2009第1学期压力容器及过程设备考试试题A卷答案

1、2009-2010 学年第 1 学期试题（A）卷参考答案课程名称压力容器及过稈设备 教师签名 喻九阳、徐建民 出题教师签名 徐建民_ 审题教师签名 喩九阳_考试方式（闭）卷 适用专业 过程装备与控制工程_考试时间（120）分钟、选择题（每题2分，共20分）1.(b) 防冲板2.(c)不得低于3.(a)1201504.(a)半球形（d） 球冠形5.(a)垂直左右方向6.(c) 榫槽密封7.(b)全焊透8.(a) 风9.(b)轴向应力10.(b)0.5、判断题（每题2分，共20分）1.(V)2.(V)3.(x)4.(X)5.(V)6.(V)7.(V)8.(V)9.(V)10.(X)三、1.问答题（

2、每题5分，共35分）圆筒体上纵焊缝和环焊缝哪个危险？为什么？答：圆筒体上纵焊缝比环焊缝危险。因为圆柱形容器受均匀内压p作用时， 壁内各处的周向薄膜应力二是经向薄膜应力匚的两倍，而纵焊缝承受周向 薄膜应力二已环焊缝承受经向薄膜应力C；：O因此圆柱形容器筒体上纵焊缝 要比环焊缝危险。2何谓厚壁圆筒的自增强处理？答：自增强处理就是将厚壁筒在使用前进行大于工作压力的超压处理， 使筒 壁内层形成塑性区，外层形成弹性区。卸压后，塑性区将有残余应变，而弹一性区又受到该残余应变的阻挡恢复不到原来的位置， 两区间便形成互相作用 力。 无疑，塑性区中形成残余压应力，弹性区中形成残余拉应力，也就是筒 壁中形成了预应

3、力。工作时，筒壁内重新建立由Lame（拉美）公式所确定的弹性应力，与残留的预应力叠加后塑性区的总应力有所下降，外部弹性区的总应力有所上升，沿整个筒壁的应力分布就比较均匀，即应力分布得到改善， 从而提高了屈服承载能力。3压力容器按设计压力分为哪四个压力等级？具体怎样划分的？答：低压容器 ZMPa 空p -1.6MPa；中压容器MPa p：WMPa ；高压容器 eMPa 乞p ：100Mpa ；超高压容器 p -100MpaO4在进行塔设备设计计算时主要考虑了哪几种载荷？答：主要考虑了压力载荷、风载荷、地震载荷、偏心载荷、质量载荷。5卧式容器的支座布置有何特点？答：一般为双鞍座，一边固定、一边活动

4、；鞍座位置A不宜大于0.2L,当需要时，A最大不得大于0.25L，且尽量满足A小于或等于 0.5Ra。6管壳式换热器有哪几种基本类型？答：有固定管板换热器、浮头式换热器、U形管换热器、填料函式换热器和 釜式换热器等五种类型。7搅拌容器在什么情况下要设置换热元件？其换热元件有哪几种形式？ 答：有传热要求的搅拌容器，为维持反应的最佳温度，需要设置换热元件， 常用的换热元件有夹套和内盘管两种形式。四、计算推导题（10分）1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 = (H -z)5 =又因RI,R2二 r/cosy 二 ztg，由微体平衡方程得:宀？(H z) ztgaC

5、TR=-6cos筒体名义厚度：考虑钢板常用规格厚度，向上圆整可取筒体名义厚度、n二 16mm。(3)封头壁厚设计(4分)因选用标准椭圆形封头，其形状系数K = 1，封头采用钢板整体- :maxH2tg：4、cos:求厂时，如取M点处以下的部分壳体为研究对象，则外载荷为M点处上部液体所产生的静压力和M点处下部液体重力之和，即2.12.2V -：r (H -z z) = :r (H z)33将V值代入区域平衡方程得92 2二r2(H z) (Hz)ztg：332兀违COS。2COSa五、设计计算题(15分)1解：(1)确定匚，恵(3分)假设壳体厚度在616mm范围内，查表可得二=133MPa,；打

6、=123MPa，ReL=245MPa(2)筒体壁厚设计(4分)筒体计算厚度:7PcDi2打-Pc13.08mm2 123 0.85- 2.7同理,Z=3H处有最大值:筒体设计厚度:、d二 C2二 13.08 1 二 14.08mm若令阳=,则 J 有最大值，即-H/2时_ 3 H2tg：16、cos:、n丄dG = 14.08 0= 14.08mmP = (H -z)5 =冲压而成，焊接接头系数取=1.0，故封头计算厚度KPcDi1 2.7 10002；打-0.5pc2 123 1 -0.5 2.7二11.04mm封头设计厚度，二C2= 11.04 1 = 12.04mm封头名义厚度d-12.040=1204mm考虑钢板常用规格厚度，向上圆整可取封头名义厚度、n=14mm为了材料采购和焊接上的方便，也可取封头壁厚与筒体壁厚相同n=14mm0(4)水压试验应力校核(4分)PT=1.25p试验压力- 冷.25 2.7