化工设备机械基础课后答案

第篇化工设材第章

化设材及选.

A组：蠕变：在高温时，在弹性模数σ=Eε,比例数E为弹性模数。硬度：金属材料表面冲击功与冲击韧性：拉伸试。耐腐蚀性：金属和合屈服点：金属材料发10.

B组：镇静钢在用冶炼Si,AlFeOSiO和AlO。钢锭223剂Mn脱气半镇静钢：介于镇静于碳素钢：这种钢的合于2%α-Feγ-Fe10.

钢铁在固态热,保温和不同的以改理正火：将加热到临界退火：把工件加热到～50oC回火：在零件淬火后调质：淬火加高温回,磷等有害杂质较多S≤%≤%Q235—A·F。硫均≤%不锈钢和不锈耐酸钢

10.容器钢：化工生产所-20良好的加（1是K

p01F

2·h）K：腐蚀速度，g/cm

·hp：腐，g；0p：腐，g；1F：试件与腐蚀介质接，mt腐

；（2据重量变化表示腐

了表示腐蚀常用即腐蚀深度来表示腐蚀K

24365KK8.76

（mm/a：Kmm/a；a，g/cm3。腐蚀过程电化学腐蚀：金属与氢腐蚀：氢气在高温的,选应力腐蚀：金属在腐10.

.指出下列钢材的种含

符意钢

种

合元含（%）量%F：沸腾钢

Q:

A:20g

%g:16MnR0Cr13

%%%%%

B组：含

合元含钢

种

符意量）

F：沸腾钢

Q:

R:16Mng

%

18Nbb

%

2Cr13

%%%%

Cr:

%

Mo:～%<%Mo:

/℃

15，18MnMoNbR

R

0

铜里

，，18MnMoNbR

18MnMoNbR

（H,CO2222

0Cr13，

,Ar4

，

，《工备械础习解第篇化工容设第章

容设的本识.、指出下列压力容器

（oC）－20oC

≤P＜≤P＜10＜100P20oC

内部为真

－40oCA组：

1

Φ1500为

2

3

345B组：

Φ2000，容积m3的液氨贮10Mpa容积为800立

12

4Mpa

3

b

45

1、钢板卷制的筒体和成内）径。2、无缝钢管做筒体时，外）径。3、查手册找出下列无封径DN是多（mm）

Φ14×3

Φ25×3

Φ45×

Φ57×

4、压力容器法兰标准中力Mpa）5、管法兰标准中公称压PN有Mpa）《工备械础习解第章内薄容的力析A组：转而成的壳点M处经

A组：（1（×）（2（3（4（5（6，。）B组：√）

）a/b越√）A组：

1、

R12、圆锥壳上之点

R

R

2

Dm2cos3、碟形壳上之连接点与BA

AC)

R

(B)Rr,

B

B(A):

r

,

(B')

r

B组：图3-32

图1

2

D2点A点(B):R1

B(柱):R:R

A组：

和。

mmRmmR

：p=2Mpa，D=1008mm，S=8mm。12

D10082

m

263MP44

S

4

MP之A点和Bp=，D=1010mm，S=10mm点

1

2

D

m

0.54cos4

S

1010MP2S20.866:R

之A，B，C点p=1Mpa，a=1010mm，b=505mm，S=20mm。B点处标x=600mm1010505

点（0,y):

R1

2a2

4222x(ab4222x(ab(a2点：m

2

m

11010MPS20(

P

42

a4)2

MPaC(y0)

m

25.252S220

1010S20mm，为16mm，试求汽包圆筒壁被的薄膜应力。P=为mm的球形容器，其工为20mmP=

maxmax为mm，为3Mpa，2】(1)圆筒

m

2203050.754430（2）椭

MP230

ab

2时

x=0，y=b,（

m

)

Pa2)2b

MP

ab

时

x=0,y=b处（顶点

)

max

a3()22

MP在x=a,y=0点（边缘处)

max

3()MP2Sb30

ab

时

x=0,y=b处（顶点

a10152.5)()126.88MP2S

在x=a,y=0点（边缘处)

Pa(2)MP2b2《工备械础习解第章内薄容的力析A组：转而成的壳点M处经

A组：（1（×）（2（3（4（5（6，。）B组：√）

）a/b越√）A组：

2、

R12、圆锥壳上之点

R

R

2

Dm2cos3、碟形壳上之连接点与BA

AC)

R

(B)Rr,

B

B(A):

r

,

(B')

r

B组：图3-32

图1

2

D2点A点(B):R1

B(柱):R:R

A组：

和。

mmRmmR

：p=2Mpa，D=1008mm，S=8mm。12

D10082

m

263MP44

S

4

MP之A点和Bp=，D=1010mm，S=10mm点

1

2

D

m

0.54cos4

S

1010MP2S20.866:R

之A，B，C点p=1Mpa，a=1010mm，b=505mm，S=20mm。B点处标x=600mm1010505

点（0,y):

R1

2a2

4222x(ab4222x(ab(a2点：m

2

m

11010MPS20(

P

42

a4)2

MPaC(y0)

m

25.252S220

1010S20mm，为16mm，试求汽包圆筒壁被的薄膜应力。P=为mm的球形容器，其工为20mmP=

maxmax为mm，为3Mpa，2】(1)圆筒

m

2203050.754430（2）椭

MP230

ab

2时

x=0，y=b,（

m

)

Pa2)2b

MP

ab

时

x=0,y=b处（顶点

)

max

a3()22

MP在x=a,y=0点（边缘处)

max

3()MP2Sb30

ab

时

x=0,y=b处（顶点

a10152.5)()126.88MP2S

在x=a,y=0点（边缘处)

Pa(2)MP2b2《工备械础习解第章

内薄圆与头强设A组：,其最高气体工作压力为,无液体静压作用,工作试确定该容器的设计压力p)Mpa;水力p=cT,,工<200(1)釜的力(外压)p)MPa;釜体验cpT(2)夹套压()p)MPa;套水cpT器10m深,密ρ=1200kg/m3的液体介质,工作温度

)MPa;p)MPa;水压试验压力=cTR=()Dii)D.i,若周边固定)弯曲)处,(

)切)弯曲应力(中)处.头,其有效厚度Se不小K,其值应小于封头的()%;K>1时,Se应不(钢制的容,考虑其性需要,S=(3)mm;对于高器,厚S2min,16MnR,15MnNbR的15MnVR器,液压试验时于(5)℃,(不包括低温容),液压试验时于()

题√;非者画×60mm6mm16MnR热轧钢板的60mm

s

σ

.s(),容服点σ,容.()据,按照科学技术发展的总趋,

ieieea

.()焊.()b,对在建时,必须.(）A组：1、

DN2000mm的筒Sn=22mm,承受的最大容器阀φw为C=2mm,试求筒体力.：pw

p==（装有安全阀）;cD钢板卷制;SS=ineSnφ=）C=2mm（题中给定）.（2

t

(D)2.2S2

MP2、

,D=10m,Sin=,厚度C=2mm,力力σ]t=147MPa.

teietteiet确DS=22mm;σ]tinS=Sen（2.[]

4[]4147.0D

1.17

3、

釜1600mm,工作温度为℃~105℃,工,釜体材料选用0Cr18Ni9Ti,局部无,凸形封头上装有阀,试（1：Dtiwpp==wcwφ=头,局部探伤）C=0（2[t[σ]（2

=（按教材附录916-2，S

Dci2[

c

1.760.851.76

14.8mmC=0.8mm（按教材表1+C12：SnSn

TtiTSTtiTS（3(D)ieS

0.9

sS=Sen

P1.25P

[[

1.25

137

2.67MPa

(D)2.6715.2)2S2

141.86MPa0.90.85

水4、

罐D=1600mm,壁厚S=16mm,计算压力in为=,工作温度为3.5℃16MnR,采用双面焊对接接头,局部c,厚度附加量C=3mm,试校核贮罐强度。：St=.inwcφ=头局部探伤）常=[?]=?s：Se=SnC=－=13mm（2力Pw

]

wtietwtiet[]

D

20.85160013

2.33MPa

＞[]∴9、

D=1400mm,ip=,设4015MnVR,介性c,100%探伤。封头按度析：pt=40℃;icφ=头100%探伤215MnVR：假设度[

，[σ]=s（2S

ci2[

c

1.8

mmC表4-9GB6654-94《压1C=C+C12：SnSn（3(D)ieS

0.9

s

TtieTStttTtieTStttS=Sen

P1.25

[[

1.25

177177

MPa

(D)2.257.75)2S2

204.35MPa0.9MPa（4

筒

Dci4[

c

1.8

C表4-9GB6654-94《压1+C12：SnSn

Di2[

14002

7.1：SnSnS

Di2[

1.325

：S=S+C+圆整，nSn《工备械础习解第章

外圆与头设错X）1．

则在大外压不弹性失稳X）2．18MnMoNbR钢板Q235-AR钢板高108%此，用18MnMoNbR钢板制比用Q235-AR钢板制造的同一计的外器节多钢。X）3．

20g钢10%20g35%的X）4．

稳压力P

cr

不锈钢

>P

cr

铝

>P

cr

铜

X）5．

·A/·C。·A/·C。X受n=（2为n>（2）的整数。直为D的薄承受均匀侧向外压p作用=它们均是θm度L外Φ（1设计外压圆筒现行的稳定为m=（3外外（A组：

S0

1、图5-21中A，B，C点表s

，E=206GPa。（1）A，B，C数n等，E=s[P]=铝铜D/L

D

B·B

（1A—长圆筒L/D值较大临界压力P仅与S/D有关而与L/D无0cre00数n=2。B—短圆筒，临界压P与/D有关，而且cre00为n＞2的整C为n≥2。（2，[P]只与E有[P]/[P]=P/P=E/E=206=铜cr外压力下降了%。

许用2有一台聚乙烯聚合釜为D=1580mm高L=7060mm（切线间长度0S=11mm，材质为0Cr18Ni9Ti，试确定釜体的最大允许外压e为200

iDiD得E

t

5LDcr

DSe

Lcr

SEt(e)(D)e0Se

1625.2mm∵Lcr

cr

2.59cr

t

(

)D0L

D

0取m=3cr4、D=410mm0450℃，合成塔内系统知E5计压=0c（1度Sn=8mm，取壁厚附加量L/D=D/Se=00（2求A值

得A=（3求B值

得88[P]1.29MPaS68.3ePc，的Sn=8mm（1Sn=6mmL/D=D/Se=00（2求A值

得A=

t3t3（3求B值

得[]0.76MPa/S102.5Pc取Sn=6mm合适Sn=6mm的0Cr18Ni9Ti6、

=800mm，切线间长度L=1500mm，有效厚度iS=2mm0Cr18Ni9Ti，由于其密闭性能要求较高，故须进行真空e10

-3mmHg，问不设置加强圈能否被抽瘪？如真=大气压=-3=

0.1759.99760

0.099990.1Et

（1取壁量C=2mm效度S度Sn=eDD+2SL/DD0in00（2求A值

得A=（3求B值B

A点落在算B2E0.00008511.053[P]

0.027MPa/SePc

2.5L2.5L（4L0.86

t

S)0.86195)404.5mm0.1co：2.7(L404.5，n=3（5

：L/D=Dee00图得查5-12，得45[]0.114040为Pc，《工备械础习解第章容零件A组：1231（增加法兰厚度）2（减小螺栓作用力臂）3（增加法兰盘外径）。

4（16MnR）材料，在（200）56（2/3）。78

拉

t）

压

t）ac

B组：1A≤D,且）L02=）和=（150°）两种。3

Bd}nnt

（{（{

12

ntnt

接接

}）}）4积≤A=(壳体有效厚度减e积)A+(接1)+(焊缝金属截面积)A235Di≤1500mm时，须径d≤

,且不得超过（520）mm.当筒体直径Dii径d≤(1/3)D,,且（1000）。i6有DDN(600)mm等四种。7（400（250）mm与（380）×）mm。8有DN(150mm)和DN(250mm)两1。(×)2度则径,加0(×)3(√)4。(×)5。(×)A1．选择设备法兰密封面型式及垫片

℃

石棉/耐橡胶/中压石圈/中压棉橡带-2．试为一精馏塔配塔节与封头的联接法兰及出料口接管法兰。已知条件

径800mm,接径100mm，操作温度300℃，操作压力质Q235-AR。绘出法（1塔节6-4附表1可采用平面密封面，垫片材料为石棉橡胶板，表6-3中查得值为20mm。联Ｍ20，共24表6-6为35。螺母材料为235-Ａ（234，确定接管法兰MPa；根6-10：HG20592Q235-A。表为表2中。

1甲型平焊法兰（容器法兰（法兰-RFJB4702-92）2突面（HG20592Q235-A）6．有一卧式圆筒形容器DN=3000mm，最大重量为1006MnR，

100

KN（型）120°包

4t24t2鞍座鞍座

料

荷

h

:

10l21801bmm114mm1

l341316mm

弧长3490mmb104emm9．有一Ф89×61400mm16mm的筒体上，为10号无缝钢为250量2mm，围20mm内表16-1查得16MnR（厚度６～１６）250℃下的a325MPa10250℃MPa

Di

1.81400

8.12：

P0

2

mm取C=２mmC89mm

mm

SS81rttr1eetr2tr2rA64mme23n

mm

nt

nt

Bdmm2nt

f

[[

92156

AdS8.12

2AAhmm

22按R=8计

AA133.4654.4mm为＜A，所以需要另加补强。e

AAmm

216MnR，厚度与筒为16mm。

《工备械础习解第篇典型化设的械计第章

管式热的械计1．

2．

1

：1

另一端管结

管壳管束

壳程介

管程至少U型管

3．

管子内层子

4．

如下表21500mm,2000mm,3000mm,在4~25之间为6~10。为4~6。2

热管规mm）￠19×2

￠25×￠32×3￠38×3

￠19×2￠25×2￠32×￠38×5．

在350℃以下，且无特殊要求的场合。

6．

影将管端进t，必须符合表的规3

和

10%30%

△t△t△t≤72℃α=1/2（+α，α分别为12121/℃。α=-α∣，1/℃。12△t等（7．

：焊接连接比胀接连接有更大的优越性管

8．

在开60o坡口；容胀：先强度焊后贴胀先9．

：排列的标准形式有适用于壳

钢制．有1，2，4，68，10，12过28℃④分程隔

盘-圆当操产生拉应产

，它可使加热蒸汽

力MPa数1/℃数MPa力MPa寸mm距mm

-66

-66

24)24)

度mm

l

力MPa

q

d

l

f0.866a

2

0.866244

2

p

1.0253.14

MPa

):t

t

tl

t

t

ddl

i

)

t

()ts1t

1

()ts(2iS中

0.21(200100)2202)41008

50.36()at

50.36(25220430

2

)

MP)a又与q

t

qq0.1683.945(MPt

)]

《工备械础习解第章

塔备机设

(K[](K[])A组：1．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（自偏心载荷）等载荷2压操背）max

(

)。）时的迎）max

4．当地震烈度≥（）5内压作的塔备，最轴向应力的稳件是

(KB)max3

6外压操作

max

2

[

7．裙式支座基底截面水

(0.9

max

0.3M

M

e

m

gmaxA

(KB

8．裙式支座人孔或较大条

max

Mme

maxA

(0.9K

只

vmaxevmaxe载）剪力τ

m

J

F≤0.8K]t）AZwm

JmaxA

M

J

M≤(

0.72

s

)B组：1．塔设备质量载荷包括：（1体)质量01（2塔设

m

（3塔）（4平台（5操作时塔）（6

m

（7m2．内压操作的塔设备，迎）max