化工设备机械基础试题库完整

1、化工设备机械基础试题库一、填空力学基础部分1在外力的作用下 , 杆件可产生变形的基本形式为轴向拉、压、剪切、扭转、弯 曲。2就所受外力而言 , 受剪切直杆与受弯的梁二者之间的区别是受剪横向外力作用 线相距很近、受弯横向外力作用线相距很远。3从工程意义上讲 , 材料的破坏可分为二类 ,一类是脆性断裂破坏 , 应采用第一或 二强度理论解释其破坏原因；另一类是屈服流动破坏 , 应采用第三或四强度理论 解释其破坏原因。4 碳钢和铸铁都是铁 塑性材料；而铸铁是典型的 脆性材料。和碳组成的合金 , 但是它们却有非常明显的性能差别 , 低碳钢是典型的5 碳钢和铸铁都是铁和碳组成的合金。一般来说 , 对钢材性

2、能有害的元素是硫 和磷, 其有害作用主要表现在硫使钢材发生热脆 , 磷使钢材发生冷脆。6 碳钢和铸铁中的主要化学元素除铁外还有碳2.11% 时为碳钢；如果组成的合金中碳含量大于 2.11% 时为铸铁。 , 如果组成的合金中碳含量小于 7就钢材的含碳量而言 , 制造压力容器用钢与制造机器零件用钢的主要区别是制 造容器用低碳钢 , 而制造机器零件用中碳钢。其主要原因是低碳钢有良好的塑性 与焊接性能 , 中碳钢可以通过调质提高其综合机械性能。8 从应力角度看 , 等壁厚、内径和内压均相同的球形容器比圆筒形容器具有优 越性,二者经向应力相同 ,而周向（环向） 2 倍。应力不同 ,圆筒形容器是球形容 器

3、9受气体内压的锥形壳体 , 壳体上的薄膜应力随距锥顶经向距离的增大而增大,锥顶处应力为零 , 最大应力位于锥底处。10标准椭圆形封头的长、短半轴之比等于2, 这种封头的最大拉应力位于椭圆壳体的顶点处 , 最大压应力位于壳体的赤道。11标准椭圆形封头最大拉应力位于椭圆壳体的顶点处, 位于壳体的赤道出现经向的最大压应力 , 其绝对值与最大拉应力值相等。12边缘应力的两个基本特征是局部性 , 自限性。 13圆锥壳与圆柱壳的连接点 A 处圆锥壳的第一主曲率半径为 ,第二主曲率半径为 。锥顶处 B 点的第一主曲率半径为 ,第二主曲率半径为 。15我国钢制压力容器常规设计所遵循的国家标准的名称是钢制压力容

4、器,标准号是 GB150-1998。16对于用钢板卷焊的压力容器筒体 ,用它的内径作为其公称直径 , 如果压力容器 筒体是用无缝钢管直接截取的 , 规定用钢管的外径作为其公称直径。 17钢板卷制的容器的公称直径是其内径 , 钢管制作的容器的公称直径是其外径； 管子的公称直径既不是管子的内径也不是管子的外径 , 而是与管子外径相对应的 一个数值。18壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度 , 对于碳素钢、低合金钢制压力 容器,不小于3mm对于高合金钢制压力容器不小于 2mm19. 金属材料的腐蚀按破坏的形式分为均匀腐蚀与非均匀腐蚀 ,其中均匀腐蚀在 容器设计阶段考虑腐蚀裕量即可保证容器强度。20

5、 计算压力Pc,设计压力P,最大工作压力Pw与安全阀的起跳压力Pk,四者之 间的关系应该是 Pc> P> Pk> Pw21. 设计压力P,最大工作压力Pw,安全阀的起跳压力Pk与允许最大工作压力P, 四者之间的关系应是P > P> Pk> Pw22. 压力容器的主要受压元件有压力容器筒体、封头（端盖）、人孔法兰、人孔 接管、开孔补强圈、设备法兰、换热器的管板和换热管、膨胀节、M36以上的设 备主螺栓、公称直径大于250mm勺接管及管法兰等。（选5个）23. 进行压力容器零部件的机械设计应满足强度、刚度、稳定性、耐久性、气密性、节约材料和便于制造、运输、安装、

6、操作及维修均应方便等要求。（选5个）24. 钢制圆筒形容器 Di=2000mm内压P=0.2Mpa，材料c t=113Mpa, © =1,则容器 的最小壁厚S min应为3mm25. 图纸标注的容器壳体壁厚指的是名义厚度Sn,可以用来承受介质压力的厚度 是有效厚度S e。标准零部件选用26. 压力容器用法兰有甲型平焊、乙型平焊、长颈对焊三种结构型式。27. 压力容器开孔补强结构主要有 补强圈补强、厚壁管补强、整锻件补强 三种。28. 中低压法兰密封面形式常用的有 平面型、凹凸型、榫槽型 三种。29. 中压容器的压力范围是 1.6MPa< P<10Mpa二、回答下列问题1.

7、 加强圈和补强圈的作用有什么不同？加强圈用来缩短外压容器的计算长度,提高外压容器的抗失稳能力而补强圈用 来进行开孔扑强，降低开孔接管处的应力集中系数。2. 标准椭圆形封头在承受内压时规定其S e>0.15%Di,为什么？标准椭圆形封头在承受内压时，在赤道处产生环向压缩薄膜应力，如封头的厚度 过薄,圭寸头在赤道处可能被压出褶皱，发生失稳。为避免失稳现象发生，规定其S e > 0.15%Di。3. 什么是金属材料的高温蠕变现象？金属材料在高温时，在一定的应力下，应变随时间延续而增加，逐渐产生塑性变形 的现象。4. 等面积补强法的原则是什么？处于有效补强范围内的可起补强作用的金属截面积等

8、于或大雨开孔所削去的壳 体承压所需的理论截面积。5. 什么是“ 18-8 ”钢的晶间腐蚀？“ 18-8”钢在450E -850 C短时加热时,晶间处C与Cr发生反应,而晶粒内部的 Cr来不及向晶界扩散,使晶界成为 “贫Cr区”，其含量低于钝化所需的最低含 Cr量（12.5%）,从而在腐蚀介质中,晶界处被腐蚀。这种现象称为“ 18-8 ”钢的 晶间腐蚀。6. 利用弯曲正应力的分布规律解释为什么等横截面积、等高的工字梁比矩形截面 梁承弯更合理？弯曲正应力沿截面高度线性分布，在中性轴上各点的正应力为零，离中性愈远处 正应力愈大，在等横截面积、等高的前提下工字梁与矩形截面梁相比，中性轴附近 的金属截面

9、积小，而离中性轴较远处的金属截面积大。因此工字梁比矩形截面梁 承弯更合理。三、判断正误并说明理由1 图纸标注的容器壳体厚度指的是名义厚度S n,即可以作为依靠来承受介质压 力的厚度。前半句对,后半句不对。可以作为依靠来承受介质压力的厚度是有效厚度Se。2对同一公称直径和公称压力的标准法兰 , 材料不同 , 法兰的尺寸也不同 , 但法兰 实际承压能力不变。不对。法兰尺寸相同 , 而承压能力改变。3在中低压容器设计中 , 由于半球形封头受力情况好 , 因此常常作为最佳的凸形 封头被选用。不对。虽然球形封头受力情况最好 , 但由于制造困难 , 多用于大型高压容器封头和 压力较高的储罐上：而在中低压器

10、器设计中 ,通常选用的是标准椭圆形封头 ,其受 力情况虽不如球形封头好 , 但优于碟形封头 , 制造虽较碟形封头难 , 但易于球形封 头。4因为封头的尺寸不能太多 , 压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来 选取 , 而不是单纯按化工工艺要求来确定。对。因为封头是标准零部件 , 结构尺寸按公称直径系列标准化 , 容器筒体与之焊接 或通过设备法兰与之连接 , 同一公称直径系列的封头与筒体才能对接。所以压力 容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来选取 , 而不是单纯按化工工艺要求 来确定。四、选择填空1 平面一般力系简化结果可能是（）。 合力不为零，合力偶矩为零。合力为零，合力偶矩不为零。

11、合力为零，合力偶矩也为零。合力不为零，合力偶矩也不为零2通过金属材料简单拉伸试验可得到材料的机械性能指标有（E 屮 S c s c bAk3可用于制造压力容器的下列钢号的板材有（）。 0Cr18Ni9Ti 20R Q235-B 45 16MnR4承受气体内压的标准椭圆形封头的最大应力发生在（）顶点 赤道 中部 不确定6压力容器的设计温度是指（）。介质温度 环境温度 壁温 7提高外压容器的抗失稳能力的途径有（）。 选用高强度的钢材 增加容器的相对壁厚配制加强圈 8管法兰的公称直径指的是（）。管子的内径 管子的外径 管子的中径 管子的公称直径 9容器在正常操作情况下的最大工作压力是指（）。 容器顶

12、部可能出现的最高工作压力 容器底部的压力加上液柱静压 容器底部可能出现的最大工作压力10.为卧式容器配制鞍式支座时，若封头切线与鞍座中心线的距离为 A,封头切线之间的距离为L,容器的外径为DO,那么A应满足的条件为（）。 AW 0.2LAW 0.25LA < 0.25D0A< 0.5D0一、填空题1、 钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（内）径。2、无缝钢管做筒体时 . 其公称直径是指它们的（ 外）径。3、受外压的长圆筒 . 侧向失稳时波形数 n= （2）；短圆筒侧向失稳时波形数为 n>（ 2）的整数。4、现行标准中规定的标准手孔的公称直径有 DN（ 150）mm和

13、DN（ 250）mn两种。5、 防腐（发生什么腐蚀？有何措施）P37446、薄膜理论： P697、自支撑式塔设备设计时 . 除了考虑操作压力以外 . 还必须考虑（ 自重载荷 ）、（ 风载荷 ）、（ 地震载荷 ）、（ 偏心载荷 ）等载荷。8、 椭圆形封头（标准椭圆形封头怎样定义？）K=1。 P100-10116Mn R 16: 0.16% 含碳量.Mn:合金元素 R :容器钢Q235-A- F F :沸腾钢 Q:钢材屈服点Q235-A A:甲类钢20g g: 锅炉钢二、判断题1、材料的屈强比（C s/ C b）越高.越有利于充分发挥材料的潜力.因此.应极力追 求高的屈强比。（X）2、弹性模数E和

14、泊桑比卩是材料的重要力学性能.一般钢材的E和卩都不随温度的变化而变化 . 所以都可以取为定值。 （X）3、蠕变强度是表示材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的能力；持久强度 表示材料在在高温抵抗断裂的能力；冲击韧性则表示材料在外加载荷突然袭 击时及时和迅速塑性变形的能力。 （X）4、在承受内压的圆形容器上开椭圆孔 . 应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。 （X）5、 薄壁回转壳体中任一点.只要该点的两个曲率半径艮.则该点的两向应力C 0 = C m。（V）6、 依据弹性失效理论 . 容器上一处的最大应力达到材料设计温度下的屈服点C tS时 . 即宣告该容器已经“失效” 。（V）7、安全系数是一个不断

15、发生变化的数据 . 按照科学技术发展的总趋努 .安全系数将逐渐变小。（V）8、假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想 . 制造的精度绝对保证 . 则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。（X）9、法兰密封中.法兰的刚度比强度更重要。（V）10、无缝钢管做筒体时.公称直径是指它们的外径。（V）11、材料的屈强比（c s/ C b）越高.越有利于充分发挥材料的潜力.因此.应极力 追求高的屈强比。（X）12、弹性模数E和泊桑比卩是材料的重要力学性能.一般钢材的E和卩都不随 温度的变化而变化 . 所以都可以取为定值。 （X）13、蠕变强度是表示材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的能力； 持久强度 表示材

16、料在在高温抵抗断裂的能力；冲击韧性则表示材料在外加载荷突然袭 击时及时和迅速塑性变形的能力。 （X）14、因为内压薄壁容器的两向应力与壁厚成反比 . 当材质与介质压力一定时 . 则壁 厚大的容器.壁内的应力总是小于壁厚小的容器。 （X）15、因为从受力分析角度来说 . 半球形封头最好 . 所以在任何情况下 . 都必须首先 考虑采用半球形封头。 （X）16、依据弹性失效理论 . 容器上一处的最大应力达到材料设计温度下的屈服点C ts时.即宣告该容器已经“失效” 。（V）17、安全系数是一个不断发生变化的数据 . 按照科学技术发展的总趋努 . 安全系数 将逐渐变小。（V）18、假定外压长圆筒和短圆

17、筒的材质绝对理想 . 制造的精度绝对保证 . 则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。 （）19、法兰密封中 . 法兰的刚度比强度更重要。 （V）20、 钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的内径。（V）21、图纸标注的容器壳体厚度指的是名义厚度S n,即可以作为依靠来承受介质压 力的厚度。前半句对,后半句不对。可以作为依靠来承受介质压力的厚度是有效厚度Se。22、对同一公称直径和公称压力的标准法兰 , 材料不同 , 法兰的尺寸也不同 , 但法 兰实际承压能力不变。不对。法兰尺寸相同 , 而承压能力改变。23、在中低压容器设计中 ,由于半球形封头受力情况好 ,因此常常作为最佳的凸形 封头被

18、选用。不对。虽然球形封头受力情况最好 , 但由于制造困难 , 多用于大型高压容器封头和 压力较高的储罐上：而在中低压器器设计中 ,通常选用的是标准椭圆形封头 ,其受 力情况虽不如球形封头好 , 但优于碟形封头 , 制造虽较碟形封头难 , 但易于球形封 头。24、因为封头的尺寸不能太多 , 压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列 来选取,而不是单纯按化工工艺要求来确定。对。因为封头是标准零部件，结构尺寸按公称直径系列标准化，容器筒体与之焊接 或通过设备法兰与之连接，同一公称直径系列的封头与筒体才能对接。所以压力 容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来选取，而不是单纯按化工工艺要求 来确定。

19、四、简答题1、 管子和管板连接方式有哪些？有何优缺点？P1992、 生产中采取什么措施进行温度补偿？P2143、化工过程开发有哪些方法？A、相似放大法B、逐级经验放大法C、数学模拟放大法 D部分解析法2、下列钢号各代表何种钢.符号中的字母和数字各有什么意义？（8分）Q215-B.F代表 普通碳素钢（钢种）.其中Q为 屈服强度的头一个拼音字 母.215为屈服强度值.B表示质量等级.F表示沸腾钢。20A代表高级优质碳素钢.20为含碳量0.2%。15MnVDR弋表普通低合金钢.含碳量0.15%左右.含Mn小于1.5%.含V小于1.5%.D表示低温用钢.R代表容器用钢H80代表 黄铜（钢种）.H为黄铜

20、牌号.80表示平均含铜80%含锌20%5、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（4分）（1）直径为2000mm设计压力为1MPa的圆筒形容器（2）设计压力为3.6MPa的搪玻璃压力容器（3）设计压力为0.5MPa的管壳式余热锅炉（4）p为3MPa的氰化氢容器（1）为一类容器；（2）为三类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。1、一个低合金钢内压反应塔.筒体内径Di = 1000mm.标准椭圆形封头.工作压力2.0MPa （装有安全阀）.工作温度2700C .塔体采用单面手工电弧焊.100%无损探伤.内部介质有轻微腐蚀性。设计塔体壁厚.并校核水压试验强度。（U =144MPa . !170MPa .二s =345MPa . 一 0.9 = s ）26 e（10 分）表钢板负偏差C （mm钢板厚度4.5 5.56782526 3032 3436 40负偏差0.20.60.80.911.1解：根据题意 C2 =1mm.=0.9. p =1.05 2 = 2.1MPa;d =pDiC22 1.05 10001.0 =9.17mm2 144 0.9-2 1.05再加上钢板负偏差C1=0.8mm.然后圆整.取= 10mm 厚。1.25x2x1.05x x(1Pt D、飞12e2 8.278.2 0=10.5M0.9 七 s =0.9 0.9 345 =