化工机械设计基础习题..docVIP

　思考题 1. 压力容器按照压力、温度、监察管理各是怎样分类的？ 2. 钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径指的是哪个直径？无缝钢管制作筒体时，公称直径指的是哪个直径？ 3. 承受气体压力的圆筒和圆锥形壳体的应力有什么特点？标准椭圆壳的应力又是怎样的？ 4. 无力矩理论的适用条件是什么？ 5. 边缘应力的特点是什么？ 6. 在什么情况下需要考虑边缘应力？ 7. 比较半球形封头、椭圆形封头、碟形封头的受力情况。 8. 外压圆筒的失稳形式有哪些？ 9. 影响外压圆筒临界压力的因素有哪些？ 10. 外压圆筒上设置加强圈的目的是什么？ 1. 法兰垫片密封的原理是什么？影响密封的因素有哪些？ 2. 法兰的型式有哪些？各有什么特点？ 3. 法兰密封面型式有哪些？各适用什么场合？ 4. 常用的垫片材料有哪些？ 5. 卧式容器和立式容器的支座有哪几种？ 6. 双鞍座卧式容器支座位置按哪些原则确定？ 7. 为什么压力容器壳体上开孔尺寸较小时可不另行补强？ 8. GB150-1998对压力容器开孔的最大直径是如何规定的？ 1. 自支撑式塔设备设计时需要考虑哪些载荷？ 2. 简述内压塔操作时的危险工况及强度校合条件。 第三篇 化工容器设计 习题 1. 已知DN2000mm的内压薄壁圆筒，壁厚?n＝22mm，壁厚附加量为C＝2mm，承受的最大气体压力为P=2MPa,焊接系数为φ=0.85，试求筒体的最大应力。 解:作用在内压薄壁圆筒上的环向应力最大，根据内压薄壁圆筒应力计算公式得：作用在圆筒上最大环向应力为：σ1=PD/2? ， ?=??n—C=22-2=20 将数据代入公式得： σ1=2*（2000+20）／2*20=101 Mpa。 2. 某化工厂反应釜，内径为1600mm。工作温度为5℃～105℃，工作压力为1.6MPa，釜体材料用0Crl8Ni9Ti。采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体壁厚。 【解】 （1）确定参数：Di =1600mm; tw=5~105℃; pw=1.6MPa; pc =1.1 pw =1.76MPa（装有安全阀） φ=0.85（双面焊对接接头, 局部探伤） C2=0（对不锈钢，当介质腐蚀性轻微时） 材质：0Cr18Ni9Ti [σ]t =112.9MPa（按教材附录9表16-2，内插法取值） [σ] =137MPa （2）计算厚度： C1=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=14.8+0.8=15.6mm. 圆整后，Sn =16mm. (3)水压试验校核 有效壁厚 Se = Sn -C=16-0.8=15.2mm 试验压力 计算应力 应力校核 ∴ 水压试验强度足够 3. 材料为20的无缝钢管，规格为φ57×3.5，求在室温和400℃时，各能耐多大的压力，按不考虑壁厚附加量和C=1.5mm两种情况计算。 根据薄壁圆筒强度计算公式：其最大许可承压P为： 式中，[σ]t查表得：在400℃时为86 MPa,在常温下为130 MPa, 焊缝系数为0.9，有效厚度?e=?n-c,当C=0时，?e=3.5 Di=57-3.5*2=50 代入上式得：【P】=2*86*0.9*3.5/50+3.5 【P】=10.127 MPa(400℃时),在常温时，【P】=2*130*0.9*3.5/50+3.5=15.308 MPa. 若考虑壁厚附加量和C=1.5mm，那么?e=?n-c，?e=2，在室温时，【P】=2*130*0.9*2/（50+2）=9 Mpa。 在400℃时，【P】=2*86*0.9*2/(50+2)=2.98 Mpa。 4. 今欲设计一台反应器，直径为3000mm，采用双面对接焊缝，100％探伤。工作压力为1．8MPa，工作温度450℃，试用20R和16MnR两种材料分别设计反应器的厚度，并作分析比较。 根据内压容器设计壁厚公式得; 初选厚度16-36mm, 对于20R材料来说，[σ]t =79 MPa. 对于16mnR材料来说，[σ]t =119 MPa. 根据两种材料属于单面腐蚀，取腐蚀裕量为1mm, 焊缝系数均为1， 其计算壁厚分别为：20R：δd??????????????????????????????? mm). 对于16mnR, δd???????????????????????????????? mm). 分析：同一台设备材料不同，其设计壁厚不同，使用16mnR设计厚度为24.86 mm，使用20R厚度为3