武汉工程大学压力容器及过程设备过程设备设计问答题

1、1压力容器按设计压力分为哪四个压力等级？具体怎样划分的？答： 低 压 容 器 0.1MPap1.6 MPa； 中 压 容 器1.6 MPa p 10 MPa ；高压容器 10MPa p 100 MPa ；超高压容器 p 100MPa 。2在进行塔设备设计计算时主要考虑了哪几种载荷？答：主要考虑了压力载荷、风载荷、地震载荷、偏心载荷、质量载荷。3卧式容器的支座布置有何特点？答：一般为双鞍座，一边固定、一边活动；鞍座位置 A 不宜大于 0.2L, 当需要时， A 最大不得大于 0.25L ，且尽量满足 A 小于或等于 0.5R a 。4管壳式换热器有哪几种基本类型？U 形管换答：有固定管板换热器、

2、浮头式换热器、热器、填料函式换热器和釜式换热器等五种类型。5搅拌容器在什么情况下要设置换热元件？其换热元件有哪几种形式？答：有传热要求的搅拌容器，为维持反应的最佳温度，需要设置换热元件，常用的换热元件有夹套和内盘管两种形式。1边缘应力有何特征？工程上是如何处理的？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力分析以外，对于静载荷下塑性材料的容器，在设计中一般不作具体计算，而采取结构上作局部调整的方法，限制其应力水平。这些方法不外是在连接处采用挠性结构，如不同形状壳体的圆弧过渡，不等厚壳体的削薄连接等；或采取局部加强措施，或减少外界引起的附加应力，如焊接残余应力、支座处的集

3、中应力、开孔接管的应力集中等。但是对于承受低温或循环载荷的容器，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对缺陷十分敏感，可能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连续应力。2在同样压力和直径的情况下为什么平板封头要比圆筒厚得多？答：因为薄板的最大应力max 与 ( R)2 成正比，而圆筒( R )中的薄膜应力与 成正比，所以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凸形封头设直边段有什么意义？答：为了使封头与筒体的环向焊缝离开封头的边缘应力区，降低应力集中系数。4 在圆筒体上开椭圆孔应如何布置长短轴的方位？答：由于圆筒体的周向应力

4、是轴向应力的 2 倍，所以在圆筒体上开椭圆孔时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。5在计算塔设备地震弯矩时如何考虑高振型的影响？.答：当 H/D 15 或塔设备高度大于等于20m 时，还必须考虑高振型的影响。一种简化的近似算法是按第一振型的计算结果估算地震弯矩，即 M E I I 1.25 M E 1I I 。6级管束与级管束有何区别？各适用于何种工况？答：级管束由较高精度的换热管组成，级管束由普通精度的换热管组成。级管束适用于无相变、大流速和易产生振动等苛刻工况；级管束适用于重沸、冷凝传热和无振动的工况。7搅拌反应器的密封装置有哪几种？各有什么特点？答：搅拌反应器的密封装

5、置有填料密封和机械密封两种。填料密封的特点是结构简单且易于制造，适用于低压， 低转速场合。 机械密封的特点是耗功小，泄漏量低，密封可靠，使用寿命长，在搅拌反应器中得到了广泛应用。1圆筒体上纵焊缝和环焊缝哪个危险？为什么？答：圆筒体上纵焊缝比环焊缝危险。因为圆柱形容器受均匀内压 p 作用时，壁内各处的周向薄膜应力是经向薄膜应力 的两倍，而纵焊缝承受周向薄膜应力 ，环焊缝承受经向薄膜应力 。因此圆柱形容器筒体上纵焊缝要比环焊缝危险。2试比较承受横向均布载荷作用的圆形薄板，在周边简支和固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小和位置。答：周边简支圆板的最大应力在板中心，周边固支圆板的最大应力在板周边；而周

6、边简支及周边固支圆板的最大挠度均在板中心；同样条件下，简支时的最大挠度是固支时的 4 倍，最大应力是固支时的 1.65 倍，因此，使圆板接近固支受载，可使其应力及变形显著减小。5三个几何尺寸相同的承受周向外压的薄壁短圆筒，其材料分别为碳素钢(ReL220 MPa , E2105 MPa ,0.3) ， 铝 合 金0.7 105 MPa ,（ ReL110MPa , E0.3 ） ， 和 铜（ ReL100MPa, E1.1105 MPa ,0.31），试问哪一个圆筒的临界压力最大，为什么？答：碳素钢圆筒的临界压力最大。因为碳素钢的弹性模量 E 大。1椭圆形封头和碟形封头为什么均带有直边？答：为了使封头与筒体的环向焊缝离开封头的边缘应力区，降低应力集中系数。4试述波形膨胀节的作用？答：降低由于管束和壳体间热膨胀差所引起的管板应力、换热管与壳体上的轴向应力以及管板与