武汉工程大学-过程设备设计-压力容器-考试试题

2023-2023学年第1学期考试试题(A)卷(a)焊接措施(b)焊接接头型式(c)焊接工艺

课程名称《压力容器及过程设备》任裸教师签名嗡九阳,徐建民4.GB150采用—强度理论进行设计，而JB4732我用—强度理论<)

出题教师赛名--------审题教师签名喻光阳--------<a)第一(b)第二(c)第三(d)第四

考试方式(闭)卷合用专业理论与应用力学L过程装在与控制工程5.GB150规定不另行补强的设计压力应满足0()

考试时间(120)分钟(a)W1.0MP*(b)这I.6MP；.(c)W2.5MP,

6.法兰、地脚螺栓的个数，一般为—o()

题号—二三四五六总分

(a)奇数(b)偶数(c)任意

得分

评卷人7.内压薄壁圆筒为两向薄膜应力状况，其轴向应力为环向应力的。

()

一、选择题(每题2分，共20分)(a)I瞥(b)2倍(c)0.5倍

1.卧式容器鞍座的包角a,一般取。()8.固定式压力容器上安装安全阀时，其安全阀口勺启动压力不应低于压力容

(a)100°(b)120°(c)150°器的。()

2.《容规》规定，用于焊接压力容器的碳素钢和低合金钢含碳量不应不小(a)设计压力(b)最高工作压力(c)1.05〜1.1倍设计压力

于。<)9.承受内压壳体的开孔补强准则为o<)

(a)0.25%(b)0.20%(c)0.30%(a)压力面积补屈法(b)等面枳补强法(c)极限载荷补强法

3.焊接接头系数应根据受压元件口勺及无损检测的长度比例确定。10.根据法兰的整体性程度，从劣到优的排列次序是—、—、—0

)

(a)整体式法兰(b)任意式法兰(c)松式法兰3.凸形封头设直边段有什么意义？

二、判断题(每题2分，共20分)4.在圆筒体上开椭圆孔应怎样布置长短轴H勺方位？

I.卧式容器鞍座位置A不得不小于O.2L0()5.在计算塔设备地震弯矩时怎样考虑高振型的影响？

2.GB150规定壳体开孔补强构造一般采用局部补强。()6.I级管束与II级管束有何区别？各合用于何和工况？

3.GBI50规定凸形封头包括椭圆形封头、碟形封头、锥形封头、球冠形封7.搅拌反应器的密封装置有哪几种？各有什么特点？

头和半球形封头。()四、计算推导题(10分)

4.真空下工作的压力容器不划分容器类别。()1.如图有一薄范圆锥形容器，顶部压强为0,内盛满重度为/的液体，壁

5.气压试验合珞的容器无需再进行气密性试验。()厚为b,底部钱支支承，试求其圆锥体上的任意•点M的周向及经向薄膜

6.GB15O规定壳体上的开孔应为圆形.()应力.

7.在压力容器上开孔一般应避开焊缝。()

8.GB150规定壳体开孔采用厚壁管补强时应采用全惇透的构造型式。()

9.对压力容器;所有的开孔均应进行补强，否则将影响其安全使用。()

10.GBI50规定壳体开孔当采用补强圈补强时，钢材口勺原则抗拉强度下限

值。bW49OMPao()

三、问答题(每题5分，共35分)

1.边缘应力布•何特性？工程上是怎样处理的？

五、设计计算题(15分)

2.在同样压力和直径I内状况下为何平板封头要比圆筒厚得多？

1.今需制作一台分馈塔,塔的内径为1800mm,塔身(包括两端椭圆形封

头的直边）长度为6000mmo封头（不包括直边）深度为450mm<,采用双

面对接焊，局部无损探伤，°=0-85,腐蚀裕量G=钢板厚度负偏差

G=0・3,材料选用Q245R,分愉塔在37OC及其空下操作。无加强圈时，

试设计该塔筒体的壁里并做水压试验应力校核。

5.0

4.0

3.5

0.90

0.S0

0.70

040

A035

5030

0.16

0.14

0.090

0.080

0.070

0.060

0.050

O.OWXJ!

外压或轴向受压圆筒几何参数计算图（用于所有材料）

2023-2023学年第1学期考试试题（A）卷

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

出题教师签名民---------审题教师签名喻先阳

考试方式（闭〉卷合用专业过程装备与控制工程------

考试时间（12（））分钟

题号—二三四五八-S-总分

得分

评卷人

外压圆简、管子和球壳厚度计算图（/?”>207~2£0用2〃的碳素钢）

选择题（每题2分，共20分）

1.(a)120'150°2.(b)0.25%

3.（c）焊接接头型式4.（a、c）第一、第三

5.(a)W2.5MP*6.（a）4叼倍数

7.(b)2倍8.<c）设计压力

9.（a）等面积补强10.（a、b、c）整体式法兰、任意式法

az.松式法兰

判断题（每题2分，共20分）

答：由于薄板的最大应力5-与》成正比，而圆简中的薄膜应力与3成

正比，因此在同样条件下薄板的最大应力比圆筒中的薄膜应力大得多，因此

薄板厚度较圆筒大得多。

3.椭圆形封头和碟形封头为何均带有直边？

答：为了使对头与筒体的环向焊缝离开封头的边缘应力区，减少应力集中系

三、问答题（每题5分，共35分）

数。

I.边缘应力有何特性？工程上是怎样处理的？

4.在圆筒体上开椭圆孔应怎样布置长短轴的方位？

答：边缘应力具有局部性和自限性两种特性。除了分析设计必须作详细的应

答：由于圆筒体的周向应力是轴向应力H勺2倍，因此在圆简体上开椭圆孔时

力分析以外，对于静载荷下期性材料的容器，在设计中一般不作详细计算.

使其长轴与筒体轴线垂直，短轴与筒体轴线平行受力状况合理。

而采用构造上作局部调整的措施，限制其应力水平。这些措施不外是在连接

5.在计算塔设备地震弯矩时怎样考虑高振型的影响？

处采用挠性构造，如不一样形状壳体的砌弧过渡,不等厚壳体的削薄连接等：

答：当H/D>15或塔设备高度不小于等于20m时，还必须考虑高振型的影

或采用局部加强措施，或减少外界引起H勺附加应力，叫焊接残存应力、支座

处的集中应力、开孔接管的应力集中等。不过对于承受低温或循环载荷口

•种简化的近似律法是按第•振型的计算成果估算地震弯矩，即

器，或用脆性较大的材料制造的容器，因过高的边缘应力使材料时缺陷十分

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敏感,也许导致容器的疲劳失效或脆性破坏.因而在设计中必须核算不持续

6.试述波形膨胀节的作用？

应力。

答：减少由于管束和壳体间热膨胀差所引起I向管板应力、换热管与壳

2.在同样压力和直径I内状况下为何平板封头要比圆筒厚得多？

体上的轴向应力以及管板与换热管间的拉脱力。

7.机械搅拌反应器轴封的目的是什么？常用有哪两种形式？

答：机械搅拌反应器轴封的目的是防止介质通过转轴从搅拌容器内泄漏或外

部杂质渗透搅拌容器内“常用的有填料密封和机械密封两种形式“

四、计算推导题（10分）

1.答：如下图所示，锥壳上任意一点乂处在液体静压力的作用下，其大小

为

〃=，z

又因R产8,&="cosa,r=z尔a3分五、设计计算题（15分）

1.M：（1）筒体壁厚计算

由微体平衡方程得：

塔体计算长度L=6(XX)+-x450x2=63(X)”〃n

4=40幺4分3

ocosa

假设公=12mm，&=4一。=12-(0.8+l)=l0.2ww:

求叫时，如取”点处以上的部分壳体为研究对象，则外载荷为

筒体外径Q,=。+2a=1800+2x12=1824〃〃〃

、、12

V=f（r2p-G=/rr2/z--^r2yz=-nr2yz4分

A翳手⑼土器小

将V值代入区域平衡方程得

2,L2

铲尸泮①一"％a4分

由°。、"查几何曲线得A=0.000165分

2”r5cosa3bcosa3bcosa