《化工设备机械基础》习题解答

《化工设施机械基础》习题解答《化工设施机械基础》习题解答/《化工设施机械基础》习题解答第一章化工设施资料及其选择.指出以下钢材的种类、含碳量及合金元素含量Ａ组符号意义钢号种类含碳量%合金元素含量（%）F：沸腾钢Q235-A·F一般碳素甲类钢——Q:钢材折服点Q235-A一般碳素甲类钢——A:甲类钢20g优良碳素构造钢%—g:锅炉钢16MnR一般低合金钢%<%R:容器钢20MnMo一般低合金钢%MnMo<%—16MnDR一般低合金钢%Mn:<%D:低温钢14Cr1Mo一般低合金钢%Cr:—0Cr13铬不锈钢<%Cr:13%—1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢%Cr:18%;Ni:9%;Ti:<%—00Cr19Ni10奥氏体不锈钢<%Cr:19%;Ni:10%—B组：钢号种类含碳量%合金元素含量（%）符号意义F：沸腾钢Q235-B一般碳素乙类钢Q235-AR一般碳素甲类容器钢16Mng一般低合金钢18Nbb一般低合金钢18MnMoNbR一般低合金钢09MnNiDR一般低合金钢

——Q:钢材折服点——R:容器钢%Mn:<%g:锅炉钢%Nb:<%b:半冷静钢%—%:<%R:容器钢06MnNb2Cr13

一般低合金钢铬不锈钢

%%

:<!.5%Cr13%

——Cr:～%;12Cr2Mo1

一般低合金钢

%

—Mo:～%Cr:18%;Ni:12%;0Cr18Ni12Mo2Ti

奥氏体不锈钢

<%

Mo:～%;

—Ti:<%第二章容器设计的基本知识一.、指出以下压力容器温度与压力分级范围温度分级温度范围（oC）常温容器－20oC~200oC中温容器壁温在常平和高温之间高温容器壁温达到资料蠕变温度低温容器壁温低于－20oC

压力分级低压容器中压容器高压容器超高压容器

压力范围(Mpa)≤P＜≤P＜1010≤P＜100P≥100器外一个大气压，内部为浅冷容器

壁温在－20oC至－40oC之间

真空容器深冷容器

壁温低于－

40oC

—

真空或低于常压—第三章内压薄壁容器的应力剖析和四、计算以下各样承受气体均匀内压作用的薄壁展转壳体上诸点的薄膜应力m。组：图3-34图图球壳上任一点，已知：p=2Mpa，D=1008mm，S=8mm。R1R2D1008504mm22PD21008m4S463MP8mPR1R2SPD63MP4S圆锥壳上之A点和B点，已知：p=，D=1010mm，S=10mm，a=30o。A点:R1,R2D2cosPD0.51010m4Scos41014.58MP0.866mPR1R2SPD0.510102Scos21029.16MP0.866B点:R1,R20m0椭球壳上之A，B，C点，已知：p=1Mpa，a=1010mm，b=505mm，S=20mm。B点处坐标x=600mm。a10102标准椭圆形封头b505a22A点（x0,yb):R1,R2abbm

Pa11010S20

50.5MPP4222B点：m2sbax(ab)43.3MPaP4222a42sbax(ab)2a4x2(a2b2)27.7MPaC点(xa,y0):Pa11010m2S225.25MPa20Pa11010S50.5MPa20五、工程应用题1.某厂生产的锅炉汽包，其工作压力为，汽包圆筒的均匀直径为816mm，壁厚为16mm，试求汽包圆筒壁被的薄膜应力和。m【解】P=D=816mmS=16mmS16属薄壁容器D816PD2.5816m4S431.875MPa16PD2.5816m63.75MPa2S2162.有一均匀直径为10020mm的球形容器，其工作压力为，厚度为20mm，试求该球形容器壁内的工作压力是多少。【解】P=D=10020mmS=20mmS20属薄壁容器D10020m

PD0.6100204S475.15MPa203.有一承受气体内压的圆筒形容器，两头封头均为椭圆形封头，已知：圆筒均匀直径为2030mm，筒体与封头厚度均为30mm，工作压力为3Mpa，试求；⑴圆筒壁内的最大工作压力；⑵若封头椭圆长，短半轴之比分别为2，2，时，计算封头上薄膜应力的m和的最大值并确立其所在的地点。【解】(1)圆筒P=3MpaD=2030mmS=30mmS30属薄壁容器D2030PD22030m4S450.75MP30最大工作应力：PD220302S2101.5MP30（2）椭球：①a时在x=0，y=b,（极点处）有最大值2b(m)maxPa(a)31015271.78MP2Sb230②a2时，在x=0,y=b处（极点处）bPa(a)310152(m)max101.5MP2Sb230在x=a,y=0点（边沿处）()maxPa(a)310152101.5MP2Sb230③a2.5时，在x=0,y=b处（极点处）bPa(a)310152.5(m)max126.88MP2Sb230在x=a,y=0点（边沿处）Pa(2a2()max2)215.69MP2Sb第四章内压薄壁圆筒与封头的强度设计四、工程应用题组：1、有一DN2000mm的内压薄壁圆筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大气体工作压力pw=2MPa,容器上装有安全阀,焊接接头系数φ=,厚度附带量为C=2mm,试求筒体的最大工作应力.【解】（1）确立参数：pw=2MPa;pc==（装有安全阀）;Di=DN=2000mm(钢板卷制);Sn=22mm;Se=Sn-C=20mm=（题中给定）;C=2mm（题中给定）.2）最大工作应力：pc(DiSe)2.2(200020)111.1MPa2Se2202、某球形内压薄壁容器,内径为Di=10m,厚度为Sn=22mm,若令焊接接头系数φ=,厚度附带量为C=2mm,试计算该球形容器的最大同意工作压力.已知钢材的许用应力[σ]t=147MPa.【解】（1）确立参数：Di=10m;Sn=22mm;φ=;C=2mm;[σ]t=147MPa.Se=Sn-C=20mm.（2）最大工作压力：球形容器.[P]w4[]tSe41471.020DiSe100001.17MPa203、某化工厂反响釜,内径为1600mm,工作温度为5℃~105℃,工作压力为,釜体资料采纳0Cr18Ni9Ti。采纳双面焊对接接头,局部无损探伤,凸形封头上装有安全阀,试设计釜体厚度。【解】1）确立参数：Di=1600mm;tw=5~105℃;pw=;pc=pw=（装有安全阀）φ=（双面焊对接接头,局部探伤）C2=0（对不锈钢，当介质腐化性稍微时）材质：0Cr18Ni9Ti[σ]t=（按教材附录9表16-2，内插法取值）[σ]=137MPa（2）计算厚度：SpcDi1.76160014.8mm2[]tpc2112.90.851.76C1=0.8mm（按教材表4-9取值，GB4237-92《不锈钢热轧钢板》）,C=C1+C2=0.8mm.名义壁厚：Sn=S+C+圆整，S+C=+=15.6mm.圆整后，Sn=16mm.（1）水压试验校核pT(DiSe)T0.9s2Se有效壁厚Se=Sn-C==15.2mm试验压力P1.25P[]1372.67MPaT[]t112.9计算应力TPT(DiSe)2.67(160015.2)141.86MPa2Se215.2应力校核0.9s0.92050.85156.8MPaT0.9S∴水压试验强度足够4、有一圆筒形乙烯罐,内径Di=1600mm,壁厚Sn=16mm,计算压力为pc=,工作温度为-3.5℃，材质为16MnR,采纳双面焊对接接头,局部无损探伤,厚度附带量C=3mm,试校核贮罐强度。【解】（1）确立参数：Di=1600mm;Sn=16mm;tw=-3.5℃;pc=.φ=（双面焊对接接头,局部探伤）16MnR：常温下的许用应力[]=170MPa设计温度下的许用应力[]t=170MPa常温度下的折服点s=345MPa有效壁厚：Se=Sn－C=16－3=13mm（2）强度校核最大同意工作压力[Pw]2[]tS21700.8513[pw]DiSe1600132.33MPaPc＞[Pw]∴该贮罐强度不足9、设计容器筒体和封头厚度。已知内径Di=1400mm,计算压力pc=,设计温度为40℃,材质为15MnVR,介质无大腐化性.双面焊对接接头,100%探伤。封头按半球形、标准椭圆形和标准碟形三种形式算出其所需厚度,最后依据各相关要素进行剖析,确立一最正确方案。【解】（1）确立参数：Di=1400mm;pc=;t=40℃;φ=（双面焊对接接头,100%探伤）；C2=1mm（.介质无大腐化性）15MnVR：假定钢板厚度:6~16mm，则：[σ]t=177MPa，[σ]=177MPa，s=390MPa（2）筒体壁厚设计：SpcDi1.814007.16mm2[]tpc21771.01.8C1=0.25mm（按教材表4-9取值，GB6654-94《压力容器用钢板》）C=C1+C2=1.25mm.名义壁厚：Sn=S+C+圆整，S+C=+=8.41mm.圆整后，Sn=9mm.（3）筒体水压试验校核pT(DiSe)T0.9s2Se有效壁厚Se=Sn-C==7.75mm[]177试验压力PT1.25P]t2.25MPa[177PT(DiSe)2.25(14007.75)计算应力T2Se204.35MPa27.75应力校核0.9s0.93901351MPaT0.9S∴筒体水压试验强度足够4）封头厚度设计半球形封头：pcDi1.81400S3.57mm4[]tpc4177C1=0.25mm（按教材表4-9取值，GB6654-94《压力容器用钢板》）12C=C+C=1.25mm.名义壁厚：Sn=S+C+圆整，S+C=+=4.82mm.圆整后，Sn=5mm.标准椭圆封头：KpcDi1.01.81400S7.1mm2[]t0.5pc21771.0名义壁厚：Sn=S+C+圆整，S+C=+=8.35mm.圆整后，Sn=9mm.标准碟形封头：MpcDi1.3251.81400S9.4mm2[]t0.5pc21771.0名义壁厚：Sn=S+C+圆整，S+C=+=10.65mm.圆整后，Sn=11mm.从计算结果看，最正确方案是采纳标准椭圆封头。第五章外压圆筒与封头的设计四、工程应用题组：1、图5-21中A，B，C点表示三个受外压的钢制圆筒，材质为碳素钢，σs=216MPa，E=206GPa。试回答：Se·A/（1）A，B，C三个圆筒各属于哪一类圆筒它们失稳时的波形数n等于（或大于）几Do·C。Do/B（2）假如将圆筒改为铝合金制造（σs=108MPa，E=），它的许用外L压力有何变化变化的幅度大体是多少（用比值[P]铝/[P]铜=表示）·BA【解】图5-21（1）A—长圆筒，L/D0值较大，临界压力Pcr仅与Se/D0相关，而与L/D0没关，失稳时的波形数n=2。B—短圆筒，临界压力Pcr不单与Se/D0相关，并且与L/D0相关，失稳时的波形数为n＞2的整数。C—临界圆筒（长、短圆筒拐点处），长度等于临界长度，发生失稳时的波形数为n≥2。（2）在圆筒几何尺寸必定状况下，[P]只与E相关。所以，改用铝合金后：[P]铝/[P]铜=Pcr铝/Pcr铜=E铝/E钢=206=许用外压力降落了%。2、有一台聚乙烯聚合釜，其外径为D0=1580mm，高L=7060mm（切线间长度），有效厚度Se=11mm，材质为0Cr18Ni9Ti，试确立釜体的最大同意外压力。（设计温度为200℃）【解】查表得Et=×105MPaLcr1.17D0D022155mmSe1.295Et(Se)2.5(DiSe)D0LcrD01625.2mmSe[]t∵LcrLLcr∴该聚合釜属于短圆筒(Se)2.5其临界压力Pcr2.59EtD0MPaL0.42D0取m=3，[P]=Pcr/m=3=∴聚合釜的最大同意外压力为4、试设计一台氨合成塔内筒的厚度，已知内筒外径为D0=410mm，筒长L=4000mm，材质为0Cr18Ni9Ti，内筒壁温最高可达450℃，合成塔内系统的总压力降为。【解】已知D0=410mm,L=4000mm,Et=×105MPa,计算外压Pc=（1）假定塔内筒名义厚度Sn=8mm，取壁厚附带量C=2mmSe=Sn-C=8-2=6mmL/D0=D0/Se=（2）求A值查图5-5得A=（3）求B值查图5-12得B=88MPa[P]B881.29MPaD0/Se68.3Pc=,Pc＜＜[P]，说明假定的Sn=8mm偏大。（1）从头假定Sn=6mmSe=Sn-C=6-2=4mmL/D0=D0/Se=（2）求A值查图5-5得A=（3）求B值查图5-12得B=78MPa[P]B780.76MPaD0/Se102.5Pc=,Pc＜[P]，且较凑近，故取Sn=6mm适合该内筒采纳Sn=6mm的0Cr18Ni9Ti制作，能够知足稳固性要求。6、有一台液氮罐，直径为Di=800mm，切线间长度L=1500mm，有效厚度Se=2mm，材质为0Cr18Ni9Ti，因为其密闭性能要求较高，故须进行真空试漏，试验条件为绝对压力10-3mmHg，问不设置增强圈可否被抽瘪假如需要增强圈，则需要几个【解】确立计算外压力：∵真空度=大气压-绝压=760-10-3=mmHg0.1759.99∴Pc760查表得：Et=×105MPa1）取壁厚附带量C=2mm，有效厚度Se=2mm，则名义厚度Sn=Se+C=2+2=4mmD0=Di+2Sn=800+8=808mmL/D0=D0/Se=404（2）求A值查图5-5得A=（3）求B值查图5-12A点落在曲线左边，计算B值：B2EtA219510333[P]B11.050.027MPaD0/Se404Pc>[P]∴不设置增强圈会被抽瘪4）设置增强圈所需增强圈最大间距Ls0.86EtDo(Se)2.50.86195103808(2)2.5404.5mmPcDo0.1808增强圈个数：nL150012.7(个）1404.5Ls取整，n=3需设三个增强圈5）验算设三个增强圈，则：Le=L/4=1500/4=375mmLe/D0=D0/Se=404查图5-5得A=，查图5-12，得B=45MPa[P]B45D0/Se0.11MPa404因为Pc＜[P]，且十分凑近，故起码需设三个增强圈。第六章容器零零件二、填空题：A组：法兰联接构造，一般是由（联接）件，（被联接）件和（密封元）件三部分构成。在法兰密封所需要的预紧力一准时，采纳适合减小螺栓（直径）和增添螺栓（个数）的方法，对密封是有益的。3提升法兰刚度的有效门路是1（增添法兰厚度）2（减小螺栓作使劲臂）3（增添法兰盘外径）。4拟订法兰标准尺寸系列时，是以（16MnR）资料，在（200）℃时的力学性能为基础的法兰公称压力确实定与法兰的最大（操作压力），（操作温度）和（法兰资料）三个要素相关。6卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于（筒体）长度加上两头凸形封头曲面深度的（2/3）。配有双准时制作的寝室容器，其筒体的危险截面可能出此刻（支座）处和（跨距中间）处。卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：轴向应力应为（拉≤t）轴向压力应为（压≤t）和（轴向许用压缩应力ac的较小值）B组：1采纳双鞍座时，为了充分利用封头对筒体邻近部分的增强作用，应尽可能将支座设计的凑近封头，即A≤D0,且A不大于（）L2在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=（120°）和θ=（150°）两种。采纳补强板对开孔进行等面积补强时，其补强范围是：有效补强宽度是（Bmax{2d,d2n2nt}）外侧有效补强高度是（min{h1d内侧有效补强高度是（min{h2d

ntnt

接收实质外伸高度,接收实质内伸高度

}）}）4依据等面积补强原则，一定使开孔削弱的截面积A≤Ae=(壳体有效厚度减去计算厚度以外的剩余面积)A1+(接收有效厚度减去计算厚度以外的剩余面积)A2+(焊缝金属截面积)A3。5采纳等面积补强时，当筒体径Di≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)Di,且不得超出（520）mm.当筒体直径Di,>1500mm时，，须使开孔最大直径d≤(1/3)Di,,且不得超出（1000）。6现行标准中规定的圆形人孔公称直径有DN(400)mm,DN(450)mm,DN(500)mm,DN(600)mm等四种。7现行标准中规定，椭圆形人孔的尺寸为（400）×（250）mm与（380）×（280）mm。8现行标准中规定的标准手孔的公称直径有DN(150mm)和DN(250mm)两种。四、工程应用题组：1．选择设施法兰密封面型式及垫片介质公称压力PN介质温度适合密封面型式垫片名称及资料（MPa）℃丙烷150平形耐油橡胶石棉垫/耐油橡胶石棉板蒸汽200平形石棉橡胶垫/中压石棉橡胶板液氨≤50凹凸或榫槽石棉橡胶垫圈/中压石棉橡胶板氢气200凹凸环绕式垫圈/08(15)钢带-石棉带2．试为一精馏塔配塔节与封头的联接法兰及出料口接收法兰。已知条件为：塔体内径800mm,接收公称直径100mm，操作温度300℃，操作压力,材质Q235-AR。绘出法兰构造图并注明尺寸。【解】（1）塔节与封头的联接法兰——容器法兰依据该塔的工艺条件：温度、压力及塔径，塔节与封头联接的法兰应当采纳甲型平焊法兰。依据操作温度、设计压力和使用资料，由表6-4可知应按法兰的公称压力为来选择尺寸。由附录十四表32查得法兰各部尺寸，并绘注于图1中。由表6-1可采纳平面密封面，垫片资料为石棉橡胶板，宽度从表6-3中查得值为20mm。联接螺栓为Ｍ20，共24个，资料由表6-6查得为35。螺母资料为Ｑ235-Ａ。（2）出料口接收法兰——管法兰依据计算压力、法兰材质和工作温度查附录十五表34，确立接收法兰的公称压力为MPa；依据公称压力、公称直径按表6-10确立法兰种类和密封面型式为突面板式平焊管法兰，法兰标志：HG20592法兰RFQ235-A。依据公称压力、工作温度由附录十五表35查得垫片采纳石棉橡胶垫圈，螺栓、螺柱材质为35。由表36得法兰各部尺寸及螺栓、螺柱规格，并绘于图2中。图1甲型平焊法兰（容器法兰）（法兰-RFJB4702-92）图2突面板式平焊管法兰（HG20592法兰RFQ235-A）6．有一卧式圆筒形容器，DN=3000mm，最大重量为100吨，材质为16MnR，选择双鞍式支座标准。【解】每个支座上的载荷mg100103F9.8490KN22依据承受载荷与公称直径查附录十六，应采纳轻型（A型）120°包角带垫板鞍座。JB/4712-92鞍座A3000-FJB/4712-92鞍座A3000-S鞍座资料Q235-AF垫板资料16MnR同意载荷Q=786KN鞍座高度：h250mm腹板:210mml12180mml3341mm弧长3490mmb2316mmb4500mm底版：b1360mm筋板：b3406mm垫板：410mm114mm10mme65mm39．有一Ф89×6的接收，焊接于内径为1400mm，壁厚为16mm的筒体上，接收材质为10号无缝钢管，筒体资料16MnR，容器的设计压力，设计温度为250℃，腐化裕量2mm，开孔未与筒体焊缝订交，接收四周20mm内无其余接收，试确立此开孔能否需要补强如需要，其补强圈的厚度应为多少画出补强构造图。t【解】由表16-1查得16MnR（厚度６～１６）在250℃下的=１５６MＰa，s325MPa10号钢管在250℃下t205MPa=92MＰa，s取φ=1PcDi1.814008.12mm壳体计算壁厚：St215611.82Pc接收计算壁厚：StPcD01.8890.86mmt29211.82Pc壳体与接收的壁厚附带量取C=２mm则开孔直径：dd12C89262281mm壳体的名义壁厚：Sn16mm壳体的有效壁厚：SenC16214mm接收的名义壁厚：Snt6mm接收的有效壁厚：SetSntC624mm接收有效补强宽度：

B2d281162mm接收外侧、内侧有效补强高度：h1h2dSnt81622mm[]管t92frt0.59强度削弱系数：[壳156需要补强金属面积：AdS2SSet1fr818.1228.12412可作为补强的金属面积：A1BdSeS2SetSeS1fr(16281)148.1224148.1210.59457mm2A22h1SetStfr2h2SetC2fr22240.860.59222420.59133.4mm2A218864mm2焊缝按R=8计算，则32可作为有效补强的金属截面积：AAA2A457133.464654.4mm2e13因为Ae＜A，所以需要另加补强。另加补强面积：A4AAe2用补强圈补强构造，补强资料与壳体资料同样为16MnR，厚度与筒体壁厚同样为16mm。第七章管壳式换热器的机械设计一、思虑题1．权衡换热器利害的标准大概有哪些答：传热效率高，流体阻力小，强度足够，构造靠谱，节俭资料；成本低；制造、安装、检修方便。2．列管式换热器主要有哪几种各有何优弊端答：以下表1所示：

表

1列管式换热器长处

弊端种类构造较简单，造价较低，相对其余列管

管外冲洗困难；管壳间有温差应力存在；固定管板式式换热器其管板最薄。一端管板固定，另一端管板可在壳体内

当两种介质温差较大时一定设置膨胀节。构造较复杂，金属耗量较大；浮头式挪动；管壳间不产生温差应力；管制可

浮头处发生内漏时不便检查；填料函式

抽出，便于冲洗。管制一端可自由膨胀；造价比浮头式低；检修、冲洗简单；填函处泄露能及时发现。

管制与管体空隙较大，影响传热。壳程内介质有外漏的可能；壳程中不宜办理易挥发、易燃、易爆、有毒的介质。管内不便冲洗；只有一个管板；管程起码为两程；管板上布管少，构造不紧凑，型管式管制能够抽出冲洗；管子可自由膨胀。管外介质易短路，影响传热成效；内层管子破坏后不易改换。3．列管式换热器机械设计包含哪些内容答：①壳体直径的决定和壳体壁厚的计算；②换热器封头选择，压力容器法兰选择；③管板尺寸确立；④管子拉脱力的计算；⑤折流板的选择与计算；⑥温差应力计算。别的还应试虑接收、接收法兰选择及开孔补强等。4．我国常用于列管式换热器的无缝钢管规格有哪些往惯例定换热管的长度有哪些答：我国管壳式换热器常用无缝钢管规格（外径×壁厚），以下表2所示。换热管长度规定为：1500mm,2000mm,2500mm,3000mm,4500mm,5000mm,6000mm,7500mm,9000mm,12000mm。换热器的换热管长度与公称直径之比，一般在4~25之间，常用的为6~10。立式换热器，其比值多为4~6。表2换热管规格（mm）碳钢低合金钢￠19×2￠25×￠32×3￠38×3不锈钢￠19×2￠25×2￠32×￠38×5．换热管在管板上有哪几种固定方式各合用范围怎样答：固定方式有三种：胀接、焊接、胀焊联合。胀接：一般用在换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力不超出，设计温度在350℃以下，且无特别要求的场合。焊接：一般用在温度压强都较高的状况下，并且对管板孔加工要求不高时。胀焊联合：合用于高温高压下，连结接头在频频的热冲击、热变形、热腐化及介质压力作用，工作环境极其苛刻，简单发生破坏，没法战胜焊接的“空隙腐化”和“应力腐化”的状况下。6．换热管胀接于管板上时应注意什么胀接长度怎样确立答：采纳胀接时，管板硬度应比管端硬度高，以保证胀接质量。这样可防止在胀接时管板产生塑性变形，影响胀接的密切性。如达不到这个要求时，可将管端进行退火办理，降低硬度后再进行胀接。此外，关于管板及换热器械料的线膨胀系数和操作温度与室温的温差△t，一定切合表3的规定。表3线膨胀系数和温度10%≤△α/α≤30%△t≤155℃30%≤△α/α≤50%△t≤128℃△α/α＞

50%

△t≤72℃表中：α=1/2（

α1+α2），α1，α2分别为管板与换热管资料的线膨胀系数，

1/℃。△α=∣α1-α2∣，1/℃。△t等于操作温度减去室温（20℃）。7．换热管与管板的焊接连结法有何优弊端焊接接头的形式有哪些答：焊接连结比胀接连结有更大的优胜性：在高温高压条件下，焊接连结能保持连结的密切性；管板孔加工要求低，可节俭孔的加工工时；焊接工艺比胀接工艺简单；在压力不太高时可使用较薄的管板。焊接连结的弊端是：因为在焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐化和破碎；同时管子与管板间存在空隙，这些空隙内的流体不流动，很简单造成“空隙腐化”。焊接接头的形式有：①管板孔上不开坡口；②管板孔端开60o坡口；③管子头部不突出管板；④孔四周开沟槽。8．换热管采纳胀焊联合方法固定于管板上有何长处主要方法有哪些答：胀焊联合方法的长处：因为焊接连结产生应力腐化及空隙腐化，特别在高温高压下，连结接头在频频的热冲击、热变形、热腐化及介质压力作用下，工作环境极其苛刻，简单发生破坏，不论采纳胀接或焊接均难以知足要求。而胀焊联合法能提升连结处的抗疲惫性能，除去应力腐化和空隙腐化，提升使用寿命。主要方法有：先强度焊后贴胀、先强度焊后强度胀、先强度胀后密封焊等多种。9．管子在管板上摆列的标准形式有哪些各合用于什么场合答：摆列的标准形式有：①正三角形和转角正三角形摆列，合用于壳程介质污垢少，且不需要进行机械清洗的场合。②正方形和转角正方形摆列，一般可用于管制可抽出冲洗管间的场合。10．《钢制管壳式换热器设计规定》中换热器管板设计方法的基本思想是什么答：其基本思想是：将管制看作弹性支承，而管板则作为搁置于这一弹性基础上的圆平板，而后依据载荷大小、管制的刚度及周边支撑状况来确立管板的曲折应力。因为它比较全面地考虑了管制的支承和温差的影响，因此计算比较精准。但计算公式许多，计算过程也较繁琐。但应用计算机进行设计计算，是一种有效的设计方法。11．换热管分程原由是什么一般有几种分程方法应知足什么条件其相应双侧的管箱隔板形式怎样答：分程原由：当换热器所需的换热面积较大，而管子做得太长时，就得增大壳体直径，摆列许多的管子。此时为了增添管程流速，提升传热成效，须将管制分程，使流体挨次流过各程管子。分程方法：为了把换热器做成多管程，可在流道室（管箱）中安装与管子中心线相平行的分程隔板。管程数一般有1，2，4，6，8，10，12等七种。知足条件：①各程换热管数应大概相等；②相邻程间均匀壁温差一般不该超出封长度应最短；④分程隔板的形式应简单。管箱隔板形式有：单层和双层两种。12．折流板的作用怎样常用有哪些形式怎样定位

28℃；③各程间的密答：在对流传热的换热器中，为了提升壳程内流体的流速和增强湍流强度，以提升传热效率，在壳程内装置折流板。折流板还起支撑换热管的作用。常用形式有：弓形、圆盘-圆环形和带扇形切口三种。折流板的固定是经过拉杆和定距管来实现的。拉杆是一根两头皆有螺纹的长杆，一端拧入管板，折流板就穿在拉杆上，各板之间则以套在拉杆上的定距管来保持板间距离。最后一块折流板可用螺母拧在拉杆上予以紧固。13．固定管板式换热器中温差应力是怎样产生的有哪些赔偿温差应力的举措答：当操作时，壳体和管子温度都高升，若管壁温度高于壳壁温度，则管子自由伸长量比壳体自由伸长量大，但因为管子与壳体是刚性连结，所以管子和壳体的实质伸长量一定相等，所以就出现壳体被拉伸，产生拉应力；管子被压缩，产生压应力。此拉、压应力就是温差应力，也称热应力。赔偿温差应力的举措有：解决壳体与管制膨胀的不一致性；或是除去壳体与管子间刚性拘束，使壳体和管子都自由膨胀和缩短。①减少壳体与管制间的温度差；②装设侥性构件；③使壳体和管制自由热膨胀；④双套管温度赔偿。14．何谓管子拉脱力怎样定义产生原由是什么答：换热器在操作中，承受流体压力和管壳壁的温度应力的联合作用，这两个力在管子与管板的连结接头处产生了一个拉脱力，使管子与管板有离开的偏向。拉脱力的定义：管子每平方米胀接周边上所遇到的力，单位为帕。15．壳程接收挡板的作用是什么主要有哪些构造形式答：在换热器入口处设置挡板（常称为导流筒），它可使加热蒸汽或流体致使凑近管板处才进入管制间，更充分的利用换热面积，当前常用这类构造来提升换热器的换热能力。三、试验算固定管板式换热器的拉脱力已知条件以下：项目管子壳体操作压力MPa操作温度℃200100材质1016MnR线膨胀系数1/℃×10-6×10-6弹性模数MPa×106×106许用应力MPa113173尺寸mm￠25××2000￠1000×8管子根数562摆列方式正三角形管间距mma=32管子与管板连结构造：开槽胀接胀接长度mml=30许用拉脱力MPa[q]=4解：在操作压力下，每平方米胀接周边产生的力qp:qppfdl此中：f0.866a24d20.866322252396(mm2)41.03960.168(MPa)qp303.1425在温差应力作用下，管子每平方米胀接周边所产生的力qt:qttatt(d2di2)4dl4dl此中：E(ttts)E(ttts)11.81060.21106(200100)tAt(252202)50.36(MPa)(d22)n5621di1As14410088D中Sn50.36(252202)3.777(MPa)qt25304又qp与qt作用方向同样，则：qqpqt3.945(MPa)[q]，故管子拉脱力在许用范围内。第八章塔设施的机械设计二、填空题组：1．自支撑式塔设施设计时，除了考虑操作压力以外，还一定考虑（自重载荷）、（风载荷）、（地震载荷）、（偏爱载荷）等载荷。2．内压操作的塔设施，最大组合轴向压应力出此刻（泊车）时的（背）风面，其最大组合轴向压应力为iimax(iiii23)。3.外压操作的塔设施，最大组合轴向拉应力出此刻（非操作）时的（迎）风面，其最大组合轴向拉应力为iiiiiimax（32）。4．当地震烈度≥（7）度时，设计塔设施一定考虑地震载荷。5．内压操作的塔设施，最大组合轴向压应力的稳固条件是：max(23)≤(KB)中较小值。(K[]t)6．外压操作塔设施，最大组合轴向拉应力的强度条件是：max(32)≤(K[]t)。7．裙式支座基底截面水压试验时最大组合轴向压应力知足的强度与稳固条件是：0.3Mw00Memmax(0.9Ks)g中的较小值。max≤ZsbAsb(KB)8．裙式支座人孔或较大管线引出孔处，水压试验时，最大组合轴向压应力应知足的强度与稳固条件是：0.3Mw11Memmax11g≤中的较小值。maxZsmAsm9.裙座与塔体的连结焊缝，如采纳对接焊缝，则（只要）验算焊缝强度；如采纳搭接焊缝，则焊缝同时承受（载荷）和（剪力）作用，所以操作或水压试验时，焊缝承受复合剪切应力作用，其验算的强度条件为：JJJJJJmgFvMmax≤（0.8K[]tw）AwZwτ0.3MwJJmmaxJJgMe≤(0.72Ks)AwZwB组：1．塔设施质量载荷包含：（1）（塔设施壳体(包含