2009第1学期压力容器及过程设备考试试题B卷答案

1、2009-2010学年第1学期试题 （B）卷参考答案课程名称 压力容器及过程设备一任课教师签名 喻九阳、徐建民出题教师签名徐.律民 审题教师签名 他山考试方式（闭）卷适用专业 过程装备与捽制工程考试时间 （120）分钟题号一二三四五六总分得分评卷人、选择题（每题2分，共20分）1.(a)120150°2.(b)0.25%3.(c)焊接接头型式4.(a、c）第一、第三5.(a)<2.5MPa6.(a)4的倍数7.(b)2倍8.(c)设计压力9.(a)等时积补强10.(a、b、c）整体式法兰、任意式法兰、松式法兰二、判断题（每题2分，共20分）1. （V ）2.（，）3. （，）4

2、.（，）5. （X ）6. （V ）7. （"）8.（，）9. （X ）10. （ x ）三、问答题（每题5分，共35分）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

3、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（5）成正比，而圆筒中的薄膜应力与 ）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 .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 .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

4、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MEI，=1.25M 日1 1。6 .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换热管间的拉脱力。7 .机械搅拌反应器轴封的目的是什么？常用有哪两种形式？答：机械搅拌反应器轴封的目的是避免介质通过转轴从搅拌容器内泄漏或外部杂质渗入搅拌容器内。常用的有填料密封和机械密封两种形式。四、计算推导题（10分）1.

5、答：如下图所示，锥壳上任意一点 M处于液体静压力的作用下，其大小 为P = z又因 R 1 = 8区=r/cos%r =ztga3分由微体平衡方程得：二钎工由二 4 分, cos 二五、设计计算题（15分）1 .解：（1）筒体壁厚计算求°中时，如取M点处以上的部分壳体为研究对象，则外载荷为V="2p-G=：r2 z-3 二 r2 z =（二 r2 z 4 分将V值代入区域平衡方程得2. 2-r zc 二32二 r cos：r z3、 cos：z2tg ;3 cos 二1塔体计算长度 L=6000450 2 = 6300mm3假设 6n = 12mm , =6n C =12

6、( 0.8+1 )= 10.2mm筒体外径 Do = Di 2、n=1800 2 12=1824mm上二蚪=3.454, 2Do1824、e1824178.810.2L Do由Do、°e查几何曲线得A=0.000165 分根据Q235-B材料的屈服极限查相应材料曲线知 A值在370c材料线左方，故许用外压力按下式计算225B = - EA=- 1.69 100.00016 =18.03MPa3B18.03二0.101MPaDo178.8/e而设计压力P=0MPa ,计算压力Pc=°MPa,二Pc - p且接近故an =12mm即为所求。5 分(2)水压试验应力校核Pt =1.25p H =1.25 0.1 6.9 103 9.8 10上= 0.1926MPaPt Die 0.1