压力容器应力解析总结计划

《过程设施设计基础》习题集樊玉光西安石油大学2007.1前言本习题集为配合过程装备与控制工程专业《过程设施设计基础》课程的讲课参照用书。本书是编者在过去多年讲课经验的基础上整理编写而成，旨在帮助加深对课程中一些基本见解的理解，坚固所学的知识，提升分析和解决工程设计问题的能力，所以编写过程中力争选题宽泛，突出要点，重视解题方法和工程见解的训练。本书与《过程设施设计基础》教材中各章讲课要求基本对应。各章中包含思虑题和习题。目录第一章压力容器导言2第一章思虑题2第二章压力容器应力分析3第二章思虑题3第二章习题7第三章压力容器械料及环境和时间对其性能的影响13第三章思虑题13第四章压力容器设计14第四章思虑题14第四章习题16第五章积蓄设施19第五章思虑题19第五章习题191第一章压力容器导言1.1压力容器整体构造，1.2压力容器分类，1.3压力容器规范标准。第一章思虑题思虑题1.1.压力容器主要有哪几部分构成？分别起什么作用？思虑题1.2.介质的毒性程度和易燃特色对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？思虑题1.3.《压力容器安全技术督查规程》在确立压力容器种类时，为何不只需依据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类？思虑题1.4.《压力容器安全技术督查规程》与GB150的合用范围能否同样？为什么？思虑题1.5.GB150、JB4732和JB/T4735三个标准有何不同样？他们的合用范围是什么？思虑题1.6.化工容器和一般压力容器比较较有哪些异同点？为何压力容器的安全问题特别重要？思虑题1.7.沉稳器的安全、制造、使用等方面说明对压力容器机械设计有哪些基本要求？思虑题1.8.为何对压力容器分类时不只需依据压力高低，还要考虑压力乘容积PV的大小?思虑题1.9.毒性为高度或极度危害介质PV＞0.2MPa·m3的低压容器应定为几类容器？思虑题1.10.所谓高温容器是指哪一种状况?2第二章压力容器应力分析2.1载荷分析，2.2展转薄壳应力分析，2.3厚壁圆筒应力分析，2.4平板应力分析，2.5壳体的坚固性分析，2.6典型局部应力。第二章思虑题思虑题2.1.一壳体成为展转薄壳轴对称问题的条件是什么？思虑题2.2.推导无力矩理论的基本方程时，在微元截取时，能否采纳两个相邻的垂直于轴线的横截面取代教材中与经线垂直、同壳体正交的圆锥面？为何？思虑题2.3.试分析标准椭圆形封头采纳长短轴之比a/b=2的原由。思虑题2.4.何谓展转壳的不连续效应？不连续应力有哪些重要特色，其中与Rt两个参数的物理意义是什么？思虑题2.5.对壳体进行应力分析有哪两种理论?它们分别考虑壳体中哪些应力?为什么工程实质中可以用无矩理论？思虑题2.6.试用图(a)、(b)中所注尺寸符号写出各回转壳体中A和B点的第一曲率半径和第二曲率半径，以及平行圆半径。思虑题2.7.试解说以下名词术语：母线，经线，平行圆，第一主曲率半径，第二主曲率半径，平行圆半径。思虑题2.8.为何推导一般展转壳体的应力时不可以采纳资料力学中的截面法?对一般展转壳体取壳单元的假想截面采纳垂直于轴线的横载面为何是不正确的?应当如何取才是正确的?思虑题2.9.实质的薄壁壳体，当承受均匀内压P，其沿器壁厚度的各点上有否曲折应力?如有则为何无矩理论中不予考虑?思虑题2.10.使用无矩理论有什么限制?为何说壳体界限上的外力只好沿壳体经线的切线方向?思虑题2.11.图2示出三个直径D，壁厚t和高度H均同样的薄壁容器，容器内充满液体，液体密度为，分别悬挂在支座上，试问：(1)三个容器分别在A-A和B-B横截面上的经向薄膜应力能否相等?为何?(2)三个容器在同一高度的对应点上环向薄膜应力能否相等?为何?(3)若将三个容器均直接置于平川上，则A—A横截面上的能否相等?为何?思虑题2.12.如将充满液体的卧式贮罐直立，则器壁中的薄膜应力能否按卧式时一3样计算?为何?思虑题2.13.圆柱壳轴对称曲折问题中，为何纵向截面的剪力Q等于零，且全部内力重量均与坐标没关?思虑题2.14.壳体曲折问题的解法与无矩理论的解法有什么根本差别?思虑题2.15.关于两头作用有边沿载荷的圆柱壳，在何种状况下可以只考虑一端的曲折效应?思虑题2.16.如何理解关于圆柱壳曲折时，在纵截面产生的环向力N?它与薄膜力有何异同?思虑题2.17.何谓边沿效应?使容器产生边沿效应有哪些要素?不连续应力有哪些重要特色?在何种状况下可以不作详尽计算?对构造进行合理设计有哪些基本举措?思虑题2.18.变形连续的物理意义与连续条件是什么?变形协调方程式中各项的正负号如何确立?思虑题2.19.试以半球壳与圆柱壳相连结为例说明计算容器不连续应力的一般步骤。思虑题2.20.为何总的应力可以将薄膜应力与边沿载荷惹起的附带应力叠加?最大应力能否必然在连结边沿上?为何?思虑题2.21.不连续分析中，与Rt这两个参量的物理意义是什么?思虑题2.22.关于组合容器，当两个壳体在连结处无公切线时，在计算边沿载荷时与有公切线有何不同样?试以部分球壳与圆柱壳相连结为例述之。思虑题2.23.单层厚壁圆筒承受内压时，其应力散布有哪些特色？当承受的内压很高时，能否仅用增添壁厚来提升承载能力，为何？思虑题2.24.单层厚壁圆筒承受内压时承受内压Pi与外压P0作用时，能否用压差p=Pi-P0代入仅受内压或仅受外压的厚壁圆筒筒壁应力计算式来计算筒壁应力？为什么？思虑题2.25.单层厚壁圆筒在内压于温度差同时作用时，其综合应力沿壁厚如何分4布？筒壁服气发生在哪处？为何？思虑题2.26.为何厚壁圆筒微元体的均衡方程

rdr，在弹塑性应力散布dr分析中同时适应？思虑题2.27.一厚壁圆筒，两头关闭且能靠谱地承受轴向力，试问轴向、环向、径向三应力之关系式Zr，关于理想弹塑性资料，在弹性、塑性阶段能否都成立，2为何？思虑题2.28.两个厚壁圆筒，一个是单层，另一个是多层圆筒，二者径比K和资料同样，试问这两个厚壁圆筒的爆破压力能否同样？为何？思虑题2.29.厚壁圆筒与薄壁圆筒受力后筒壁上的应力有何主要差别？思虑题2.30.单层厚壁圆筒受温差作用时，其热应力散布有哪些规律？加热方式对其有何影响？思虑题2.31.为何厚壁圆筒与薄壁圆筒在工程上一般规定K=1.2为其界限？思虑题2.32.预应力法增强厚壁圆筒服气承载能力的基本源理是什么？试以双层热套圆筒为例加以说明。思虑题2.33.何谓自增强办理？确立自增强压力的原则是什么？关于理想塑性资料，当塑性层扩展到圆筒的整个壁厚时，增添自增强压力能否连续提升承载能力？思虑题2.34.承受横向均布载荷的圆形薄板，其力学特色是什么？其承载能力低于薄壁壳体的承载能力的原由是什么？思虑题2.35.试比较承受横向均布载荷作用的圆形薄板，在周边简支和固支状况下的最大曲折应力和扰度的大小和地点。思虑题2.36.何谓板的中面、薄板、厚板、大挠度薄板、小挠度薄板?思虑题2.37.在薄板小挠度曲折理论中采纳哪些基本假定?为何在此基本假定下，能概括为求解中面挠度函数的问题?思虑题2.38.简支与固支界限条件的含义是什么?试写出图2—8所示各题的界限条件。思虑题2.39.薄板受横向载荷时的力学特色是什么?壳与板比较较在承载能力上有5什么异同?思虑题2.40.试比较固支与简支状况下，受横向均布载荷作用的圆板最大曲折应力、剪应力和挠度的大小与地点。思虑题2.41.受横向均布载荷圆板的小挠度曲折问题中为何无薄膜力和扭矩，又无横向剪力?思虑题2.42.试述成立圆板轴对称曲折问题的基本方程的步骤。思虑题2.43.当环形板中的计算应力超出资料的服气点时，能不可以用叠加法?思虑题2.44.试用最简单载荷问题的解的叠加方法，分析求解图2—9所示各题的挠度和应力。思虑题2.45.在圆板构造设计中，为了提升其承载能力，主要可采纳哪些方法?各有什么优弊端?思虑题2.46.试述承受均布外压的展转壳损坏的形式，并与承受均布内压的展转壳比较有何异同？思虑题2.47.试述有哪些要素影响承受均布外压圆柱的临界压力？提升圆柱壳弹性失稳的临界压力，采纳高强度资料能否正确，为何？思虑题2.48.提升资料强度对钢制外压容器的坚固性有何影响？思虑题2.49.为何轴向外压圆筒的临界载荷平常以临界应力表征，而不用临界压Pcr？思虑题2.50.求解内压壳体与接收连结处的局部应力有哪几种方法？思虑题2.51.圆柱壳除遇到介质压力作用外，还有哪些从附件传达来的外加载荷？思虑题2.52.组合载荷作用下，壳体上局部应力的求解的基本思路是什么？试举例说明。思虑题2.53.什么叫应力集中和应力集中系数？思虑题2.54.为何容器开孔接收处会产生较高的局部应力？这类应力有何特色？6第二章习题习题2.1.试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p，壳体中面半径为R，壳体厚度为t）。若壳体资料由20R（b=400MPa，s=245MPa）改为16MnR（b=510MPa，s=345MPa）时，圆柱壳中的应力如何变化？为何？习题2.2.试利用题2-1(a)~(d)图中所注尺寸，写出各展转壳中A点的主曲率半径R1、R2和平行园半径r。并用无力矩理论计算各容器承受均匀气体内压力p作用时，器壁中A点的经向应力和周向应力。己知：D=1000mm、L=1000mm、x=L/2、=45。、=30。、a=200mm，壁厚均为t=10mm。习题2.3.试求单叶双曲面壳的主曲率半径R1、R2。曲线方程为x2y21。a2b2习题2.4.一海底探测船的承压舱，系由三个连在一同的球形壳体构成，如图2-3图所示。壳体由钢板制成，其外径为2.5m，壁厚20mm，试求当船在海平面下1000m工作时，舱壁内的周向应力为多大？忽视各球连结处的不连续效应和壳体受深水压力作用的压缩变形。海水密度为1020kg/m3。习题2.5.试确立图示中间支承的圆筒形贮液桶壳壁中随意高度h处的薄膜应力。液体密度为。习题2.6.一锥形容器盛满液体，锥壳半顶角为，高度为H，厚度为t，液体密度为，试确立(1)锥壳中的薄膜应力和最大簿膜应力及其地点；(2)若容器中盛部分液体，其离锥顶距离h(h≤H)，薄膜应力又将如何变化？7习题2.7.一钢质圆筒形水槽，其直径为D，高度为H，壁厚为t，试计算水深为x处壳体的位移以及转角(资料的弹性模量E、泊松比为)。习题2.8.试证明欲使园柱形筒体与半球形封头连结处半径膨胀量同样。此封头的厚度应为ttc(1)/(2)，设圆筒与半球形封头的中面半径为R，圆筒壁厚为tc，且二者资料同样。习题2.9.一等厚度的圆柱形贮罐，中面半径为R，厚度为t，以以下图，其中充满密度为，高度为h之液体。假定罐底固定，顶部敞开。试求下部器壁中的应力。习题2.10.对一标准椭圆封头（如图2-52所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D=1000mm，厚度t=10mm，测得E点（x=0）处的周向应力为50MPa。此时，压力表A指示数1MPa，压力表B的指示数为2MPa，试问哪一个压力表已失灵，为何？习题2.11.有一球罐（如图2-53所示），其内径为20m（可视为中面直径），厚度为20mm，内储有液氨，球罐上部还有3m的气态氨。设气态氨的压力p=0.4MPa，液氨密度为640kg/m3，球罐沿平行圆A-A支承，其对应中心角为120°，试确立该球壳中的薄膜应力。习题2.12.有一锥形底的圆筒形密闭容器，如图2-54所示，试用无力矩理论求出锥形壳中的最大薄膜应力与的值及相应地点。已知圆筒形容器中面半径R，厚度t；锥形底的半锥角，厚度t，内装有密度为的液体，液面高度为H，液面上承受气体压力Pc。习题2.13.试用圆柱壳有力矩理论，求解列管式换热器管子与管板连结边沿处（如图2-55所示）管子的不连续应力表达式（管板刚度很大，管子两头是张口的，不承受轴向拉力）。设管内压力为P，管外压力为零，管子中面半径为r，厚度为t。8两根几何尺寸同样，资料不同样的钢管对接焊如图2-56所示。管道的操作压力为P，操作温度为t0，环境温度为tc，而资料的弹性模量E相等，线膨胀系数分别为1和2，管道半径为r，厚度为t，试求焊接处的不连续应力（不计焊缝余量）。习题2.14.一接收由不锈钢和碳钢焊接而成，试确立焊缝区的纵向应力为多少?已知：d＝250mm，t＝10mm，P＝5MPa，工作时温度高升为T＝250℃，两种资料的Es＝Ec＝1.76×105MPa，s＝17.8×106/C，c＝13.2×106/C。注意：成立连续方程时要将温升产生的直径变化考虑在内。习题2.15.一单层厚壁圆筒，承受内压力Pi=36MPa是，测得（用千分表）筒壁表面面的径向位移Wo=0.365mm，圆筒外直径D0=980mm，E=2×105MPa，=0.3。试求圆筒内外壁面应力值。习题2.16.有一超高管道，其外直径为78mm，内直径为34mm，承受内压力300MPa，操作温度下资料的b=1000MPa，s=900MPa。此管道经自增强办理，试求出最正确自增强办理压力。习题2.17.一内半径Ri=160mm，外半径R0=320mm的闭式厚壁圆筒，承受外压po=15MPa作用，资料的弹性模量E=2×105MPa，=0.3。试问在此状况下：(1)当向筒内施加多大内压力Pi，其内壁周向应力达到25MPa？(2)在上述内外压同时作用下，圆筒内壁的内直径增添多少？(3)若筒体内外壁温差ttito=100℃，11106/℃。试计算筒壁热应力，并画图。习题2.18.一厚壁圆筒外直径D0=200mm，承受内压力，若己知其表面面的100MPa环向应变值以及轴向应变值分别是：500106，z125106。资料的E=2×510MPa，=0.3。试求其内直径为多少？习题2.19．一厚壁圆筒，内半径100mm，外半径150mm，受60MPa内压和30MPa外压作用，求圆筒内外壁径向﹑周向和轴向应力。习题2.20．有一厚壁圆筒容器，内径160mm，外径320mm。若筒内壁上的赞成最大周向应力规定为30MPa，求赞成施加的最大内压力，当此压力作用时外壁的周向应力为多少？习题2.21．有一厚壁筒，内径200mm，外径320mm，受内压力20MPa，计算此压力作用时，圆筒外径改变多少？习题2.22．处于弹性阶段的单层厚壁圆筒容器，其操作内压Pi=50MPa，外壁轴向应力Z0=85MPa，计算内外壁其余应力。习题2.23.一整体式厚壁筒的ti=200℃，t0=250℃其热载荷Pt=16t，若已测得外壁热应力Z0t=-108MPa，内壁热应力it=52MPa，计算Zit﹑rit﹑0t﹑r0t的大小。习题2.24.钢制厚壁筒体，内直径800mm，外直径1000mm，s=330MPa，在某一均匀的内压作用下，测得外壁周向应力为200MPa，按Triscan服气条件判断内壁能否屈9服。习题2.25.高压单层厚壁容器，在水压试验压力40MPa作用下，实验测得，外壁轴向应变E0=0.8×10-4，环向应变0=3.4×10-4，资料E=2×105MPa，=0.3，计算筒体径比K及此时内外壁各项应力。习题2.26.一高压单层厚壁筒体，工作内压30MPa，内外壁温差t=ti-t0=40℃已经测得外壁轴向合成应力Z0=140MPa，若温差应力按t=1.5tMPa]计算，筒体处于弹性状态。计算内外壁上P产生应力，t产生的应力及合成应力。习题2.27.一高压单层厚壁容器仅受内压作用，Pi=40MPa，，资料的弹性模量E=2×105，，试验测得表面面轴向应变-4，环向应变-4，MPa=0.3E0=0.8×100=3.4×10筒体处于弹性范围，计算内外壁各项应力。习题2.28.高压厚壁筒，径比K=1.2，受内压Pi=10MPa作用，同时内壁温度比外壁高50℃，若温差应力数值由t=mt=1.5t[MPa]确立，试计算内外壁以下状况各项应力r﹑﹑Z。（1）由Pi产生应力；（2）由t产生应力；（3）由Pi﹑t共同作用应力。习题2.29.承受横向均布载荷作用的圆平板，当其厚度为一准时，试证明板承受的总载荷为一与半径的定植。习题2.30.有一周边固支的圆板，半径R=500mm，板厚t=38mm，板面上承受横向均布载荷p=3MPa，试求板的最大挠度和应力（取板材的E=2×105MPa，=0.3）。上题中的圆平板周边改为简支，试计算其最大挠度和应力，并将计算结果与上题作一分析比较。习题2.31.有一园平板，半径R=500mm，板厚t=38mm，板表面作用有P=3.0MPa的均布压力，试求当板周边刚性固定和周边简支时，板的最大挠度和应力值，并分析比较。取资料的E=2105MPa，=0.3。习题2.32.一钢制薄园盘，半径为30mm，且周边固定。当压力达到3MPa时，其中心产生1mm的挠度。试求园盘所需的厚度。取资料的E=2105，=0.3。MPa习题2.33.一穿流式泡沫塔其内径为1500mm，塔板上最大液层为800mm（液体密度33），塔板厚度为6mm，资料为低碳钢（5，）。=1.5×10E=2×10kg/mMPa=0.3周边支承但是为简支，试求塔板中心处的挠度，若挠度必然控制在3mm以下，试问塔板的厚度应增添多少？习题2.34.三个几何尺寸同样的承受周向外压得短圆筒，其资料分别为碳素钢（E5E5s=220MPa，=2×10MPa，=0.3）、铝合金（s=110MPa，=0.7×10MPa，=0.3）合铜（s=100MPa，E=1.1×105MPa，=0.31），试问哪一个圆筒的临界压力最大，为何？习题2.35.两个直径、厚度和材质同样的周向均布外压，其中一个为长圆筒，另一个为短圆筒，试问它们的临界压力能否同样，为何？在失稳前，圆筒中周向压力能否10同样，为何？跟着所承受的周向均布外压力不停增添，两个圆筒先后失稳时，圆筒中的周向压应力能否同样，为何？习题2.36.承受均布周向外压力的圆筒，只需设置增强圈均可提升其临界压力。对否，为何？且采纳的增强圈越多，壳壁所需厚度就越薄，故经济上越合理。对否，为什么？习题2.37.有一圆筒，其内径为1000mm，厚度为10mm，长度为20m，资料为20Rb=400MPa，s=245MPa，E=2×105MPa，=0.3）。①在承受周向外压力时，求其临界压力Pcr。②在承受内压力时，求其爆破压力Pb，并比较其结果。上题中的圆筒，其长度改为2m，在进行上题中的①、②的计算，并与上题结果进行综合比较。习题2.38.筒体内径Di=1000mm，壁厚10mm，壳体上的垂直接收外径do=159mm，壁厚6mm。该接收受径向压缩力P=15KN和经向弯矩ML=2.4KNM作用。计算上述静载荷在壳体中惹起的最全局部应力。11第三章压力容器械料及环境和时间对其性能的影响3.1压力容器械料，3.2压力容器制造工艺对钢材性能的影响，3.3环境对压力容器用钢性能的影响，3.4压力容器械料选择。第三章思虑题思虑题3.1.压力容器用钢有哪些基本要求？思虑题3.2.影响压力容器钢材性能的环境要素主要有哪些？思虑题3.3.为何要控制压力容器用钢中的硫、磷含量？思虑题3.4.为何说资料性能劣化惹起的无效常常拥有突发性？工程上可采纳哪些举措来预防这类无效？思虑题3.5.压力容器选材应试虑哪些要素？思虑题3.6.关于压力容器用钢的冶炼方法、化学成分、力学性能等方面有哪些基本要求？思虑题3.7.试差别以下名词术语：压力容器的质量保证和质量督查。资料在使用过程中的退化和时效。资料的塑性和韧性。无塑性转变温度(NDT)和蠕变温度。V型和U型缺口冲击试样。思虑题3.8.指出以下钢号按化学成分和用途分属哪一种钢材，并注明各代号的意义：Q235—A，Q235—A.F，Q235—B，Q235—C，20HP，16MnR，15MnVR，09MnNiDR，18MnMoNbR，15CrMoR，0Crl8Ni9，00Crl9Nil1，00Cr17Ni14Mo2。思虑题3.9.压力容器专用的低合金钢板如16MnR与一般合金钢钢板如16Mn有什么主要差别?思虑题3.10.为何压力容器采纳Q235—A.F钢板时，对温度、压力范围及介质需加以限制?思虑题3.11.在低温(-20℃)以下工作的压力容器对资料有哪些特别要求?思虑题3.12.选择高温容器用钢时主要考虑高温对资料哪些性能的影响?习题3.1.设计压力为0.6MPa，设计温度为300℃，厚度为12mm的容器，正确采纳哪个钢材?13第四章压力容器设计4.1概括，4.2设计准则，4.3常例设计(4.3.1概括4.3.2圆筒设计4.3.3封头设计4.3.4密封装置设计4.3.5开孔和开孔补强设计4.3.6支座和检查孔4.3.7安全泄放装置4.3.8焊接构造设计4.3.9压力试验)，4.4分析设计(4.4.1概括4.4.2压力容器的应力分类4.4.3应力强度计算4.4.4应力强度限制4.4.5分析设计的应用)，4.5疲备分析，4.6压力容器设计技术进展。第四章思虑题思虑题4.1.为保证安全，压力容器设计时应综合考虑哪些要素？详尽有哪些要求？思虑题4.2.压力容器的设计文件应包含哪些内容？思虑题4.3.压力容器设计有哪些设计准则？它们和压力容器无效形式有什么关系？思虑题4.4.压力容器的无效模式有哪些？思虑题4.5.什么叫设计压力？液化气体积蓄压力容器的设计压力如何确立？思虑题4.6.一容器壳体的内壁温度为Ti，外壁温度为T0，经过传热计算得出的元件金属截面的温度均匀值为T，请问设计温度取哪个？选材以哪个温度为依据？思虑题4.7.依据定义，用图标出计算厚度、设计厚度、名义厚度和最小厚度之间的关系；在上述厚度中，知足强度及使用寿命要求的最小厚度是哪一个？为何？思虑题4.8.影响资料设计系数的主要要素有哪些？思虑题4.9.压力容器的常例设计法和分析设计法有何主要差别？思虑题4.10.薄壁圆筒和厚壁圆筒如何区分？其强度设计的理论基础是什么？有何差别？思虑题4.11.高压容器的圆筒有哪些构造形式？它们各有什么特色和合用范围？思虑题4.12.高压容器圆筒的对接深环焊缝有什么不足？如何防备？思虑题4.13.关于内压厚壁圆筒，中径公式也可按第三强度理论导出，试作推导。思虑题4.14.为何GB150中规定内压圆筒厚度计算公式仅合用于设计压力p≤0.4[]t？思虑题4.15.外压圆筒容器为何采纳图算法进行坚固性设计？思虑题4.16.外压椭圆形封头和外压锥形封头的设计思路是什么？思虑题4.17.外压圆筒几何参数计算图能否与资料相关？思虑题4.18.从长钢管上锯下长度为1m的一段，该段外径D0及有效厚度t，且计算出临界长度1.5m，试问该段管子属于长圆筒仍是短圆筒？思虑题4.19.增强圈设置应知足哪些要求？试分析这些要求不同样时知足时会出现什么状况？14思虑题4.20.试分析标准椭圆形封头采纳a／b＝2的原由?为何容器设计此刻对碟形封头要规定最小赞成过渡半径?思虑题4.21.为何球壳是一种理想的压力容器或端盖?思虑题4.22.椭圆形封头、碟形封头为何均设置短圆筒？思虑题4.23.从受力和制造双方面比较半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头的特色，并说明其主要应用途合。思虑题4.24.螺栓法兰连结密封中，垫片的性能参数有哪些？它们各自的物理意义是什么？思虑题4.25.法兰标准化有何意义？选择标准法兰时，应依据哪些要素确立法兰的公称压力？思虑题4.26.在法兰强度校核时，为何要对锥颈和法兰环的应力均匀值加以限制？思虑题4.27.简述强迫式密封，径向或轴向自紧式密封的原理，并以双锥环密封为例说明保证自亲近封正常工作的条件。思虑题4.28.高压密封为何一般采纳金属窄面密封垫圈和自亲近封？思虑题4.29.高压容器的密封为何采纳金属窄面密封垫圈？思虑题4.30.高压容器有哪些构造特色？为何？思虑题4.31.简述强迫式密封，径向或轴向自紧式密封的机理，并以双锥环密封为例说明保证自亲近封正常工作的条件。思虑题4.32.按GB150规定，在什么状况下壳体上开孔可不另行补强？为何这些孔可不另行补强？思虑题4.33.采纳补强圈补强时，GB150对其合用范围作了何种限制，其原由是什么？思虑题4.34.在什么状况下，压力容器可以赞成不设置检查孔？思虑题4.35.什么叫开孔系数？它与应力集中系数的关系如何？思虑题4.36.为何受压壳体上的较小尺寸的开孔可以不另行补强？思虑题4.37.补强元件有哪几种构造？各有什么特色？思虑题4.38.开孔补强有哪些设计准则？它们是成立在什么样的力学基础上的？思虑题4.39.为何等面积法要对开孔的最大直径加以限制？思虑题4.40.采纳补强圈补强时，为何GB150标准要提出资料、壳体和补强圈厚度的限制？思虑题4.41.试比较安全阀和爆破片各自的优弊端？在什么状况下必然采纳爆破片装置？思虑题4.42.压力试验的目的是什么？为何要尽可能采纳液压试验？思虑题4.43.简述带夹套压力容器的压力试验步骤，以及内筒与夹套的组装次序。思虑题4.44.压力容器中，减少构造局部附带应力的举措有哪些？15思虑题4.45.试分析容器中采纳下述构造的目的：椭圆形封头设置直边；容器支座处设置垫板；思虑题4.46.压力容器的焊缝分几类？分类的目的是什么？思虑题4.47.压力容器焊接构造设计的基本源则是什么？举例说明。思虑题4.48.决定容器焊缝坡囗形式的要素有哪些？举例说明。思虑题4.49.为何要对压力容器的应力进行分类？应力分类的依据和原则是什么？思虑题4.50.一次应力、二次应力和峰值应力的差别是什么？思虑题4.51.分析设计标准区分了哪五组应力强度？许用值分别是多少？是如何确立的？思虑题4.52.在疲备分析中，为何要考虑均匀应力的影响？如何考虑？思虑题4.53.压力容器CAD设计和常例设计的主要差别是什么？压力容器的CAD设计方法和传统设计的主要差别是什么？思虑题4.54.分析设计中，各应力的限制条件和计算应力的载荷分别是什么？思虑题4.55.不考虑疲备损坏时，分析设计法对各样应力强度的限制条件是什么？第四章习题习题4.1.一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa，设计温度为50℃；圆筒内径Di=1200mm，对接焊缝采纳双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质无毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有稍微腐化，腐化速率K≤0.1mm/a，设计寿命B=20年，试在Q235-A·F、Q235-A、16MnR三种资猜中采纳两种作为圆筒资料，并分别计算圆筒厚度。习题4.2.一顶部装有安全阀的卧式圆筒形积蓄容器，两头采纳标准椭圆形封头，没有保冷举措；内装混淆液化石油气，经测试其在50℃时的最大饱和蒸汽压小于1.62MPa（即50℃时丙烷的饱和蒸汽压）；圆筒内径Di=2600mm，筒长L=8000mm；资料为16MnR，腐化裕量C2=2mm，焊接接头系数=1.0，装量系数为0.9。试确立：①各设计参数；②该容器属第几类压力容器；③圆筒和封头的厚度（不考虑支座的影响）；④水压试验时的压力，并进行应力校核。习题4.3.今欲设计一台乙烯精馏塔。已知该塔内径Di=600mm，厚度n=7mm，资料采纳16MnR，计算压力Pc=2.2MPa，工作温度t=-20~-3℃。试分别采纳半球形、椭圆形、碟形和平盖作为封头计算其厚度，并将各样形式封头的计算结果进行分析比较，最后确立该塔的封头形式与尺寸。习题4.4.一多层包扎式氨合成塔，内径Di=800mm，设计压力为31.4MPa，工作温度小于200℃，内筒资料为16MnR，层板资料为16MnR，取C2=1.0mm，试确立圆筒的厚度。16习题4.5.一装有液体的罐形容器，罐体为Di=2000mm的圆筒，上下为标准椭圆封头，资料Q235-A，腐化裕量C2=2mm，焊缝接头系数=0.85，罐体总高度(含封头)3200mm，罐体内液体高度2500mm，液面上气体压力不超出0.15MPa，罐内最高工作温度50℃，液体密度(1160kg/m3)随温度变化很小。试设计罐体及封头厚度，并确立水压试验压力及校核水压试验应力。习题4.6.某化工厂一反应釜，釜体为圆筒，内直径Di=1500mm，工作温度5～105℃，工作压力1.5MPa，介质无毒且非易燃易爆，资料0Cr18Ni11Ti，腐化裕量C2=0，双面对接焊、局部无损探伤，其凸形封头上装有安全阀，开启压力1.6MPa。(1)试设计釜体壁厚，并说明此题采纳局部探伤能否符合要求？(2)试确立分别采纳半球形、标准椭圆形、标准碟形封头的封头壁厚。习题4.7．一高压容器，其筒体内径为1000mm，外径1250mm，资料许用应力[]=180MPa，用规范方法计算其赞成的最大内压力。习题4.8．一高压容器，筒体内径为Di=1850mm，设计压力Pi，设计温度为=14MPa280℃，资料18MnMoNbR，[常温下s=440MPa，[]=197MPa，280℃下，[]t=197MPa，焊缝系数=1.0，壁厚附带量4mm，试确立筒体壁厚。习题4.9.一不锈钢(0Cr18Ni9)反应釜，设计压力1.2MPa，设计温度298℃，焊缝接头系数=1.0，腐化裕量C2=0，圆筒釜体内直径Di=1200mm，为方便出料，釜体底部为一大端带折边的锥壳，半锥角45o，要求锥壳小端处出料接收(0Cr18Ni9Ti)内直径不小于200mm。试确立圆筒及锥底壁厚、出料管尺寸，并画出锥壳与出料管焊接构造表示图。(出料管可选规格219×7～219×10，壁厚间隔0.5mm)。习题4.10.一圆筒容器内径Di=400mm，筒高1500mm，设计压力为8MPa，设计温度T=200℃，资料为16MnR，腐化裕量C2=2mm，焊缝接头系数=1。试选择一种焊接平板结构作端盖，并设计筒体、平盖厚度，并确立焊缝等局部构造尺寸(绘图注明)。今需制造一台分馏塔，塔的内径Di=2000mm，塔身长（指圆筒长+两头椭圆形封头直边高度）L1=6000mm，封头曲面深度h1=500mm，塔在370℃及其真空条件下操作，此刻库存有8mm、12mm、14mm厚的Q235-A钢板，问能否用这三种钢板来制造这台设施。习题4.11.一减压塔，为一圆筒容器，两头为标准椭圆形封头，筒体长度24600mm(包含封头直边段长度)，内直径2400mm，壁厚附带量C=2mm，塔筒体、封头资料均为Q235-A。塔的设计外压0.1MPa，设计温度150℃，此时弹性模量E=2×105MPa。试计算当塔筒体、封头的有效壁厚te=8mm时：①塔筒体、封头坚固性能否知足要求？若要知足坚固性要求，筒体、封头的设计名义厚度tn应为多少？②若采纳加增强圈的方法保证筒体的有效壁厚te=8mm时知足坚固性要求，应加多少个增强圈？采纳等边角钢(100×100×10厚)(Q235-A)做增强圈，能否知足惯性矩要求？习题4.12.一套管换热器内管，规格为外直径194mm×厚度24mm，资料12CrMo，实17测壁厚23mm，管子腐化裕量C2℃，计算内管可承受的最大外压力是=1mm，设计温度400多少？习题4.13.已知某减压塔内直径为5000mm，长20000mm（切线间长度），两头均为球形封头，资料20R，壁厚附带量4mm，，E=2.1×5MPa，μ=0.3，当塔内操s=220MPa10作压力为0.01MPa，（绝压）时，由坚固性计算塔的最小壁厚。习题4.14.已知某真空容器内直径3000mm，切线间长度5000mm，两头为标准椭圆封头，资料Q235A，常温下操作，s=220MPa，E=2.1×105MPa，=0.3，取壁厚附带量2mm，由坚固性设计容器壁厚。习题4.15.某一烷基苯磺酸钠中和器内径Di=620mm，壁厚4mm，长6000mm，资料OCr19Ni9。其，E=1.95×5MPa，=0.3，中和器常压操作，外有夹套水冷s=220MPa10却，水压为0.2MPa。试校核其中和器的坚固性。习题4.16．有一铜制圆筒形容器，资料为Q235A，操作温度50℃，其Es=235MPa，=2105MPa，=0.3。外径为2000mm，长5000mm（封头与壳体切线的距离），两头为标准椭圆封头，封头与壳体的厚度均为s=12mm，壁厚附带量为2mm，求容器的最大许用真空度。习题4.17．一薄器管子受外压作用，尺寸为L﹑D，厚度t，资料性能E﹑H。gt经计算得L=Lcr,Pcr=0.2MPa,cr=0.4yt,试确立当圆管子中间加一足够刚性的增强圈时，管子的最大赞成外压值。习题4.18．图示组合外压容器，筒体和锥壳采纳同一资料，当圆筒t=16mm时，刚能承受设计外压。试计算锥壳厚度为多少时，锥壳不会发生失稳？习题4.19．图示组合外压容器，上端为标准椭圆封头，当另变换系数K=0.9，下端为球形封头，资料同样，设计外压=0.1MPa。资料5，t。PE=2×10MPa，Ri=8.40mmy=250MPa计算半球封头和椭圆封头不失稳所需的最小计算壁厚。习题4.20.图4-71所示为一立式夹套反应容器，两头均采纳椭圆形封头。反应器圆筒内反应液的最高工作压力PW=3.0MPa，工作温度TW=50℃，反应液密度=1000kg/m3，顶部设有爆破片，圆筒内径Di=1000mm，圆筒长度L=4000mm，资料为16MnR，腐化裕量C2=2mm，对接焊缝采纳双面全熔透焊接接头，且进行100%无损检测；夹套内为冷却水，温度10℃，最高压力0.4MPa，夹套圆筒内径Di=1100mm，腐化裕量C2=1mm，焊接接头系数=0.85。试进行以下设计：①确立各设计参数；②计算并确立为保证足够的强度和坚固性，内筒和夹套的厚度；③确立水压试验压力，并校核在水压试验时，各壳体的强度和坚固性能否知足要求。习题4.21.某压力容器，内直径为400mm，以平板为封头，承受气体压力为690kPa，并视封头周边为固定。当假定板中的曲折应力不相赞成超出82MPa，试求封头的厚度。取资料的E=2105，=0.3。MPa18习题4.22.有一受内压圆筒形容器，两头为椭圆形封头，内径Di=1000mm，设计(计)压力为2.5MPa，设计温度300℃，资料为16MnR，厚度δn=14mm，腐化裕量C2=2mm，焊接接头系数=0.85；在圆筒和封头上焊有三个接收（方向见图4-72），资料均为20号无缝钢管，接收a规格为89×6.0，接收b规格为219×8，接收c规格为159×6，试问上述开孔构造能否需要补强？习题4.23.拥有椭圆形封头的卧式氯甲烷（可燃液化气体）储罐，内径，厚度，储罐总长，已知排放状态下氯甲烷的汽化热为，储罐无隔热保温层和水喷淋装置，试确立该容器安全泄放量。习题4.