子和管板连接方式有哪些？有何优缺点？P1992、生产中采取什么措施进行温度补偿？P2143、化工过程开发有哪些方法？A、相似放大法BCD、部分解析法2、下列钢号各代表何种钢.符号中的字母和数字各有什么意义？（8Q215-B.F代表普通碳素钢（钢种）.其中Q为屈服强度的头一个拼音字母.215为屈服强度值.B表示质量等级.F表示沸腾钢。20A代表高级优质碳素钢.20为含碳量0.2%。15MnVDR0.15%Mn1.5%V%.D.RH80（钢种）.H.8080%.20%5、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（4）2000mm.1MPa3.6MPa0.5MPap3MPa1）（2）（3）（4）为三类容器。1一个低合金钢内压反应塔.筒体内径D 1000mm.标准椭圆形封头.工作压力i2.0MPa（装有安全阀工作温度2700C.塔体采用单面手工电弧焊.100%损探伤.内部介质有轻微腐蚀性。设计塔体壁厚 .并校核水压试验强度。（

144MPa.

170MPa.

345MPa.

DpT D

e

0.9）（10）

s T e表C（mm）l钢板厚度4.5～5.56～78～2526～3032～3436～40负偏差0.20.60.80.911.1解：根据题意.C .0.9.p1.0522pD i pDd 2tp

21.05100021440.921.05

1.09.17mm再加上钢板负偏差C 0.8mm.然后圆整.取 10mm厚。1 n水 压 试 验 校 核 ：DD pT

e

1.2521.051708.2144

190.5MPaT e

28.20.90.9345279.5MPa.s .T s所以水压试验时强度足够。D5e 0LD02DN20004500mm.D5e 0LD0e（p 2.2Ee

3.p 2.59E

.E2105MPa）cr D cr0120208.2C10.8mmC2L4500360024900mm20208.2D0eL 1.17D0ecr 0

1.172020

37094mmLL .为短圆筒.发生侧向失稳后筒体横截面上产生的波形数n2。crDD2.5e0LD 2020 p 2.59Ecr

2.5921050

4900 2020

0.224MPappcr0.075MPam