化工设备机械基础试卷及答案18P

1、1 * 大学 200 200 学年第 学期学院化工设备机械基础试题试卷 B 题号一二三四五总计审核得分一、填空题。 （每小题 2 分，共计 40分）1、金属材料的强度主要有包括：_、_、_ _、_、_等指标。2、纯铁通常情况下可以有 _和_ 两种结构。3、低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量_ _、_、_、_ _、_、_、_等合金元素构成。4、金属设备的防腐措施可以有_、_、_ _等方法。得分阅卷人封线2 5、内压薄壁容器的应力分析一般采用薄膜应力理论，该理论假定考虑的应力状况只有_， 没有_ _，是一种两向应力状态6、内压圆筒边缘应力的特点是具有_ _和_。7、装有爆破片的内压容器的设计压力等

2、于爆破片的_压力加上所选爆破片制造范围的_。8、压力容器的名义厚度等于_和_之和并且向 _达到常用的 _ 标准。9、碟形封头可以有三部分构成，这三部分是：_ _、_ _、和_。10、 按照破坏情况，外压圆筒形壳体可以有_ 、_ _、和_三种。11、 对于外压长圆筒和短圆筒而言，设计过程中除了需要进行_ _计算外，尤其需要进行 _校核。12、 按照法兰与设备或管道联接方式不同可以将法兰分为_ _、_ _、_三类。13、 计算法兰厚度、确定法兰的公称压力级别时是以_材料在 _温度下的力学性能为基准制定的。14、 A 型带垫板 8 号耳式支座可以表示为：_。3 15、 容器的开孔补强设计原则有两种，

3、它们是：_设计原则和 _补强原则。16、 管壳式换热器温差应力的补偿可以有_ 、_ _、_等方法。17、 自支承式塔设备除了承受工作介质压力外还承受_、_、_、_等载荷的作用。18、 有一个带夹套的反应釜，釜内真空，夹套内工作压力为0.4Mpa, 工作温度 200 。则釜体计算压力Pc=_Mpa, 釜 体 水 压 试 验 压 力 =_Mpa, 夹 套 计 算 压 力Pc=_Mpa, 夹 套 气 压 试 验 压 力=_Mpa。19、 半顶角为的圆锥形封头与直径为D 的柱壳连接点处的第一曲率半径=_;第二曲率半径 =_。20、 直径和壁厚分别为D、S 的薄壁圆筒型壳体，承受均匀侧向外压力P 作用，

4、则薄壁圆筒壳体上的环向应力= _,径向应力 = _，它们均是 _应力，与筒体的 _无关。得分4 二、计算题。 （每小题 6 分，共计 30 分）1、一横截面为圆形的实心金属构件，R=20mm, 长度为 100mm, 当该构件受到 3*105Pa 的轴向拉力后，此构件的长度被拉长到 120mm, 在受到 5*105Pa 的轴向拉力后，构件发生了断裂，断面半径 r=12mm, 试求此构件s(0.2)，b和断面收缩率。阅卷人5 2、有一个承受内压的椭圆形封头，其平均直径为 1930mm, 厚度为 30mm, 工作压力为 3MPa, 试求封头长短半轴之比为 21/2时，封头上的薄膜应力最大值。3、某球

5、形内压薄壁容器， 内径为 Di=5m, 厚度为 Sn=23mm, 双面焊对接接头， 100探伤，厚度附加量为 C=3mm, t=170MPa, 试计算该球形容器的最大允许工作压力。6 4、有一承受内压的圆筒形容器，直径为Di=2000mm, 最高工作压力为Pw=2.5MPa, 装有安全阀 t=177.MPa,双面焊对接接头，局部无损探伤，壁厚Sn=20mm,厚度附加量 C=2.0mm, 试验算容器的强度。7 5、一横截面为圆形的实心金属构件，R=20mm, 长度为 100mm, 当该构件受到 3*105Pa 的轴向拉力后，发生了明显的塑性变形，在受到5*105Pa 的轴向拉力后，构件发生了断裂

6、，断面半径r=12mm, 试求此构件s，b和断面收缩率。8 三、 工程应用 题。 （每小题 15 分，共计 30 分）1、 试设计一个中试车间试验设备轻油裂解气废热锅炉汽包筒体及其标准碟形封头的厚度，并回答如果风头与筒 体 厚 度 不 同 应 该 采 用 什 么 样 的 连 接 方 法 ， 作 什 么 样 的 连 接 处 理 。 设 计 条 件 为 ： Pc=10MPa, 得分阅卷人9 t=211.7MPa,Di=1000mm, 双面焊对接接头， 100探伤， C2=3mm。2、 有一个固定管板式换热器，管子的操作压力是1.6MPa, 管子的操作温度是200，管子在管板上按照正三角形排列，管子

7、的外径是25mm, 管间距是 32mm, 管子与管板之间采用胀接连接方式，试求操作压力对管子造成的10 管子拉脱力的大小。11 #大学 200 200 学年第 学期学院化工设备机械基础试题试卷 B 题号一二三四五总计审核得分二、填空题。 （每小题 2 分，共计 40 分）1、金属材料的强度主要有包括：_屈服点 _、_抗拉强度 _、_蠕变极限 _、_持久强度 _、_疲劳强度 _等指标。2、纯铁通常情况下可以有_面心立方晶格 _和_体心立方晶格_两种结构。3、低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量_Si_、_Mn_、_Cu_、_Ti_、_V_、_Nb_、_P_等合金元素构成。4、金属设备的防腐措施可以

8、有_衬覆保护层 _、_电化学保护_、_添加缓释剂 _等方法。5、内压薄壁容器的应力分析一般采用薄膜应力理论，该理论假定考虑的应力状况只有_正应力 _，没有 _弯曲正应力 _，是一种两向应力状态。6、内压圆筒边缘应力的特点是具有_局部性 _和_自限性 _。7、装有爆破片的内压容器的设计压力等于爆破片的_设计爆破_压力加上所选爆破片制造范围的_上限值_。得分阅卷人姓名班级学号座号密封线12 8、压力容器的名义厚度等于_设计厚度 _和_厚度附加量 _之和并且向 _上圆整 _达到常用的钢板厚度标准。9、碟形封头可以有三部分构成，这三部分是：_球面部分 _、_折边部分 _、和_直边部分 _。10、 按照

9、破坏情况，外压圆筒形壳体可以有_长圆筒_、_短圆筒_、和_刚性圆筒 _三种。11、 对于外压长圆筒和短圆筒而言，设计过程中除了需要进行_强度_计算外，尤其需要进行 _稳定性 _校核。12、 按照法兰与设备或管道联接方式不同可以将法兰分为_整体法兰_、_活套法兰 _、_螺纹法兰 _三类。13、 计算法兰厚度、确定法兰的公称压力级别时是以_16MnR_材料在_200_温度下的力学性能为基准制定的。14、 A 型带垫板 8 号耳式支座可以表示为：耳座A3。15、 容器的开孔补强设计原则有两种，它们是：_等面积补强法_设计原则和 _塑性失效 _补强原则。16、 管壳式换热器温差应力的补偿可以有_减少壳

10、体与管束间的温度差 _、_装设挠性构件 _、_壳体和管束自由热膨胀_等方法。17、 自支承式塔设备除了承受工作介质压力外还承受_自重 _、13 _风_、_地震_、_偏心_等载荷的作用。18、 有一个带夹套的反应釜，釜内真空，夹套内工作压力为0.4Mpa, 工作温度 200。则釜体计算压力Pc=_4.4_Mpa,釜 体 水 压 试 验 压 力 =_5.5_Mpa, 夹 套 计 算 压 力Pc=_4.4_Mpa, 夹套气压试验压力 =_5.5_Mpa。19、 半顶角为的圆锥形封头与直径为D 的柱壳连接点处的第一曲率半径 =_ _;第二曲率半径 =_D/(2COS ) _。20、 直径和壁厚分别为

11、D、S 的薄壁圆筒型壳体， 承受均匀侧向外压力 P 作用，则薄壁圆筒壳体上的环向应力= _PD/2S_,径向应力= _PD/4S_，它们均是 _压_应力，与筒体的 _长度_无关。二、计算题。 （每小题 6 分，共计 30 分）6、一横截面为圆形的实心金属构件，R=20mm, 长度为 100mm,当该构件受到3*105Pa 的轴向拉力后，此构件的长度被拉长到 120mm, 在受到 5*105Pa 的轴向拉力后，构件发生了断裂，断面半径 r=12mm, 试求此构件s(0.2)，b和断面收缩率。得分阅卷人14 s(0.2)=Ps/F0=3*105/ R2=3*105/ *0.04=238.9Mpa

12、b=Ps/F0=5*105/ R2=5*105/ *0.04=398.0Mpa =( R2- r2)/ R2=32*8/20*20=64%7、有一个承受内压的椭圆形封头，其平均直径为1930mm, 厚度为30mm, 工作压力为 3MPa, 试求封头长短半轴之比为21/2时，封头上的薄膜应力最大值。当 a/b=21/2,在 X0 处，m=P*a/2S*a/b=1930/2*3/(2*30)*21/2= 68.2MPa 在 Xa 处，m=P*a/2S =48.25MPa =P*a/2S(2-a2/b2)=0 8、某球形内压薄壁容器，内径为Di=5m, 厚度为 Sn=23mm, 双面焊 对 接 接

13、头 ， 100 探 伤 ， 厚 度 附 加 量 为C=3mm, t=170MPa, 试计算该球形容器的最大允许工作压力。Pw=4 t *Se/(Di+Se)=4*170*1*20/5020=2.71MPa 15 9、有一承受内压的圆筒形容器， 直径为 Di=2000mm, 最高工作压力为 Pw=2.5MPa, 装有安全阀 t=177.MPa, 双面焊对接接头， 局部无损探伤，壁厚 Sn=20mm, 厚度附加量 C=2.0mm,试验算容器的强度。t=Pc(Di+Se)/2Se=2.5*(2000+18)/36=154.2 MPa t=177*0.85=150.5Mpa 所以，强度不合适10、 一

14、横截面为圆形的实心金属构件，R=20mm, 长度为 100mm,当该构件受到3*105Pa 的轴向拉力后，发生了明显的塑性变16 形，在受到 5*105Pa 的轴向拉力后，构件发生了断裂，断面半径 r=12mm, 试求此构件s，b和断面收缩率。s=Ps/F0=3*105/ R2=3*105/ *0.04=238.9Mpa b=Ps/F0=5*105/ R2=5*105/ *0.04=398.0Mpa =( R2- r2)/ R2=32*8/20*20=64% 三、 工程应用 题。 （每小题 15 分，共计 30 分）3、 试设计一个中试车间试验设备轻油裂解气废热锅炉汽包筒体及其标准碟形封头的厚度，并回答如果风头与筒体厚度不同应该采用什么样的连接方法，作什么样的连接处理。设计条件为： Pc=10MPa, t=211.7MPa,Di=1000mm, 双面焊对接接头， 100探伤， C2=3mm 。得分阅卷人17 筒体：S= Pc*Di/(2 t- Pc)=10*1000/(2*1*211.7-10)=24.2 Sn=24.2+3+0.25=27.45 28mm碟形封头：S= 1.2*Pc*Di/(2 t- 0.5*Pc)=10*1000/(2*1*211.7-5)=29.0 Sn=29.0+3+0.25=32.