《化工设备设计基础》复习

《化工设备设计基础》复习《化工设备设计基础》复习工程力学基础1.1.2.3.4.强度：构件抵抗破坏的能力刚度：构件抵抗变形的能力稳定性：构件保持原有平衡形态能力强度性能：抵抗破坏的能力，用σs和σbE表示塑性性能：塑性变形的能力，用延伸率δ和截面收缩率ψ表示5.6.7.8.9.什么叫强度？直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么？低碳钢的拉伸试验中，从开始加载至断裂经过哪几个阶段？钢材的机械性能主要包含哪些指标？工程设计中有哪几种常用的强度理论？材料破坏有哪几种主要形式？化工设备设计1.内压薄壁圆筒设计1.内压薄壁圆筒设计什么叫强度失效准则？什么叫腐蚀余量？腐蚀余量与哪些参数有关？为何引入焊缝系数？焊缝系数与哪些参数有关？关系如何？水压试验的目的是什么？容器如何进行压力试验？定？水压试验的强度校核公式2.外压容器设计什么是外压容器？什么叫临界压力？临界压力与什么因素有关？什么叫计算长度？什么叫长圆筒？什么叫短圆筒？什么叫失稳？外压容器的稳定性条件是什么？设置加强圈的目的是什么？加强圈的类型有哪些？3.压力容器开孔与接管开孔补强的目的是什么？等面积补强法的设计原则是什么？2.外压容器设计什么是外压容器？什么叫临界压力？临界压力与什么因素有关？什么叫计算长度？什么叫长圆筒？什么叫短圆筒？什么叫失稳？外压容器的稳定性条件是什么？设置加强圈的目的是什么？加强圈的类型有哪些？3.压力容器开孔与接管开孔补强的目的是什么？等面积补强法的设计原则是什么？在内压薄壁圆筒上开一椭圆孔，椭圆孔的长轴应如何放置？为什么？4.容器零部件标准的选用法兰联结结构一般是由哪三个部分组成？法兰的公称压力与哪些因素有关？鞍座有哪些型式？一台卧式容器的鞍座型式如何选择？为什么？5.化工设备设计的基本要求力；密封性能好满足过程要求：功能要求；寿命要求（20年，塔、反应设备：15年）装易于操作、维护和控制：操作简单、可维护性好和可修理性好、便于控制优良的环境性能：防污染、防噪声等6.压力容器的一般分类方法常见的按下列等进行分类压力大小用途受压方式制造方法5) 5) 壳体结构形式7.失效的最终表现形式：泄漏、过度变形和断裂。设计时，应先确定容器最有可能发生的失效形式，选择合适的失效判据和设计准则，确定适用的设计规范标准，再按规范标准要求进行设计和校核。8.失效设计准则分类1) 强度失效设计准则（弹性失效设计准则、塑性失效设计准则、爆破失效设计准则、弹塑性失效设计准则、疲劳失效设计准则蠕变失效设计准则、脆性断裂失效设计准则）刚度失效设计准则7.失效的最终表现形式：泄漏、过度变形和断裂。设计时，应先确定容器最有可能发生的失效形式，选择合适的失效判据和设计准则，确定适用的设计规范标准，再按规范标准要求进行设计和校核。8.失效设计准则分类1) 强度失效设计准则（弹性失效设计准则、塑性失效设计准则、爆破失效设计准则、弹塑性失效设计准则、疲劳失效设计准则蠕变失效设计准则、脆性断裂失效设计准则）刚度失效设计准则稳定失效设计准则泄漏失效设计准则9. 公称直径——DNmm用钢板卷制成的筒体，DN为内径用无缝钢管制作的筒体，DN为外径注意：设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，调整为符合表2-3或表2-4所规定的公称直径。公称压力——PNMPa容器及管道的操作压力经标准化以后的压力承压设备标准名录6)7)8)9)10)11)12)13)GB150-1998钢制压力容器JB4710-2000（92）钢制塔式容器JB4731-2000GB151-1999JB/T4715-92JB/T4714-92JB/T4717-92JB/T4722-92钢制卧式容器管壳式换热器固定管板式换热器型式与基本参数浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数U型管式换热器型式与基本参数管壳式换热器用螺纹换热管基本参数与技术条件12. 有力矩理论壳壁虽薄，但仍有一定厚度和刚度，故除拉应力外，还存在由弯矩引起的弯曲应力。13. 无力矩理论假定壳体很薄，其断面不能承受弯矩，壳体中只有拉或压应力，不存在弯曲应力14. 微体平衡方程PRR1 215. 区域平衡方程Pr15. 区域平衡方程Pr2cos试解释椭形人孔的短轴总与筒体纵轴平行的原因？筒体强度计算1)2)3)4)5)6)7)8)9)据失效准则：腐蚀余量示向上圆整至钢板标准规格厚度18. 设计参数确定P设计温度焊缝系数许用应力壁厚附加量19. 外压圆筒设计Pcr与什么因素有关？Pcr与什么因素有关？与材质有关 （E）与粗细有关（与材质有关 （E）与粗细有关（Ø）与长短有关 （L）失稳的实质:是容器筒壁内的应力状态由单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡临界压力：Pcr的数值与筒体的几何尺寸、材质及结构有关，是每个容器固有的。这种关系是怎样的？临界压力计算公式P 2.19Et e3crD0L 1.17Dcr0Doe化工设备常用材料1)金属材料中碳，硫，磷，锰，硅对材料性能各有何影响？2)什么叫热处理？什么叫调质处理？3)碳钢按质量如何分类？碳钢的牌号如何规定？4)指出Q235B中各符号的含义？指出20R中各符号的含义？5)合金钢按用途如何分类？6)指出0Cr18Ni9Ti及16MnR中各符号的含义？4塔设备1)外压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力应出现在什么工况？什么风面？2)塔设备设计时，除了有操作压力作用外，还应考虑哪些载荷的作用？3)填料塔常用液体分布装置主要有什么？4)按照传热方式的不同，换热设备的分类5)管壳式换热器结构型式6)载荷以不同方式作用于杆件会产生不同变形，杆件变形的基本方式7)低碳钢材料在拉伸时，弹性阶段应力与应变成正比，该比例常数称为什么？8)工程上塑性指标通常指什么？9)设备选材时必须考虑的加工工艺性能主要指标10)设备材料的普通热处理的分类11)卧式容器支座主要形式12)立式容器支座主要形式13)塔设备按其结构特点分类可分为几类？反应釜搅拌器主要类型反应釜搅拌器主要类型试分析内压薄壁容器设计中，常用的几种壁厚之间的大小关系。0Cr18Ni9Ti16MnR中各字母和数字的含义设备设计的失效准则有哪些？圆筒型外压容器的临界压力与哪些因素有关？塔设备设计时，除了有操作压力作用外，还应考虑哪些载荷的作用？压力容器常见的封头有哪些形式？排出其受力的由好至差的顺序。5计算题釜例题长期闲置的反应釜体，不知道其为双面焊接还是单面焊接以及对接焊参见习题下面题目供参考压力容器基础知识考试题一、判断题压力容器的设计、制造（组焊）、安装、使用、检验、修理和改造，均应严格执行《压力容器安全技术监察规程》的规定。 （√）内压圆筒强度计算公式的理论依据是第一强度理论。 （√）（×）压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。材料抗拉强度sb>540MPa的钢制压力容器的CD类焊缝必须进行磁粉或渗透探检查。 （√）II、III级毒性的介质，选用管法兰的公称压力不得低于1MPa。（√）公称直径大于等于250mm接管的对接焊接接头须20％无损探伤。 （×）外压容器因开孔削弱，所须补强面积比内压容器开孔削弱所须的补强面大。 （×）金属温度是指受压元件内表面的最高温度。 （×）10．压力容器的补强圈，应至少设置一个直径不小于M6的泄漏信号指示孔。11．压力容器设计中，将主要受压元件材料选错，属设计技术性错误。（×）悬挂式支座设计时仅须考虑重量载荷。 （×）工作压力系指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。（√）低温容器是指工作温度低于或等-20℃的容器。 （×）外压容器圆筒体的不圆度是造成其失稳的主要原因。 （√）（×）换热器的接管法兰在设计温>300℃，必须采用整体法兰。 （√）裙座壳的有效有效厚度应不小于塔器的圆筒有效厚度。 （√）GB151-89规定当换热管为U型管的直管长度即为公称长度。√）压力容器专用钢板的磷含量不应大于0.03％，硫含量不应大于0.02％。二、填空题1、 GB150-1998适用于设计压力不大于35不低于0.1MPa的钢制压力容器的计制造检验和验收GB150-1998管辖范围是设计压力不大于35Mpa不低于0.1MPa及_真空度≥0.02MPa。2、 GB151-1999适用的换热器参数_DN≤2600mm，PN≤35MPa，PN*DN≤1.75×104。换热器与管板的连接形式有固定管板_，_浮头式_，U型管板和填料函。3Pt=1.25PdX[σ]/[σ]tσt≤0.9Φσs(σ0.2)。4、标准椭圆型封头的有效厚度不小于3mm主要原因是保证标准椭圆型封头的刚度要求。5、焊接接头系数φ应根据受压元件焊接接头型式及无损检测的长度比例确定。6行气密性试验。7、JB4710-92《钢制塔式容器》标准适用于高度大于10m5的裙座自支承钢制塔器。不适用于a）带有拉牵装置的塔式容器b）有操作平台联成一体的排塔或塔群。C）带有夹套的塔式容器。8、奥氏体不锈钢板许用应力值有两项，一项高值，一项低值，高值适用于允许产生微()9、压力容器壳体上的开孔形状应为_，_或。10则应按应力分析的方法进行设计。三、问答题1、 GB150-1998对压力容器壳体开孔补强的孔径有什么限制？为什么答：见P92页8.2条在较大范围内破坏了壳体的薄膜应力状态。因此，小开孔的理论分析就不适用了。2、 《容规》中符合哪些条件的压力容器为第二类压力容器答：P4页6.2条3、 换热器管箱在什么情况下要进行热处理？为什么？1/3径的管箱，应进行焊后热处理。设备法兰密封面热处理后精加工。因为热处理使得设备法兰较大变形得以恢复，充分保证了设备法兰的密封性。4、 换热器的级别在GB151中是如何划分的，在设计、制造上有何不同？答：以壳程和管程中最高级别的划分作为换热器级别的划分。可以按照管程和壳程的具体实际级别分别进行设计和制造。。5、 应力腐蚀的主要因素是什么，哪些介质可引起碳素钢和低合金钢应力腐蚀答：拉应力和腐蚀介质（环境）存在。NaOH，湿H2S