化工设备机械基础

1、1什么是外压容器的临界压力？临界压力与哪些因素有关？答：导致容器失稳的最小外压力或保持容器不失稳的最大外压力，称为外压容器的临界压力、用pcr表示。临界压力与容器的几何尺寸、材料、制造质量等因素有关。2、在外压薄壁圆筒上设置加强圈的作用是什么？答：当圆筒的壁厚确定时，设置加强圈可减小圆筒的计算长度、增大临界压力，从而提高容器承受外压力的能力；当承载要求确定时设置加强圈可减小圆筒的壁厚，从而节省材料。3、什么是第一、二曲率半径？第一曲率半径经线上任一点的曲率半径就是旋转壳体在该点的第一曲率半径，用r1表示。R1=K O1，O1为第一曲率中心。第二曲率半径用过K点并与经线在K点的切线垂直的平面切割

2、中间面，所得交线为一曲线，此曲线在K点的曲率半径称为旋转壳体在该点的第二曲率半径，用r2表示。R2=KO2，O2为第二曲率中心。4法兰联接是由一对法兰、一个垫片、数个螺栓和螺母组成5、压力容器法兰的密封面有平面型、凹凸型和榫槽型三种形式7、补强有整体补强和局部补强，常用的局部补强结构有补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强8失稳分为整体和局部失稳，整体又分为侧向和轴向失稳9薄壁圆筒受内压环向应力是轴向应力两倍。问题a：筒体上开椭圆孔，如何开?应使其短轴与筒体的轴线平行，以尽量减少开孔对纵截面的削弱程度，使环向应力不致增加很多。10，筒体纵向焊缝受力大于环向焊缝，故纵焊缝易裂，4、简述压力容器法兰

3、和管法兰公称直径的定义。压力容器法兰的公称直径是指与法兰相配套的容器或封头的公称直径，对于用钢板卷制的圆筒公称直径就是其内径，对用无缝钢管制作的圆筒其公称直径指钢管的外径。管法兰的公称直径（为了与各类管件的叫法一致，也称为公称通径）是指与其相连接的管子的名义直径，也就是管件的公称通径。3、管壳式换热器按其结构特点有管壳式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器和填料函式换热器等形式2、管壳式换热器的管板和管子胀接连接的原理是什么？胀接连接是利用管子与管板材料的硬度差，使管孔中的管子在胀管器的作用下直径变大并产生塑性变形，而管板只产生弹性变形，胀管后管板在弹性恢复力的作用下与管子外表紧紧贴合在一起，

4、达到密封和紧固连接的目的。5法兰公称压力的确定与法兰的最大操作压力、操作温度以及法兰材料有关。因为在制定法兰尺寸系列、计算法兰厚度时，是以16MnR在200时的机械性能为基准制定的。所以规定以此基准所确定的法兰尺寸，在200时，它的最大允许操作压力就认为是具有该尺寸法兰的公称压力。高于200时它的最大允许操作压力将减小6垫片的两个参数：垫片系数，密封比压8管式与管板的连接方式：强度焊，强度胀，胀焊并用9填料塔种类：规整填料，乱堆填料10法兰连接是由一对法连，数个螺栓和一个垫片11压力容器主要由承受压力的筒体、封头以及连接件、密封件、安全附件、支座等组成。外壳包括：筒体、封头、密封装置、开孔接管

5、、支座和安全附件，其功能是提供能承受一定温度和压力的密闭空间。低压0.1-1.6 中压 1.6-10mpa 高压 10-100 超高压 大于一百12板式塔的类型有哪些?泡罩塔，浮阀塔，筛板塔等13手孔直径150mm250mm圆形人孔直径400mm600）14厚壁接管补强补强处于最大应力区域，能更有效地降低应力集中系数。接管补强结构简单，焊缝少，焊接质量容易检验，补强效果较好。15整锻件补强优点补强金属集中于开孔应力最大部位，能最有效地降低应力集中系数；可采用对接焊缝，并使焊缝及其热影响区离开最大应力点，抗疲劳性能好，疲劳寿命只降低1015%。缺点锻件供应困难，制造成本较高16容器为什么要开孔？

6、 工艺、安装、检修的要求。开孔后，为什么要补强？削弱器壁的强度，出现不连续，形成高应力集中区。17壳体开孔满足条件 1.设计压力不大与2.5Mpa 2.两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍 3。接管公称直径小于或等于89mm18、为什么管壳式换热器在使用一段时间后要进行清洗？换热器使用一段时间后，会在换热管及壳体等过流部位积垢和形成锈蚀物，这样一方面降低了传热效率，另一方面使管子流通截面减小而流阻增大，甚至造成堵塞。一、填空题（每空1分、共20分）1、压力容器按工艺用途可分为_、_、_和_ 容器。 2、压力容器安全技术监察规程按容器的_、_、_及容器在生产过程中的作用综合考虑，把压力

7、容器分为三个类别。3、压力容器用钢在出厂时的必检项目是 _、_ 、 _、_ 、 _、_ 。4、边缘应力的两个显著特点是 _、_。5、在容器上开孔后，常用补强结构有 _、_ 和_。 6、大型立式容器常采用_支座，大型卧式容器采用_支座。二、单项选择题（每题2分、共10分）1、受气体压力作用的薄壁圆筒，其环向应力和轴向应力的关系是（ ）A：环向应力是轴向应力的2倍； B：轴向应力是环向应力的2倍；C：环向应力和轴向应力一样大 ； D：以上都不是。2、外压薄壁容器失稳的根本原因是（ ）A：容器所受外压力太大； B：容器实际受的外压力超过了容器的临界压力；C：容器所用材料的质量太差； D：容器的壁厚太

8、薄。3、16MnR是（ ）A：含锰量16%的高合金钢； B：含碳量1.6%的高碳钢；C：平均含碳量0.16%的低合金压力容器用钢；D：以上都不是。4、压力容器在进行液压试验时，其试验应力应该满足的条件是（ ）A：不超过容器材料在设计温度下屈服点的90%与焊接接头系数的乘积；B：不超过容器材料在试验温度下屈服点的90%与焊接接头系数的乘积；C：不超过容器材料在设计温度下许用应力的90%与焊接接头系数的乘积；D：不超过容器材料在试验温度下许用应力的90%与焊接接头系数的乘积。5、一无缝钢管制成的圆筒，在计算其厚度时其中的焊接接头系数应取（ ）A：0； B：0.9； C：1.0； D：不能确定。三.

9、 回答问题（12+12+13+13=50分）1、在厚壁容器的密封结构中，强制式密封和自紧式密封各有何特点？2、什么是外压容器的临界压力？临界压力与那些因素有关？3、固定管板式换热器由那些主要零部件组成（至少说出8个）？4、塔设备上有那些载荷？分别对塔设备有何影响？四、计算(20分)某化工厂反应釜，内径1400mm，设计压力1.6MPa，设计温度170，釜体材料0Cr18Ni10Ti钢板，采用双面对接焊，全部无损检测。已知170时材料的许用应力134.2 MPa，20时许用应力137 MPa，20时材料的屈服点205 MPa，厚度附加量按1mm计。试确定釜体（不包括封头）的厚度，并校核水压试验时

10、釜体的强度（试验液体静压力可忽略不计）。一、填空题（每空1分、共20分）1、受气体压力作用的薄壁圆筒，其环向应力是轴向应力的_倍。 2、GB1501998所代表的标准的名称是_。3、对压力容器用钢的基本要求是 _、_ 、 _、_ 。4、边缘应力的两个显著特点是 _、_。5、外压薄壁容器的失效形式是 _和 _ 其中_是主要的。 6、大型立式容器常采用_支座，大型卧式容器采用_支座。7、压力容器法兰密封面的形式有_、_、_。8、填料塔内部构件主要有_、_、_、_。二、单项选择题（每题2分、共10分）1、压力容器安全技术监察规程把容器分为（ ）A：2类； B：3类；C：4类； D：以上都不是。2、外

11、压薄壁容器失稳的根本原因是（ ）A：容器所受外压力太大； B：容器实际受的外压力超过了容器的临界压力；C：容器所用材料的质量太差； D：容器的壁厚太薄。3、16MnDR是（ ）A：含锰量16%的高合金钢； B：含碳量1.6%的高碳钢；C：平均含碳量0.16%的低温压力容器用低合金钢；D：以上都不是。4、压力容器在进行气压试验时，其试验应力应该满足的条件是（ ）A：不超过容器材料在设计温度下屈服点的90%与焊接接头系数的乘积；B：不超过容器材料在试验温度下屈服点的80%与焊接接头系数的乘积；C：不超过容器材料在设计温度下许用应力的80%与焊接接头系数的乘积；D：不超过容器材料在试验温度下许用应力的90%焊接接头系数的乘积。5、一无缝钢管制成的圆筒，在计算其厚度时其中的焊接接头系数应取（ ）A：0； B：0.9； C：1.0； D：不能确定。三. 回答问题（12+12+13+13=50分）1、写出8个压力容器常用钢材的牌号2、在容器上开孔对容器有何影响？补强形式有那几种？3、固定管板式换热器由那些主要零部件组成（至少说出8个）？4、卧式容器在什么情况下，在什么部位会出现“扁塌”现象？对容器有何影响？四、计算