化工设备机械基础试卷B(材化04级用)答案.docVIP

化工设备机械基础试卷B（材化04级用）答案 选择题（10分） 1.b 2.a 3. b 4.a 5.c 判断题（20分） 1.W 2. W 3.W 4R 5.R 6.W 7.W 8.R 9. R 10. W 填空题（25分） 塑性， 强度， 韧性 低碳，钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母，屈服点的数值，低合金 薄膜， 弹性， 第三 选择材料， 许用应力 1， 3 钢制压力容器, 核心, 正文, 相关标准, 标准释义 联接件， 被联接件， 密封元件, 垫片渗漏， 压紧面泄漏 轻型鞍座, 公称直径为2600mm, 活动鞍座 耳式支座， 腿式支座， 支承式支座， 裙座 胀接, 焊接, 胀焊并用 板式塔, 填料塔, 整块式, 分块式 浆式, 推进式, 框式, 锚式, 螺带式 , 压， 无 搅拌装置， 轴封， 搅拌罐 问答题（20分） 1.答题要点(6分): 薄膜应力的两个方程………………………………………….4分 微体平衡方程式 区域平衡方程式 —经向应力，MPa —环向应力，MPa —壳体中曲面在所求应力点的第一曲率半径，mm; —壳体中曲面在所求应力点的第二曲率半径，mm; S—厚度，mm; P—气体压力，MPa 应用条件………………………………………………………….2分 回转壳体曲面在几何上是轴对称,壳体厚度无突变；曲率半径是连续变化的，材料是各向同性的，且物理性能（主要是E和μ）应当是相同的； 载荷在壳体曲面上的分布是轴对称和连续的； 壳体边界的固定形式应该是自由支承的； 壳体的边界力应当在壳体曲面的切平面内，要求在边界上无横剪力和弯矩。 S/Di≤0.1 2.答题要点(6分) ①温差应力产生的原因………………………………………….4分 如图所示,固定管板式换热器的壳体与管子,在安装温度下,它们的长度均为L(图a);当操作时(图b),壳体和管子的温度都升高,若管壁温度高于壳壁温度,则管子自由伸长量和壳体自由伸长量分别为 =(-)L =(-)L 式中, —分别为管子和壳体材料的温度膨胀系数，1/℃； —安装时的温度，℃ ，—分别为操作状态下管壁温度和壳壁温度，℃ 由于管子与壳体是刚性连接，所以管子和壳体的实际伸长量必须相等，见图c，因此就出现壳体被拉伸，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。这就是温差应力产生的原因。 ②消除温差应力的措施…………………………………………….2分 减少壳体与管束间的温度差 装设挠性构件 使壳体和管束自由热膨胀 双套管温度补偿 3．答题要点(8分) 开孔削弱了器壁材料，破坏了原有应力分布并引起应力集中；（2分） 壳体与接管连接处形成结构不连续应力；（2分） 壳体与接管的拐角处因不等截面过渡面引起应力集中。（2分） 这样会引起附加弯曲应力，导致的应力集中是原有基本应力的数倍，加上其它载荷作用，开孔接管结构在制造过程中又不可避免产生缺陷和残余应力，使开孔和接管的根部成为压力容器出疲劳破坏和脆性裂口的薄弱部位，因此需要采取一定的补强措施。（2分） 五、计算题（15分） 1.计算题 解：（1）确定参数……………………………………………….5分 =1.1×15.6=17.16MPa =1200mm =190 MPa =1 C2=1mm （2）计算厚度………………………………………………..5分S===56.75mm =S+ C2=56.75+1=57.75mm + C1=57.75+0=57.75mm 园整后取厚度为=60mm,该汽包可用60mm厚的18MnMoNbR钢板制造. (3)校核水压试验强度…………………………………………5分 式中 =1.25p=1.25=21.45MPa(p==17.16MPa) 59mm ==228.86MPa 而 ==369MPa 可见＜ 所以水压试验强度足够 六.分析题: 答题要点 内压…………………………………………………………………………….5分 外压…………………………………………………………………………….5分 要点：内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况； 公式：=+ 图(a) 外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在正常操作情况； 公式：=++ 图(b) 式中：—计算压力在塔体中引起的轴向