武汉工程大学

1、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喻九阳2010-2011学年第1学期考试试题（A）卷考试方式（闭）卷适用专业理论与应用力学、过程装备与控制工程考试时间（120）分钟题号一-二二-三四五六总分得分评卷人一、选择题（每题2分，共20分）.卧式容器鞍座的包角a,般取o（）（a）100°（b）120°（c）150°.容规规定，用于焊接压力容器的碳素钢和低合金钢含碳量不应大于o（）（a）0.25%（b）0.20%（c）0.30%1 .焊接接头系数应根据受压元件的及无损检测的长度比例确定。（）（a）焊接方法（b）焊接接头型式（c）

2、焊接工艺GB15C采用强度理论进行设计，而JB4732采用强度理论。（）（a）第一（b）第二（c）第三（d）第四GB150规定不另行补强的设计压力应满足o（）（a）<1.0MR（b）<1.6MR（c）<2.5MR法兰、地脚螺栓的个数，一般为_o（）（a）奇数（b）偶数（c）任意内压薄壁圆筒为两向薄膜应力状况，其轴向应力为环向应力的o（）（a）1倍（b）2倍（c）0.5倍固定式压力容器上安装安全阀时，其安全阀的开启压力不应低于压力容器的o（）（a）设计压力（b）最高工作压力（c）1.051.1倍设计压力承受内压壳体的开孔补强准则为o（）（a）压力面积补强法（b）等面积补强法（c

3、）极限载荷补强法依据法兰的整体性程度，从劣到优的排列顺序是、o（）（a）整体式法兰（b）任意式法兰（c）松式法兰二、判断题（每题2分，共20分）1 .卧式容器鞍座位置A不得大于0.2Lo（）GB15规定壳体开孔补强结构通常采用局部补强。（）2. GB150规定凸形封头包括椭圆形封头、碟形封头、锥形封头、球冠形封头和半球形封头。（）真空下工作的压力容器不划分容器类别。（）3. 气压试验合格的容器无需再进行气密性试验。（）GB150规定壳体上的开孔应为圆形。（）4. 在压力容器上开孔一般应避开焊缝。（）GB150规定壳体开孔采用厚壁管补强时应采用全焊透的结构型式。（）5. 对压力容器上所有的开孔均

4、应进行补强，否则将影响其安全使用。（）GB15C规定壳体开孔当采用补强圈补强时，钢材的标准抗拉强度下限值（TbW490MPao（）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？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？3. 凸形封头设直边段有什么意义？4. 在圆筒体上开椭圆孔应如何布置长短轴的方位？5. 在计算塔设备地震弯矩时如何考虑高振型的影响？6.1级管束与U级管束有何区别？各适用于何种工况？7.搅拌反应器的密封装置有哪几种？各有什么特点？四、计算推导题（10分）1.如图有一薄壁圆锥形容器，顶部压强为0,内盛满重度为的液体，壁厚为，底部铰支支承

5、，试求其圆锥体上的任意一点M的周向及经向薄膜应力。1.今需制作一台分馏塔，塔的内径为1800mm塔身（包括两端椭圆形封头的直边）长度为6000mm封头（不包括直边）深度为450mm采用双面对接焊，局部无损探伤，二°85，腐蚀裕量C1mm，钢板厚度负偏差C厂0.3，材料选用Q245R分馏塔在370E及真空下操作。无加强圈时，试设计该塔筒体的壁厚并做水压试验应力校核。五、设计计算题（15分）m.R,6.4.2Ti_n-h.a-Isi315679007000600.050n4.o.O.O.0.O.O.0.00.0心.00.0.0o©-5-Q550_40.珏3025_o.8.6.4

6、.2.0.9.8.7.&5-4.3.3-2.己/7.0.9C8D7060.50.40.35.302520I8M弭12lo.o.o,o.ao.o.o.o.O.O.D.O.O.EFtgc£1?h芯-pfe屯5ri匚一二.！rr+-HT8*=4二2-rHL：，；匸E6卞，5:厂T1*fIj1T.4外压圆筒、管子和球壳厚度计算图（ReL>207260MPa的碳素钢）20.00001-r电0.000134567923456792345679own0.0LOJ外压或轴向受压圆筒几何参数计算图（用于所有材料）2010-2011学年第1学期考试试题（A）卷三、问答题（每题5分，共35分

7、）1边缘应力有何特征？工程上是如何处理的?课程名称压力容器及讨稈设备_教师签名喻九阳、徐建民题号一二二二-三四五六总分得分评卷人考试时间（120）分钟敏感，可能导致容器的疲劳失效或脆性破坏,应力。因而在设计中必须核算不连共2页出题教师签名徐建民审题教师签名喻九阳考试方式（闭）卷适用专业过程装备与控制工程答：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

8、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、选择题（每题2分，共20分）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成正比，而圆筒中的薄膜应力与0.25%1.(a)120150°2.(b)3.(c)焊接接头型式4.(a、5.(a)<2.5MR6.(a)7.(b)2倍8.(c)9.(a)等面积补强10.(a、4的倍数设计压力b、c）整体式法兰、任意式法c）第一、第二兰、松式法兰、判断题（每题2分，共20分）正比，所以在同样条

9、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。1.(V)2.(V3.(V)4.(V5.(x)6.(V7.(V)8.(V9.(x)10.(x）)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

10、算结果估算地震弯矩，即Me1丄=1.25Mei1丄。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，其大小为五、设计计算题（15分）1解：（1）筒体壁厚计算1塔体计算长度60004502=6300mm3又因R!=：,R2=r/cos：,r二ztg：由微体平衡方程得

11、：假设、n"2mm，飞n-C=12-0.81=10.2mm筒体外径Do=Dj2=1800212=1824mmQcosa求八时，如取M点处以上的部分壳体为研究对象，则外载荷为r2z-丄二r3z=2：r3将V值代入区域平衡方程得二r2z3z2tg:2二rcos：3、cos：3cos：LDo63001824=3.454,LDoDoe182410.2=178.8由Do、'飞查几何曲线得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370E材料线左方，故许用外压力按下式计算B二？EA二21.691050.00016=18.03MPa33血7101MPa178.8而设计压力P-OYMPa，计算压力Pc"YMPapc打P且接近故、：n=12mm即为所求。5分(2)水压试