化工设备机械基础试题库版

1、化丄设备机械基础试题库-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，应釆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,对钢材性能有害的元素是硫 和磷，

2、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

3、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,第二主曲率半径为二锥顶处B点的第一主曲率半径为,第二主曲率半径为二15. 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器， 标准号是GB150-1998o16. 对于用钢板卷焊的压力容器筒体，用它

4、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2mmc19.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PcPPk

5、Pwo21. 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PlPPkPwo22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的接管及管法兰等。（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、操作及维修均应方便等要求。（选5个）24. 钢制圆筒形容器Di二2000mm,内压P二0. 2Mpa,材料o t=U3Mpa, 4）=1,则容器 的最小壁厚&

6、; min应为3mmo25. 图纸标注的容器壳体壁厚指的是名义厚度8 n,可以用来承受介质压力的璋度 是有效厚度§ 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圧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、禅槽型三种。29中压容器的压力范围是1. 6MPaP<10Mpao二、回答下列问题1. 加强圈和补强圈的作用有什么不同？加强圈用来缩短外圧容器的汁算长度，提高外汗容器的抗失稳能力，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

7、时规定其5 eO. 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，封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8 e $0. 15%Dio3. 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450°C-850°C短时加热时，晶间处C与Cr发生反应

8、,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、等高的丄字梁比矩形截面 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6 n,即可以作为依幕来承受

9、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6 eo2. 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，山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，但山于制造困难，多用于大型高压容器封头和 压力较高的储罐上：而在中低圧器器设计中，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。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

10、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（）o 合力不为零，合力偶矩为零。合力为零，合力偶矩不为零。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（）o®E 屮 §os obAk3. 可用于制造压力容器的下列钢号的板材有（）。

11、4;0Crl8Ni9Ti20R Q235-B45 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（）o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（）。管子的公称直径 ）o管子的内径 管子的外径 管子的中径 9容器在正常操作情况下的最大工作压力是指（容器顶部可能岀现的最高工作压力 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,

12、封头切线之间的距离为L,容器的外径为D0,那么A应满足的条件为（）。AWO. 2LAWO. 25LA WO. 25D0AWO. 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（夕卜）径。3、受外压的长圆筒，侧向失稳时波形数n二（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2ZV（150） mm和DN （250） mm两种。5、防腐（发生什么腐蚀？有何措施）P37、446、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）

13、、（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二1。P100-10116Mn R 16： 0. 16%含碳量，Mn：合金元素 R：容器钢Q235-AF F：沸腾钢Q:钢材屈服点 Q235-A A:中类钢20g g:锅炉钢二、判断题1、材料的屈强比（6/久）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£和泊桑比"是材料的重要力学性能，一般钢材的E和“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

14、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尽=足，则该点的两向应 力。产（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讣温度下的屈服点时，即宣告该容器已经“失效”。（J）7、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。（丁）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。（J）10、无缝钢管做筒体时，公称直径是

15、指它们的外径。（J）11、材料的屈强比（么/入）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、弹性模数卍和泊桑比"是材料的重要力学性能，一般钢材的疋和"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，当材质与介质圧力一定时，则 壁厚大的容器，壁内的应力总是小于壁厚小的容器。（X）13、因为从受力分析角度来说，半球形封头最

16、好，所以在任何悄况下，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时，即宣告该容器已经“失效”。（J ）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。（丁）18、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。（）19、法兰密封中，法兰的刚度比强度更重要。（J）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。（J）21、图纸标注的容器壳体厚度指的是名义厚度8 n,即可以作为依黑来承受介质压 力的厚度。前半句对,后半句不对。可以作为依靠

17、来承受介质压力的厚度是有效厚度8 e。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，山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，但山于制造困难，多用于大型高圧容器封头和 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

18、。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、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,213为屈服强度值，B表示质

19、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代表普通低合金钢，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为黃铜牌号，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IMPd的圆筒形容器（2）设讣压力为3. 6MPa的搪玻璃压力容器（3）设讣压力为0. 5MP&的管壳式余热锅炉（4）p为3MPa的氤化氢容器（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

20、应塔，筒体内径D（=1000/n/n,标准椭圆形封头，工作压力2.0MP"（装有安全阀），工作温度270°C，塔体釆用单面手工电弧焊，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。（打=144，b= 17OMP" , 丁 = 345MPa ,=Zk(/2 + y< 0.97v) (10 分) 26。表 钢板负偏差G （mm）钢板厚度4. 55. 56782526 3032 3436 40负偏差0.20.60.80.911.1解：根据题意，C. = mm , (p = 0.9 , “ = 1.05x2 = 2MP“2打(p_p2x1.05x10002x144x0.9-2x1.05+10 = 917再加上钢板负偏差= O.Snun ,然后圆整，取戈=10"厚。170m p 1.25x2xl.05x一x(1000 +8.2)也+